“测定玻璃的折射率”实验复习教学设计案例

2012年全国各省市有多套高考题考查了"测定玻璃的折射率"实验,考查方式比较平凡,但却传递出命题者的"良苦用心",仔细琢磨"耐人寻味",值得我们对日常教学反思总结."测定玻璃的折射率"实验原理简单(插针法),操作简便,学生容易掌握,但为了考查学生实验素养及多方面的能力,可以对现     

测定介质折射率的几种方法

介绍了几种测定介质折射率的方法.     

依据课本现有实验引导学生自主学习一例

"测定玻璃砖的折射率"实验中所用的插针法,是确认光路的一种方法.插上四枚大头针,用眼睛看上去,前面的把后面的都挡住,这四枚大头针就在同一条光线传播的光路上.用这四枚大头针就可以确定出光经玻璃前后的光路,然后利用折射率的定义式计算出玻璃的折射率.     

测定玻璃的折射率实验的改进

在测定玻璃的折射率实验教学中 ,采用直接画两条平行线来确定入射光线和出射光线 ,效果很好 .因为理论上出射光线应与入射光线平行 ,所以首先在桌面上铺一张白纸 ,用直尺、三角板画两条错位的平行线 (平行线间距不能过大 ) ,标上箭头代表入射光线和出射光线 .然后将玻璃砖放在两平行线错位处 ,透过玻璃砖观察 ,同时旋转 (顺时针或逆时针 )玻璃砖 ,直到两平行线看起来成一条直线 .确定玻璃砖的位置 ,找出入射点 O,出射点 O′,连接 OO′,过 O点作法线 NN′(如图 1 ) .用量角器量出入射角i和折射角 r,从三角函数表查出它们的正弦图 1　测量…     

基于改进的固体介质折射率实验装置对固液混合物进行浊度测量

在本科生普通物理实验现有设备基础上,创新性地改进了利用布儒斯特定律测量固体介质折射率的实验装置,使之成为一台测量固液混合物浊度的浊度分析仪,并将其应用于纯牛奶和橙汁的浊度检测,取得了良好的结果;本实验对大学物理创新性实验的实验设计具有启发作用。     

决定介质折射率因素的经典计算

就介质折射率的物理意义首先从理论上作了说明,然后从经典概念出发对介质折射率的表达式作了推导,指出了决定介质折射率的因素,即组成介质的原子结构、原子种类、每一个原子周围电子分布的情况及辐射的频率。通过理论计算和实验数值的对比表明,所推导出的结论及相关的计算方式是正确的,对介质折射率的研究和在特殊领域对折射率有一定要求的材料的制备具有一定的指导意义。     

运用自制教具测定玻璃折射率的创新实验培育学生实验技能素养

实验是物理学科的灵魂,开展实验教学可以帮助学生掌握科学知识和提升实验技能的核心素养.在实验教学中,教师运用自制教具开展探究式教学是促进实验教学的有效发展,也是提升教师专业技能的重要途径.以自制教具测量玻璃折射率的几种创新方法为例,探索如何在实验教学中培育学生的实验技能的核心素养.     

负折射率介质层中光波的相位和传输特性研究

针对在理解负折射率材料中光波的传播特性时相位的特殊性质 ,详细分析推证了负折射率介质中折射率、波矢k的大小和方向、空间坐标系以及波相相位互之间的关系。分析结果表明负折射率介质层中的波矢k的反常取向是由于其标量值为负 ;在统一的坐标系下 ,由该标量值参与数值计算和分析 ,k则由标量值和单位矢量k0 (k0 >0 )共同决定 ,而不必再考虑左、右手系的区别。在此基础上依据电磁场理论推导了光波在负折射率介质层中的传输矩阵 ,用以分析含有负折射率介质层的复杂薄膜系统的光学性质。初步计算结果显示含有负折射率介质层的膜系对TE和TM波的光谱特性都有显著改变     

用掠入射法测量透明介质折射率的探讨

本文介绍了掠入射法测量各种透明介质折射率的实验过程与方法,并用钠光源掠入射法测量乙醇、纯净水和丙三醇的折射率,在实验拓展中对空气、三棱镜的折射率测量进行了探讨。     

学生自主实验的教学研究

目前高校物理实验教学,教师需要同时指导许多同学,这就决定了教师采用传统的讲授形式．而在物理实验教学过程中,经常会出现实验教学超前于理论教学,由于学生对实验的原理不甚了解,教师也只能以传统的讲授形式让学生尽快地了解实验原理．当学生遇到困难时,教师由于面对学生较多,往往立即给予实际的操作示范,帮助学生解决实验难题．因此,学生大都处于被动学习状态,     

负折射率介质测试装置设计与测试

为深人了解负折射率媒质的奇异传输特性,基于斯涅耳折射原理,设计并加工了一种用于测试X波段((8.2-12.4GHz),以亚铁磁材料为基体,内嵌金属线阵列宏结构的负折射率介质样品折射特性的实验装置.分别测试了楔形石蜡样品和楔形负折射率介质样品在波段的折射特性,对石蜡样品测试结果的分析证明了该折射特性测试装置的有效性,对负...     

