高中物理测定介质折射率的几种方法湖北省襄樊市第四中学 任建新 吴金红 441021（此文发表于《物理实验》2005 年 2 月期）折射率是表征介质光学性质的重要物理量，折射率的测定是几何光学中的重要问题，除了教材上介绍的用插针法测定玻璃砖的折射率外，应用折射定律和全反射的知识，还可以设计一些其他的方法来测定某些介质的折射率。1．利用折射定律测定液体的折射率所需器材：（1）一根标有刻度的毫米刻度尺，（2）装满待测透明液体的圆柱形玻璃杯。方法如下：（1）将直尺 AB 紧挨着杯壁竖直插入杯中，如图 1 所示，在刻度尺的对面观察液面，能同时看到刻度尺在液体中的部分和露出液面的部分；（2）调整视线，直到眼睛从杯子的边缘 D 往下看时，刻度尺上端某刻度 A 经液面反射后形成的像与看到的刻度尺在液体中的某刻度 B 重合；（3）读出 O、A、B、C 四处所对应的刻度值；（4）量出玻璃杯的直径 d；（5）根据几何关系可知：，2．应用全反射测定液体的折射率：用一个圆形软木塞，在其中心处竖直地倒插一枚大头针，使其漂浮在待测液体中，如图 2所示，调整大头针的插入深度，使观察者在液体的上方任一位置恰好都看不到大头针的顶部S，此时，从 S 发出的光线，在木塞边缘的液体处恰好发生了全反射。此时的入射角∠1 即为该液 体 发 生 全 反 射 的 临 界 角 。 测 出 木 塞 的 半 径 r 和 大 头 针 顶 部 的 深 度 h ， 则 有 ，，故液体的折射率：3．用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率：用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率，与用插针法测定方形玻璃砖的折射率的方法基本相同。如图 3 甲所示，将半圆形玻璃砖放在白纸上，记下直径的位置 MN，MN 即为界面。竖直插下大头针 P1和 P2，使 P1和 P2的延长线玻璃的圆心 O。在玻璃的另一侧竖直插下大头针 P3和P4，使 P3挡住通过玻璃砖观察到的 P2和 P1的像，使 P4挡住 P3的像。移去玻璃砖，连接 P1、P2及 P3、P4，用量角器测出它们与法线的夹图 3甲图 2图 1角 i 和 ，由折射定律可知，该玻璃砖的折射率：若实验器材中未给出量角器的情况下，可以用单位圆作图来计算折射率。方法如下：以入射点 O 为圆心，以单位长度为半径画一个圆，如图 3 乙所示，该圆与入射光线 AO 和折射光线 OB 分别交于 P 和 Q 点。分别过 P 点和 Q 点作法线的垂线和，则：4．利用全反射测定半圆形玻璃砖的折射率：将半圆形玻璃砖放在...
