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  • 1 # 藍風24

    對於一個頂角為θ、折射率為n待測的稜鏡,將它放在空氣中( = =1)。當稜鏡第一表面的入射角 等於在第二表面的折射角折射率測量時,偏向角達到最小值 ,則用測角儀測定 和θ,便可算出n。(見圖1)

    用精度不低於1角秒的大型精密測角儀,採用最小偏向角法測定固體光學材料的折射率,可獲得±5×10-6的測量精度,是各種測量方法中精度較高的一種。 在測角儀上也可採用自準直法測量材料的折射率。如圖2所示,光線在稜鏡前表面的入射角為i,如果折射光線OC剛好垂直於稜鏡後表面BD,則反射後的光路COS與入射光路SOC重合,稱為自準直光路。由圖2所示幾何關係知道,此時光線在前表面的折射角f與稜鏡頂角θ 相等,因此根據折射定律

    n=sini/sinθ,

    測出i和θ,即可求得n。

    在測角儀上透過觀察和調整來建立最小偏向角光路或者自準直光路,不僅麻煩,且有主觀誤差,多年來,中國在數字式測角儀的基礎上研製了全自動折射儀,在這種儀器上用最小偏向角法或自準直法測折射率時能自動尋的,測量結果也能自動處理。測定波長範圍可擴充套件到紫外和紅外(0.2~15μm)。 具有代表性的儀器是阿貝折射儀。 圖3表示折射率n待測的液體試樣塗布在該儀器兩塊稜鏡的接觸面間(測固體試樣時不需要進光稜鏡)。 標準稜鏡本身的折射率已知為 ,在 >n的條件下,光線折射進入標準稜鏡。光線入射角不會超過90°,由折射定律知道折射角不會超過 90°。

    因此在儀器視場中看到與 折射率測量對應的明暗分界線,根據明暗分界線位置的變化便可確定 n值。假如光線逆行,則 折射率測量正好是發生全反射的臨界角,因此稱為臨界角法。

    阿貝折射儀的光學系統見圖4。在度盤上根據有關公式標出一系列n值,當分劃板的叉絲中心對準明暗分界線時,可直接由度盤讀出被測試樣的n值,使用很方便。阿米奇稜鏡用來消除分界線上的色散現象,因此,雖然採用白光而不用單色光源,仍能得到無色而清晰的明暗分界線。阿貝折射儀的折射率測量範圍為1.3~1.7,精度Δn=±3×10-4。

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