浅谈用显微镜测玻璃的折射率

李晨

摘 要：在物理光学实验中，依托加工读数型显微镜结构中的物镜并在其前侧部加设一个平面型反射镜片，由此用来测试玻璃物质的光线折射比率，其可大力的提升此光学实验中玻璃板折射率测定的精准度。本人对原来读数型显微镜结构加以改制，且将其应用到测验透明玻璃折射比率的过程当中，实现了增强此光学实验精准度的目标，此次结构改进亦适于应用在其他类依托读数型显微镜装置进行测定实验的相关过程当中，具有较大的应用效能。

关键词：折射率；显微镜；玻璃；测定

依托读数型光学显微镜测定透明玻璃板折射比率的试验过程，大部分高校将其作为教学设计型物理实验课程来设置，实验时通常都要先后测试在光屏和物镜中间未设受验物质还有设置受验物质两种状态下，当目镜中的光屏生成完整图像情况下，物镜现实所处的位置存在差别。因为这两次测定过程都是依托光学机构在高度上实施调焦过程来实现的，在竖直向上千分尺的测定分度单位数值为1/10mm。而读数型显微镜装置的水平方向螺旋式测微机构，其测试刻度数值是1%mm；所以怎样运用精准度相当高的读数型显微镜结构中水平式螺旋型测微装置，测验未设置受验物质还有设置受验物质的两种情形下，当目镜结构中光屏生成出完整的清晰图像时，其物镜构件所处的部位偏差，是属于增强透明玻璃折射比率测定精准度的重要条件。欲达到如此目标。

1 读数型显微镜的结构改制

一般的读数型显微镜装置，其光学传导体系是由目镜部件、物镜部件及光传播筒所构成。将其目镜部件及物镜部件紧密固定在光筒的两头，在测定环节中二者之间的间隔距离始终保持不变，让受验物体在目镜装置中完整成像的时候，其物镜构件到受验物体之间的间隔距离通常都不到5cm，为了拓展应用区间，还应当再更换一个新的物镜，让其物距在10～15cm之间。

为了可以让读数型显微镜之螺旋式测微机构的水平方向滑移调节过程成为此光学装置调节焦距过程，在读数型显微镜的物镜部件前侧新设一张平面型反射镜片，且与其物镜结构结合成一体，其平面型反射光镜片的镜面和其光学体系的光简之间维持45°的夹角状态。

2 利用读数型显微镜量测平板型玻璃体折射率的机理

在由观察孔观看透明型玻璃体下部的物体P时，具体观看到的是物体P的图像P1，设置t0作为物体P经过玻璃板所折射出来的射线和玻璃板法线的夹角，设置t1作为物体P的物光线在玻璃体中至观看部位和玻璃板法线之间的夹角，设D是玻璃板层的厚度，设a是纵向交叉于玻璃板且经过物体P的阿线至观看部位之间的间隔距离，n代表玻璃体的光线折射比率，n0代表空气的折射比率，依照折射率关联关系可有

利用读数型显微镜器具测量透明玻璃板体折射比率时，调节其光学体系至物屏之间的距离，当由目镜处能够清楚地看到物屏的完整图像时，记录下此时光学体系所处的部位X0；将等待检验的具备相应厚度D的透明状玻璃板置于物体遮屏和物镜二者之间，再重新调节光学机构的具体部位，可让物屏产生的物光穿过受验透明状玻璃体还有物镜体，可由目镜处再次完整观看到物屏的清晰图像，记下此时光学传播体系所处的部位X1。受验玻璃物体的厚度尺寸D适于利用读数型显微镜结构予以测定。在常规的大气温度和大气压力下，空气介质的折射比率n0为1.0002927，依照下式受验物质的折射比率n是

3 实验构架介绍

实验构架包括读数型显微镜器具、具备长型物距的物镜、能紧密固定于物镜之前的平面型反射光镜、钠光类灯光源、遮光挡屏、长方体平板型玻璃体等构成。为了增强实验人员眼目的观察准确度，把遮光物屏的通光眼利用3条毛发横贴在穿光眼之上，在其单色光线按照对应角度照耀到物屏体上时，由显微镜结构的目镜里可观看到所粘毛发的边缘闪亮，而且产生衍射光环，调节其平面型反射光镜之物屏之间的间隔距离，其衍射出的光环逐步消散，当其衍射型光换被消掉时，其毛发丝边缘出现一清晰亮光束，故其显现出的灵敏度极高。

4 实验过程及手段

測定平板型玻璃体折射比率可分两个阶段实施：

（1）测量玻璃板厚度数值，选取长方体受验玻璃材料，且立置于读数型显微镜结构的承物面上，旋转读数型显微镜结构中的焦距调节旋轮，调节光学机构的高度水平，可由读数型显微镜结构的目镜位置，完整观看到玻璃板侧缘的清晰图像，调节读数型显微镜结构中的目镜及其中的十字型交叉丝竖立线，让其和受验玻璃体一侧边保持平行，而且和读数型显微镜结构内的光学体系水平传播方向保持垂直状态。

（2）测有待测样品和没有待测样品时的物镜位置差，把读数显微镜的物镜换成长物距物镜，在物镜前安置一个平面反射镜，使平面反射镜与显微镜光简保持45夹角，在载物台上放置一个物屏，用钠光灯照亮物屏，转动读数显微镜的调焦轮、螺旋测微调节轮以及平面反射镜，使得在转动螺旋测微调节轮时，所观察到物屏的像不会移动位置；把待测透明玻璃竖放在载物台上，转动螺旋测微调节轮，水平移动光学系统，记录从目镜中清晰观察到物屏像时，记录螺旋测微系统上的主尺和副尺指示，以表示光学系统物镜所在的位置X1。

算得n =1.5161

K9玻璃nD的标准值（对λ=589.4nm）为1.51640，测量结果与标准值的百分误差为0.014%，此测量结果在实验允许的误差范围之内。

5 结语

改造的读数显微镜由于把载物台上物屏的水平物光，经平面反射镜反射，进入物镜，到达目镜成像；通过转动螺旋测微调节轮水平移动光学系统，来调节物屏的物光到过物镜的距离，从目镜中清晰观察到物屏的图像，从而实现利用读数显微镜的水平方向螺旋测微系统进行精确调焦操作。

参考文献

[1]白泽生，刘竹琴.用二次成像法测量透明玻璃板的折射率[J].大学物理，2007，26（9）：37-39.

[2]王勤.用旋转玻璃砖法测玻璃的折射率[J].太原师范学院学报（自然科学版），2005，4（1）：60-61.

（作者单位：云南师范大学附属中学）