劉麗莉 盧小龍

摘要：通過(guò)邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)反復(fù)對(duì)玻璃的折射率進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)完成后，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并討論了該法測(cè)定玻璃折射率的一些優(yōu)點(diǎn)和不足。通過(guò)對(duì)玻璃折射率的檢測(cè)和分析，可以對(duì)玻璃進(jìn)行種類(lèi)認(rèn)定和同一認(rèn)定，它不但可以為案件提供線(xiàn)索，而且還可以為法庭提供訴訟證據(jù)，因此，玻璃鑒定的意義非常重要。

關(guān)鍵詞：邁克爾遜干涉儀 玻璃折射率 方法

一、測(cè)定玻璃折射率的方法

1.三棱鏡法。最準(zhǔn)確的方法是使光束通過(guò)棱面夾角為60度的三棱鏡而測(cè)定的情況。

2.油浸法。人們可以將一小塊玻璃浸入已知折射率的液體中，當(dāng)玻璃看不出來(lái)時(shí)，玻璃的折射率與已知液體的折射率相同，這種測(cè)定方法不夠精確。

3.折射儀全反射法。將一面拋光的式樣用高折射率的液體緊壓在折射儀棱鏡上，使用白光即可得出折射率的數(shù)值，準(zhǔn)確度可達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后第四位。

二、邁克爾遜干涉儀法測(cè)定玻璃折射率

（一）實(shí)驗(yàn)器材

GS——1型邁克爾遜干涉儀，JGQ——250型He——Ne激光器，擴(kuò)束鏡，白熾燈（臺(tái)燈即可），千分尺，讀數(shù)顯微鏡，不同式樣的玻璃。

（二）實(shí)驗(yàn)原理

本實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用邁克爾遜干涉儀，M1和M2是兩個(gè)互相垂直放置的平面反射鏡，其中，M2反射鏡是固定的，M1反射鏡可以在精密導(dǎo)軌上前后移動(dòng)。M1的移動(dòng)采用了精密螺桿旋進(jìn)系統(tǒng)，移動(dòng)的距離可由轉(zhuǎn)動(dòng)手輪的讀書(shū)窗和微調(diào)手輪的刻度輪上讀出。G1和G2是由同一塊光學(xué)玻璃分割而成，具有同樣的厚度和折射率，G1和G2平行放置且與M1和M2構(gòu)成45度角。其中，G1的第二光學(xué)平面鍍有半透膜，稱(chēng)為分光板，G2為補(bǔ)償板。

當(dāng)光源與發(fā)出的光線(xiàn)射到G1后，被分解為反射光（1）和透射光（2）；光線(xiàn)（1）垂直照射在M1上經(jīng)反射后沿原路返回，并透過(guò)G1到達(dá)E處；光線(xiàn)（2）透過(guò)G2后垂直照射到M2經(jīng)反射后沿原路返回，G1被反射到E處；由于光線(xiàn)（1）（2）是由同一束分解出的兩束光，因此，光線(xiàn)（1）（2）是相干光束，在E處相遇時(shí)將產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

由于分光板的反射作用，M2在M1附近形成一平行于M1的虛象M2，因而光在 M1和M2的反射可看作是M1和M2的反射。所以，在邁克爾遜干涉儀中，所產(chǎn)生的干涉與厚度為D的空氣膜產(chǎn)生的干涉是等效的。

（三）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) （四）實(shí)驗(yàn)討論

1.優(yōu)點(diǎn)。邁克爾遜干涉儀對(duì)任何形狀的密度均勻的玻璃碎塊的折射率測(cè)定都適用，而且對(duì)其它透明均勻的物體也同樣適用，玻璃碎塊即使有污漬也不必清洗。

2.不足：

（1）此法不是所有玻璃碎塊均都適用，對(duì)于厚度或密度不均的玻璃，彩色條紋不一定會(huì)出現(xiàn)。

（2）r1范圍過(guò)大，影響到測(cè)量精度.在用激光器時(shí)，視場(chǎng)中出現(xiàn)一兩條花紋，到換上白熾燈后出現(xiàn)多條彩色條紋的時(shí)間內(nèi)，M1所移動(dòng)的距離過(guò)大時(shí)，r1只能取這兩時(shí)刻間讀數(shù)的平均值，所以，M1在此時(shí)段內(nèi)移動(dòng)距離越小，r1取值越精確，即（r1+r1）/2。

（3）該方法測(cè)量精確度由介質(zhì)材料厚度均勻性決定，被測(cè)玻璃碎塊厚度應(yīng)由讀數(shù)顯微鏡測(cè)得，常用測(cè)量物體厚度儀器為千分尺，它只能精確到0.01mm，而讀數(shù)顯微鏡能精確到0.001mm，邁克爾遜干涉儀能精確到0.0001mm，但在此前折算折射率公式n=（r1-r1）/d+1中，用到玻璃碎塊厚度，所以，最后測(cè)得折射率也只能精確到0.001mm。

參考文獻(xiàn)：

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