專利名稱：一種測量透明物質折射率的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種折射率的測量方法，特別涉及一種測量透明物質折射率的方法。
背景技術：
折射率是表征物體光學性質的ー個重要的物理量。測量物體折射率的方法比較多，全反原理測量物體的折射率是ー 種比較簡單的可行方法。現(xiàn)有技術主要有以下四種方法I)、使用分光計的最小偏角法。首先要把待測物品做成三棱鏡形狀，測量出三棱鏡的頂角，然后把一束光線入射到三棱鏡的一個側面上，光線通過三棱鏡后在另外ー個側面出射，通過測量入射光線和出射光線的最小夾角，再根據(jù)折射定律計算折射率。缺陷需要把待測樣品做成三棱鏡形狀，改變了樣品的形貌，且不利于快速測量。2)、阿貝儀臨界角法。阿貝折射儀測量物質的折射率的方法是建立在全反射原理基礎上的掠入射法。光由折射率為η的待測介質射入折射率為N的玻璃介質，由折射定律知，入射角i與折射角r有以下關系nsini = Nsinr,阿貝儀要求η < N,即光由光疏介質射入光密介質時,折射光靠近法線，亦_r<i。入射角可取由0°到90°的任何ー數(shù)值，由折射定律可知折射角亦具有對應的某個數(shù)值。當入射角達最大值i = 90°時,折射角達最大值r = Co此時的入光線稱掠射光線，對應的折射角c稱為折射臨界角。阿貝儀通過測量臨界角來測量折射率。缺陷阿貝儀測量的折射率有一定范圍，這個范圍依賴于儀器中光密介質的折射率的大小，另外，阿貝儀測量的只是黃光的折射率。3)、光干涉法。此方法是利用邁克爾遜等干涉儀進行測量，基本測量思想是通過測量光在待測介質中的光程，再測量待測介質的厚度來測量折射率。缺陷此方法需要尋找干涉條紋，操作復雜，且適用于物體上下表面平行、厚度均勻的固體待測物。4)、光纖光柵測量法。它利用橫向折變非對稱的超長周期光纖光柵為核心測量器件，先由超長周期光纖光柵的高階諧振峰測量待測液體的環(huán)境溫度變化，再由低階諧振峰測量液體的溫度和折射率的共同變化，最后利用高階諧振峰的溫度測量結果對低階諧振峰的測量結果進行校正，實現(xiàn)對不同溫度條件下液體折射率的測量。缺陷利用光纖光光柵測量，成本相對較高，測量原理較為復雜，測量需要一定的專業(yè)技術，不容易推廣，且只適用于液體待測物。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種測量透明物質折射率的方法，其適應折射率范圍廣，固體和液體均可以適用。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術手段
一種測量透明物質折射率的方法，包括以下步驟(1)在裝有待測透明物質的樣品池底部放置大小可調的光源0，其中，樣品池的底部為粗糙的散射面；(2)樣品池底部的光源0向上發(fā)射光線，從樣品池上方俯視，出現(xiàn)由兩個圓形成的圓環(huán)暗區(qū)；(3)在上述圓環(huán)上取一段弦，該弦貫穿兩個圓，則透明物質的折射率如下當光源0為點光源時，透明物質的折射率n為
權利要求
1.一種測量透明物質折射率的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)在裝有待測透明物質的樣品池底部放置大小可調的光源O，其中，樣品池的底部為粗糙的散射面； (2)樣品池底部的光源O向上發(fā)射光線，從樣品池上方俯視，出現(xiàn)由兩個圓形成的圓環(huán)暗區(qū)； (3)在上述圓環(huán)上取一段弦，該弦貫穿兩個圓，則透明物質的折射率如下 當光源O為點光源時，透明物質的折射率η為
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種測量透明物質折射率的方法，其特征在于所述透明物質為透明液體或透明固體。
3.根據(jù)權利要求I所述的ー種測量透明物質折射率的方法，其特征在于圓環(huán)暗區(qū)的圓心為光源O的中心位置。
4.一種測量透明物質折射率的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)在裝有待測透明物質的樣品池底部放置大小可調的光源O，其中，樣品池的底部為粗糙的散射面； (2)樣品池底部的光源O向上發(fā)射光線，從樣品池上方俯視，出現(xiàn)由兩個圓形成的圓環(huán)暗區(qū)； (3)光源的大小由圓形光闌控制，調節(jié)光闌使得光源O由點光源變成ー個圓形面光源；隨著光闌半徑的逐漸増大，圓環(huán)暗區(qū)的區(qū)域將逐漸縮小，即暗環(huán)的外徑減小，暗環(huán)的內徑增大，當光闌的半徑増大到某一值時，圓環(huán)暗區(qū)消失；透明物質的折射率η為
5.根據(jù)權利要求4所述的ー種測量透明物質折射率的方法，其特征在于所述透明物質為透明液體或透明固體。
6.根據(jù)權利要求4所述的ー種測量透明物質折射率的方法，其特征在于光源O為可通過光闌調節(jié)大小的光源。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種測量透明物質折射率的方法，包括以下步驟(1)在裝有待測透明物質的樣品池底部放置大小可調的光源O，其中，樣品池的底部為粗糙的散射面；(2)樣品池底部的光源O向上發(fā)射光線，從樣品池上方俯視，出現(xiàn)由兩個圓形成的圓環(huán)暗區(qū)；(3)在上述圓環(huán)上取一段弦，該弦貫穿兩個圓，最后通過該弦長計算透明物質的折射率；或者通過光闌調整光源的尺寸大小，使得暗環(huán)剛消失時，通過測量光闌的尺寸計算透明物質的折射率。本發(fā)明測量的折射率沒有范圍限制，可以實時動態(tài)的測量透明物質的折射率。
文檔編號G01N21/958GK102621095SQ20121007446
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權日2012年3月20日
發(fā)明者劉建科, 張鵬, 羅道斌 申請人:陜西科技大學