设计一组测透明液体折射率的实验

　　1．在扁平玻璃瓶的一面贴一张带一条直缝的纸（缝宽3－4毫米），而它的对面贴一张描图纸（半透明纸）。在玻璃瓶中装2/3的待测液体，将瓶塞盖好，如图（二）4．14－1放置，用手电筒从有缝的一面垂直入射，记下亮纹在描图纸上的位置，然后让光线斜向入射，在描图纸屏上可以看到两条不在一直线上的亮纹，这是由于下边的亮纹通过液体折射照在屏上而产生了错位。其光路如图（二）4．14－2所示。测出x、y和d，由折射率n＝sini/sinr得：

　　2．如图（二）4．14－3所示，在铝盒中倒满待测液体，从其斜上方观察，调整支架上十字夹B的高度，直到观察BAC在一条直线上。然后把盒中的液体倒掉，仍通过BA方向观察，此时已看不到C点，只看到D点。记下D点的高度x，并测出a、b值，则

　　3．在纸上画一条直线，把玻璃杯压在直线上，使直线处于玻璃杯底面的直径上，再往玻璃杯里注入待测液体，至波面接近杯口，从玻璃杯上方向下观察，可以见到直线的折射像上升了一段。将铅笔顺着直线方向沿着杯壁向上移动，直到指向杯底直线的像的位置。测出像离波面的深度h和杯底到液面的深度H，见图（二）4．14－4，

由于从正立方对B点观察，角度很小，可以认为OC≈h，OB≈H，所以n＝H/h。改变液面深度重复测定n次，求n的平均值。

　　这种方法称为测视深法。

　　4．在容器中装待测液体，把“空气盒”竖直地插入液体中，再用手电筒作光源从盛液容器的一边向里照射，把立杆放在容器前方。如图（二）4．14－5所示。当空气盒的平面与容器前后面接近平行时，空盒呈现一亮斑，然后向一个方向逐渐旋转空盒平面。当转至一定角度时，圆形的空气盒呈现一半亮而一半暗。为什么会出现这种现象？ 看图（二）4．14－6，以小电珠发出的三条光线OA，OB，OC进行讨论。当空气盒偏离MN线旋转一锐角后再继续旋转时，OA，OB，OC光线的入射角是越来越大的。随着旋转角的加大，OC光线首先达到全反射，当∠OBP达到临界角时，OB－OC间的光线都达到全反射，因此在容器前方观察BC间为暗区，而AB间为亮区。记下此时PQ的位置。继续旋转空气盒，暗区逐渐扩大，直至全暗，而后从A点开始出现亮区，逐步向B间扩大。当AB这一半为亮区时，记下P′Q′所在位置，如图（二）4．14－7所示。图（二）4．14－6中的∠OBP和图（二）4．14－7中的∠OBQ′都等于临界角。把图（二）4．14－6和图（二）4．14－7中的两种情况结合起来，画成图（二）4．14－8，可以看出∠PBQ′等于2倍的临界角。测出此角也就知道了临界角，折射率也就不难得出：

n＝1/sini₀。

选自：《高中物理课外实验》