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1、贵州民族学院毕业论文I折射率测量方法综述冯明庆摘要：本文主要研究了晶体、液体、气体折射率的测量方法。对晶体主要以 V 形棱镜法、最小偏向角法、掠入射法；对液体主要以用 V 棱镜折射仪测定液体折射率的可测范围、采用掠射法和牛顿环的实验装置测量液体折射率；对气体主要以利用经验公式求折射率的方法、用瑞利干涉仪测量空气折射率、利用激光干涉仪测量空气折射率。另外还探讨了基于几何信息、光强、共振波长调制的三种新型折射率测量方法。关键词：折射率 掠入射法 棱镜 CCD 作者：冯明庆（理学院 2006 级应用物理专业学生） 指导老师：马彦兵IIMethods of measuring the refracti
2、ve indexFeng MingqingAbstract: This paper mainly study crystal, liquid, gas refractive index measurement method. For the crystal,we mainy use the V-shaped crystal prism method, minimum deviation angle method, grazing incidence method; For the liquid,we mainly use the measured with the V prism refrac
3、tion of the refractive index can be measured, use of grazing method and the Newton ring experiment used to measure the refractive index ; For the gas,we mainly use the empirical formula are the refractive index of the method, Rayleigh interferometer measurement of refractive index of air, using lase
4、r interferometers to measure refractive index of air. Also discussed based on geometric information, light intensity, the resonant wavelength modulation of three new refractive index measurement.Key words: Refractive index Glancing angle method Prism CCD贵州民族学院毕业论文III目录绪论 .1第 1 章 晶体折射率的测量 .11.1、用 V 形
5、棱镜法测量光学玻璃的折射率 .11.2、最小偏向角法 .41.3、掠入射法 .6第 2 章 液体折射率的测量 .62.1 用 V 棱镜折射仪测定液体折射率的可测范围 .62.2 采用掠射法和牛顿环的实验装置测量液体折射率 .8第 3 章 空气折射率的测量 .103.1 利用经验公式求折射率的方法 .103.2 用瑞利干涉仪测量空气折射率 .113.3 利用激光干涉仪测量空气折射率 .12第 4 章 几种测量折射率的新方法 .144.1 基于几何信息调制的线阵 CCD 测量透明介质折射率方法 .144.2 基于光强调制和菲涅尔原理的光纤传感法测量材料折射率 .154.3 基于共振波长调制和表面等
6、离子体波共振(SPR)效应的光谱分析法测量液体折射率 .17总结 .19致谢 .19主要参考文献 .20贵州民族学院毕业论文1绪论折射率是表征光透明物质光学性质的基本物理量之一，在各种光透明物质中，诸如密度、浓度、温度、应力等物理量的变化，均会引起折射率的相应变化.在生产实践中，通过测定介质内折射率的空间分布和随时间的变化，进而定性分析乃至定量确定其他的各种相关物理量，已有许多重要的实际应用，因此，对折射率的测量方法研究具有重要的实际意义.目前，折射率的测量方法很多，常用的有:(1)使用分光计的最小偏向角法，该方法虽然测量精度很高(一般能测到 5 位有效数字)，但对待测样品的要求也高，除了需将
7、样品加工成三棱镜外，还对所加工成的三棱镜顶角及其中两个平面的平面度有较高的精度要求，增加了测量成本;(2)阿贝折射计临界角法，该方法一般能测到 4 位有效数字，但计算公式相对复杂，引起误差的因素较多，而且要求样品的折射率不得大于 1.7，因而对某些样品不能使用;(3)迈克耳逊干涉仪等倾干涉法，此法用于折射率的测量，仅限于薄透明体，且在测量过程中，由于待测样品和测量光路需反复调整，因而光路调整复杂，手工操作强度大，测量过程时间长，不利于实现测量过程的自动化;此外，还有许多其他测量方法，这些方法中有的需在精确测量透明体厚度前提下才能实现，有的影响测量结果的因素较多，使测量精度难以得到更进一步提高.
8、 近年来，光纤传感、光谱分析 C C D 测量以及计算机技术迅速发展，许多新的折射率测量方法和测量仪器也随之产生。它们或对原有测量方法进行改进或另辟蹊径，采用完全不同的测量原理和测量手段，进而实现了对样品折射率的准确、快速、自动化测量。第 1 章 晶体折射率的测量1.1、用 V 形棱镜法测量光学玻璃的折射率图 1.1.1 是用 V 形棱镜法测量光学玻璃折射率的测量原理图，所谓 V 形棱镜是二块光学玻璃完全相同并且已知其折射率为 的直角棱镜胶合成的一个带有“V ”0n形缺口的长主棱镜。V 形缺口的张角AED=9 0；两个尖角为BAE= CDE=45。被测玻璃样品 P 磨出两个互成 90 的平面，
9、把它放在 V 形镜的 V 形缺口内。由于加工的误差，V 形缺口的张角和样品的角度都不可能是正确的 90，所以样品作者：冯明庆（理学院 2006 级应用物理专业学生） 指导老师：马彦兵2的两个面和 V 形缺口的两个面就不能正好贴合，需要在中间加上一些折射率和被测样品折射率相接近的液体，使两者很好的接触。这种具有一定折射率的液体称为折射液，也称浸液。一条光线沿 S 的方向垂直入射在 V 棱镜的 AB 面上，然后通过 V 棱镜和样品，如果样品的折射率 和已知的 V 棱镜折射率 完全相等，则整个 V 棱镜加上样品n0nP 就像一块平行平板玻璃一样，此时光线经过样品 P 和 V 形缺口相接触的两个面上不发生光线的偏折，最后出射光线也将不发生任何偏折。如果样品的折射率和 V 棱镜材料的折射率 不相同时，则光线在两者相接触的面上发生折射，最n0n后出射光线相对于入射光线要产生一个偏折角 。很明显 角的大小与样品的折射率 和已知的 V 棱镜材料的折射率 有关，用 V 形棱镜法测量光学玻璃的折射率0就是利用了这个关系，通过测量出偏折角 ，然后根据一定的关系计算出样品的折射率 的。n下面利用图 1.1.1 来推导偏折角 和样品折射率 之间的关系式，n图 1.1.1 中是假定了样品折射率 大于 V 形棱镜材n料的折射率 的情况，即0 对四个折射面应用折0射定律：在 AB 面上：
