长安大学：《大学物理实验》课程教学资源（课件讲义）光学实验——测定空气折射率

在图所示的迈克尔逊干涉仪光路中，给气室AR充气，其内部的气压就会发生改变设气室内气压改变人P气室内的折射率将随之改变，丛俩导致迈克尔逊干涉仪上参与干涉的两束光的光程差发生的改变，干涉仪观察屏上将有N个千涉条纹的变化。设气室内空气柱的长度，则1A8=2△nl=NaN2An二(21

在图所示的迈克尔逊干涉仪光路中，给气室 AR充气，其内部的气压就会发生改变。 设气室内气压改变 ，气室内的折射率将随之 改变 ，从而导致迈克尔逊干涉仪上参与干 涉的两束光的光程差发生 的改变，干涉仪 观察屏上将有N个干涉条纹的变化。设气室 内空气柱的长度 ， 则 （1）    2  nl  N  l N n 2     P  n   l

设标准状态(T。=270K,P。=101.325Kp)下空气的折射率为n。密度为为；低意状态（温度为T，气压为P）下折射率为密庾为，根据吃体折射率的改变量与单位体积内粒子数改变量成正比，而单位体积内粒子数的改变量（相对于真空状态而言）又与密度成正比，因而有：n-lPno-lPo

设标准状态 下空气的折射率为 ，密度为为 ；任意 状态（温度为T，气压为P）下折射率为 ， 密度为 ，根据气体折射率的改变量与单 位体积内粒子数改变量成正比，而单位体 积内粒子数的改变量（相对于真空状态而 言）又与密度成正比，因而有： 0 n 0  n    Kp a T 270 K P 101 .325 0 0  ，  0 0 1 1      n n

联系理想气体的状态方程，有pTon(PV= μRT )PoTponoTo(no1-Ip +n(2)。T可以看出，对空气而言，当温度不变时，折射率与气压成线性关系，其比例系数1T。(n。 - 1)△n可以用实验方法求出PoTAP

联系理想气体的状态方程，有 (2) 可以看出，对空气而言，当温度T不变时，折射 率与气压成线性关系，其比例系数 可以用实验方法求出 1 1 p p 0 0 0 0     n n T T   p 1 1 p ( 1) 0 0 0           T T n n   P n P T T n      1 1 0 0 0 PV  RT 