[发明专利]照射双棱镜棱面测量折射率方法

说明书

照射双棱镜棱面测量折射率方法涉及物理参数的测量，特别是折射率的测量。照射双棱镜棱面测量折射率方法，双棱镜由五个面组成，其中两个三角形和三个长方形，最大面积的长方形面为底面，两个面积较小的面称为棱面，两个棱面的交线为双棱镜的棱，两个棱面与底面的夹角相等，棱面与底面的夹角为i，其特征是：激光器的光线垂直于双棱镜底面入射到双棱镜的棱上；则双棱镜的棱反射两个光点内侧之间的距离为Hs，双棱镜棱面的透射光经过双棱镜底面反射后再次从双棱镜的棱面射出形成的两个光点外侧之间的距离为Hz，则双棱镜的折射率n=1+Hz/Hs。测量方法简单易懂；计算方法简单；将四个光点投射到室内的墙面，提高实验的精度。

技术领域

本发明涉及物理参数的测量，特别是折射率的测量。

背景技术

透明材质都有折射率。双棱镜一般由有机玻璃或者玻璃制成，一般双棱镜材质折射率测量方法采用分光计进行测量，分光计的调节比较繁琐。

发明内容

本发明提出另外一种双棱镜折射率的测量方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是：照射双棱镜棱面测量折射率方法，双棱镜由五个面组成，其中两个三角形和三个长方形，最大面积的长方形面称为底面，两个面积较小的面称为棱面，两个棱面的交线称为双棱镜的棱，两个棱面与底面的夹角相等，两个棱面与底面形成的两个夹角都为i，其特征是：激光器的光线垂直于双棱镜底面入射到双棱镜的棱上；则双棱镜棱两侧的棱面反射形成的两个光点内侧之间的距离为Hs，双棱镜棱两侧的棱面的透射光经过双棱镜底面反射后再次从双棱镜的棱面折射出形成的两个光点外侧之间的距离为Hz，则双棱镜的折射率n=1+Hz/Hs。

激光器的光线垂直于双棱镜底面入射到双棱镜的棱上的实现方法为：在光具座放置两个激光器，两个激光器相互靠拢，调节激光器的高度，使两个激光器的出射孔等高，然后将两个激光器固定在光具座的两端，调节左侧激光器左右调节螺钉和竖直调节螺钉使左侧激光器的出射光照射到右侧激光器的出射孔(为便于观察,此时右侧激光器可以关闭)，调节右侧激光器左右调节螺钉和竖直调节螺钉使右侧激光器的出射光照射到左侧激光器的出射孔(为便于观察,此时左侧激光器可以关闭)，即左侧激光器和右侧激光器的出射光共线；在光具座的两个激光器的中间插入双棱镜，双棱镜的底面位于左侧激光器的一侧，旋转双棱镜的支撑轴和调节双棱镜的俯仰调节螺钉使底面的反射光回到左侧的激光器的出射孔，然后锁紧双棱镜的支撑轴紧固螺钉，再关闭左侧的激光器；调节双棱镜的前后方向（光具座的部分支架能够提供前后方向的位置调节），使右侧的激光器照射到双棱镜的棱上(在观察平面能够看到四个光点)。

双棱镜的棱面反射和底面反射形成的4个光点的区分方法，入射到其中一个棱面的反射光位于棱面的一侧，底面的反射光折射后位于另外一个棱面的一侧，即反射光和底面反射后再折射出来的光线分别位于入射光的两侧，使用光屏从一侧棱面向棱靠近，逐渐变暗甚至消失的两个光点中与光屏在同一侧的是棱面反射光，另外一个光点是底面反射再折射出来的光线。本发明的有益效果是：只需要测量棱面反射光内侧之间的距离（即两个光点之间的最近距离）和从棱面折射、底面反射、棱面再折射形成的两个光点（简称出射光点）外侧之间的距离（即两个光点之间的最远距离），测量方法简单易懂；由于双棱镜的顶角的角度比较小，一般在1度以内，能够将三角函数近似为角度（弧度）进行计算，使计算方法简单；采用常用的光具座和普通的激光器，测量成本低廉；能够通过延长光具座的长度来展开两个反射光点和两个出射光点之间的距离，从而提高测量精度；由于不需要测量光学元件之间的距离，可以将四个光点投射到室内的墙面，从而进一步增大光点之间的距离，提高测量的精度。

附图说明

图1是反射光斑形成原理；图2是折射光斑示意图；图3其中一根光线的传播示意图；