[实用新型]固体折射率及布儒斯特角测定演示仪

说明书

所属技术领域

一种固体折射率及布儒斯特角测定演示仪，其技术领域为一种物理测量和演示实验仪。 

背景技术

现有的测量固体折射率的一般的布儒斯特角实验仪器，由于待测固体平面的光线入射角与反射到光屏的反射角间的调整一般须靠手动调整，不易同步，所以实验比较麻烦。 

发明内容

为克服上述一般的布儒斯特角实验仪器实验操作不便的麻烦，本实用新型提供了一套独特的由2∶1的减速传动系统构成的光点同步跟踪装置，使从光源发出的光线不论从什么方向入射到待测固体平面上，反射的光点都能始终对准活动臂上的光屏，从而实现对光点的同步跟踪测量，使测定固体折射率及布儒斯特角的实验变得十分方便。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：根据两个直径比为2∶1的传动轮，其传动比和角度的转动比应为1∶2；而且，光线对平面的反射遵循反射定律，即入射角永远等于反射角的原理，设计一个2∶1的减速传动系统构成的光点同步跟踪装置，使光线对于待测固体平面的入射角始终等于光屏所在的活动臂与入射光线间夹角的一半，即可实现光屏对反射光点的同步自动跟踪。为此，我们将这减速系统的大轮的转轴通过支撑板和光具座上的活动臂连络，并让它们可一起绕光具座的转轴转动，大轮和小轮之间通过皮带或齿轮进行传动，大轮和小轮的直径比为2∶1，小轮固定在光具座的转轴上不能转动，由于减速传动的作用，活动臂上的大轮转动的角度为活动臂转过角度的1/2。此外，活动臂上的大轮上部与光具座转轴上部各有一个等大的传动轮，光具座转轴上部的传动轮又同轴地固定有刻度盘和镜片夹，活动臂上的大轮与其上部的传动轮是作为一体同步转动的，而光具座转轴上部的传动轮虽和下面的小轮同轴，却是可独立转动的。于是，当光具座上的活动臂转动某一角度时，通过2∶1减速传动系统的皮带或齿轮传动后，使处于的光具座转轴上部的镜片夹能相应地转过这一角度的 1/2，而光屏所在的活动臂与入射光线间夹角恰好等于从光具座一端光源发出的光线对镜片入射角的二倍，从而实现光屏对反射光点的同步自动跟踪。 

本仪器根据布儒斯特角的测定来推算固体折射率的原理如下： 

自然光在介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动面与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角，用 表示。此规律称为布儒斯特定律。用公式表示为： 

式中n′为固体的相对折射率，所以测得了布儒斯特角就可推算出固体介质的相对折射率n′，这在科研和工程上都是很有意义的。 

运用本仪器进行测量时，让固定在光具座一端的半导体激光器发射出一束普通光线，穿过一个偏振器，适当调整偏振器，使从偏振器出来的是与入射面平行的线偏振光，然后射向待测平面，通过反射，最后打到光屏上，出现亮点。此刻转动安装有光屏的活动臂(通过本仪器特有的2∶1的光点同步自动跟踪装置，光点可始终对准光屏。)，当恰巧转到某一角度时，根据布鲁斯特定律，待测平面此刻只能反射与入射面垂直的线偏振光(而对原来从偏振器出来的、与入射面平行的线偏振光不再能反射)，于是反射光线消失，光屏上亮点也随即消失，此时的光线对待测平面的入射角为布鲁斯特角。根据刻度盘上读出的入射光角度，即可按上面的公式计算出该待测固体介质的相对折射率。 

本实用新型的有益效果是，新型的固体折射率及布儒斯特角测定演示仪具有结构紧凑、制作费用低、操纵简便的优点。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本仪器的立体示意图。 

在图1中，1.光具座，2.光具座上的活动臂，3.光具座上的转轴(图1中仅标明位置，但被遮挡看不见)，4.光具座的3个支脚，7.活动臂上的大轮，8.大轮中部的轴承(图1中仅标明位置，但被遮挡看不见)，12.刻度盘和镜片夹，13.待测固体平面，14.指示刻度的指针，15.半导体激光器，16.偏振器，19.支撑大轮中部轴承和小轮中部轴承的支撑板(通过螺丝和光具座的活动臂连接)，20.光 屏。 

图2是本仪器的部分剖视图，可对图1中的一些减速传动系统的没有充分反映出的细节，进一步做图示说明，在图1和图2中，同一个部件的标号是相同的。