测定水的折射率的实验改进

测定水的折射率的实验改进

高中物理（必修）第二册测定水的折射率的小实验中，用直尺做实验，由于外界光线的干扰，加之刻度尺上的刻度不清晰，实验效果不明显，误差很大，山东庆云县第一中学袁俊强老师作如下改进。

器材：铁架台、刻度尺、细线、红细铁丝、烧杯、水、绿豆。

原理：利用平面镜成像规律和光路的可逆性原理，把水面看成一平面镜，红细铁丝在水中可以成一虚像。人在烧杯右上方看绿豆时，看到的是由于光的折射而在水中所成的像，让红细铁丝及绿豆的像重合。利用这一特殊位置，根据三角形的边角关系，我们就可以把角比例问题转化为边比例问题，求得水的折射率。

步骤：

（1）烧杯中注满水，用黑纸齐烧杯口贴紧，放在铁架台上。

（2）铁架台一侧放一刻度尺，在铁架台升降架上套一细线，细线下拴一红细铁丝。最后把绿豆放于烧杯底部边缘（如图所示）。

（3）用眼睛在烧杯的右上方观察绿豆，同时调节红细铁丝的高度，使红铁丝在水中的像与看到的绿豆重合。

（4）读出铁丝到杯口的距离d₁和烧杯高d₂，再测出烧杯内径l，根据折射率公式可以算出水的折射率：

优点：（1）烧杯外贴黑纸，可以避免外界光线的干扰，易观察。

（2）光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，即颜色不变，绿豆和红细铁丝的颜色使得它的像更加清晰，从而减小了测量的偶然误差。

（3）由于光的折射，绿豆的像并不是垂直上移，让铁丝及绿豆的像重合，从而减小了系统误差。