玻璃折射率温度系数的测量

玻璃折射率温度系数的测量

一、实验目的：

1. 测量玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数。

2. 在不同的实验条件下进行测量，定性分析实验的系统误差。

二、实验原理：

参见实验中心网站

三、实验室提供的主要器材：

He-Ne激光器及支架、样品、铝块、水浴加热锅、数字温度计（读数精度0.1℃）

四、实验内容

1. 光路调节

 先将样品小心地滑入大铝块中间的样品腔中。

 接着将大铝块放在水浴锅中，并置于电炉上。（此时水浴锅中已放入一定量的水。）

 然后将它们整体放在调节台上。

 打开激光电源，调节样品的位置，使激光从样品c区反射。

 调整光路，在观察屏上得到3个反射光斑。（中央光斑中应能看到干涉条纹。）

 将小铝块放入大铝块中，插入数字温度计，微调光路，确保有干涉条纹的光斑不被遮挡。

2. 在不同的水浴条件（降温速率不同）下，测量a区干涉条纹数与温度之间的关系

 开启电炉，对样品进行加热，加热到80℃后，关闭电炉。让样品自然降温，待温度下降到80℃以下，开始测量。【最后一组数据对应的温度略高于40℃。】

 在测量条纹的移动与温度变化的关系时，可以同时测量温度随时间的变化关系，研究是否符合牛顿冷却规律。【测量时，最初的温度间隔可取2℃，温度降低后可减小到1℃，甚至0.5℃。】

 改变水浴锅中的水量（相当于改变整个水浴系统的热容量），重复上述操作。

3. 根据实验数据，作T～m图，作直线拟合，并根据残差图分析实验的系统误差。

4. 选择一个水浴条件，测量c区干涉条纹数与温度之间的关系。

5. 利用拟合结果，计算玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数。

五、实验报告要求

1. 实验原理部分简述即可。

2. 实验过程重点在不同实验条件的比较。

3. 实验数据主要借助残差图来分析不同实验条件对实验结果的影响，同时利用牛顿冷却

定律对实验结果的系统误差作定性分析。