第36卷第1期大学物理实验Vol.36No.12023年2月PHYSICALEXPERIMENTOFCOLLEGEFeb.2023收稿日期:2022-09-12基金项目:新疆维吾尔自治区“天山雪松”计划;中国石油大学(北京)克拉玛依大学生创新训练项目*通讯联系人文章编号:1007-2934(2023)01-0015-05基于旋转液体实验仪对折射率与温度关系的探究李炤玮,高歌,王晶晶*(中国石油大学(北京)克拉玛依校区文理学院,新疆克拉玛依834000)摘要:利用FB805型旋转液体实验仪,设计出一种较为简洁的测量方法,探究激光光线在同一介质中折射率随温度变化的规律。该方法能够直观且实时地获取不同温度下液体的折射率,继而获得温度与折射率的关系(温度范围为27.5~80℃)。通过对实验操作、实验数据收集处理以及误差分析,为日后仪器改进和进一步探究提供思路。关键词:液体折射率;温度;几何光学中图分类号:O4-33文献标志码:ADOI:10.14139/j.cnki.cn22-1228.2023.01.004《大学物理实验》投稿网址:http://dawushiyan.jlict.edu.cn折射率是透明和半透明材料的一个重要光学参量,反映了物质的一些内在性质,在生物医药、环境监测、石油化工、食品加工等领域均有重要应用。通过测量折射率可以检测液体相关的生化指标,如海水盐度、污染情况,离子液体、液态聚合物等新型液体材料的相关参数,测定食品的糖度、鉴别食品成份、判断食品的品质等。目前,常用的测量液体折射率的方法有激光照射法、衍射光栅法、掠入射法、光纤杨氏干涉法、毛细管法和液芯柱透镜焦平面成像法等。这些方法均有其技术特点,同时也存在一些不足。如激光照射法和衍射光栅法只需测量光斑之间的距离即可计算出折射率,操作方便、测量范围广,但光斑之间距离测量精度限制了折射率测量精度;光纤杨氏干涉法原理简单,但对实验装置的稳定性要求高。1实验背景1.1“下蜃景”现象“下蜃景”现象是一种生活中常见的光学现象,常出现于公路行驶中,其表现为:(1)在驾驶座能看到远处有一摊类似水的亮斑并呈现出其上物体的倒像。(2)随着车辆驾驶的前进,该现象不断前进。(3)当观察者与成像路面的角度超过一定区间后,该现象会消失。在《“海市蜃楼”现象成因分析及模拟实验》[1]中,作者得出在气压恒定的海平面上,空气密度受温度湿度的影响,其随高度增加而减少,对光的折射率也随之减少,从而形成一具有折射率梯度的空气层。当光线通过此空气层时将发生偏转,故得出结论,当光线在某一液体或气体介质中,随着介质的折射率发生改变,其光路也会随...