负折射率介质测试装置设计与测试

为深入了解负折射率媒质的奇异传输特性,基于斯涅耳折射原理,设计并加工了一种用于测试X波段（8.2~12.4 GHz）,以亚铁磁材料为基体,内嵌金属线阵列宏结构的负折射率介质样品折射特性的实验装置。分别测试了楔形石蜡样品和楔形负折射率介质样品在X波段的折射特性,对石蜡样品测试结果的分析证明了该折射特性测试装置的有效性,对负折射率介质样品测试结果的分析证明了合成介质确实具有负折射效应。通过电磁仿真方法,测试了平行板负折射率介质的波束位移特性,进一步证明了该种合成介质的负折射特性。     

基于彩虹光学原理测量介质材料折射率的新方法

基于彩虹的光学原理,获得测量介质材料折射率的一种新方法,且在此基础上设计了一套适应该方法的实验测量装置.通过该装置,可以在实验室中简便地模拟彩虹中的光学现象,深刻地理解彩虹现象的光学本质,同时能够测量介质材料的折射率.     

迈克耳孙干涉仪测量介质板折射率的问题研究

使用迈克耳孙干涉仪测量较厚介质板的折射率时,发现迈克耳孙干涉仪中放入待测介质板后,反射镜M1的调节方向异常.针对这一实验现象,从理论上进行分析,解释了实验中出现的异常现象,并推导出反射镜M1在两次观测中移动的距离与介质板折射率的关系式.实验结果进一步证明理论与公式的正确性.     

相干场作用下介质的探测谱及折射率谱的实验测量

利用改进的马赫－曾德尔干涉仪在实验上测出了相干场（５８９．６ｎｍ）作用下钠原子蒸０汽介质在５８９．０ｎｍ附近的探测谱和折射率谱,并针对拉曙以场驱动的四能经理论模型给出了相应的理论曲线,此项实验结果为验证原子的相干性理论及实现介质的无吸收、高折射率的可能性提供了可靠的实验依据。     

负折射率介质光纤的导模异常特性分析

对芯层为负折射率介质,敷层为普通介质的光纤的导模进行了研究,并对芯层与敷层介电常数比值（ξ）和磁导率比值（η）变化对导模色散特征的影响进行分析.分析表明负折射率光纤具有许多不同于常规光纤的反常特征,如存在表面波模,存在TM00模和TE00模以及存在多个单模传输模式和单模传输区间等.同时对负折射率介质光纤的单模传输条件进行了分析,发现单模传输模式和传输区间随ξ和η的不同而改变.     

介质层厚对含负折射率介质Bragg微腔的影响

研究了介质层厚对含负折射率介质一维光子晶体Bragg微腔的缺陷模和双稳态的影响.在中心频率附近将传输矩阵各矩阵元采用泰勒级数展开并取一级近似,得到了缺陷模频率与介质层厚的关系式及品质因子公式.研究结果表明：一级近似法能很好地解释中心频率附近介质层厚对缺陷模频率的影响.理想Bragg微腔结构的缺陷模品质因子最大;递增正折射率介质层厚和增大缺陷层介质层厚、递减负折射率介质层厚及同时等量递减正和负折射率介质层厚,均可使缺陷模红移,双稳态阈值降低.     

艾里光束通过负折射率介质的传输特性

为了研究艾里光束(Airy beams)通过负折射率介质中的传输特性,利用ABCD矩阵光学理论推导出了Airy光束通过负折射率介质的传输解析表达式.利用该解析表达式得到了Airy光束通过负折射率介质的传输特性.计算结果表明,Airy光束通过负折射率介质后的自加速和光强都可以通过负折射率介质的工作频率调控.Airy光束通过负折射率介质的横向偏转系数随传输距离z的增大而加速偏转;同时当传输距离z相同而负折射率介质的工作频率不同时,偏转系数也不相同.Airy光束的强度和偏转度都可以通过负折射率介质的工作频率调控.结果显示可以利用负折射率介质的工作频率方便有效地调控Airy光束,研究结果在光学器件设计和医学科学中都有潜在的应用价值.     

包层为负折射率介质的抛物型渐变光纤色散特性分析

研究了纤芯为各向同性非均匀材料,而包层为负折射率均匀介质光纤的色散特性.在纤芯满足弱渐变条件的假定下,按矢量场分析法,通过芯层与包层的介电常数比ξ和磁导率比η,讨论了导波模式色散特性对左手介质包层材料的依赖性.分析表明,ξ和 η对轴对称模色散曲线的低频段影响较大,但对非轴对称模影响不大.ξ和 η对导波模式的截止频率没有影响.由于该光纤中的HEm1模的截止频率都等于0,所以不存在理论上的单模区,但仍可近似实现无色散传输.