專利名稱：介質(zhì)折射率測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種介質(zhì)折射率的測(cè)定裝置，尤其是適用于物理教學(xué)中光的折射演示和介質(zhì)折射率測(cè)定的實(shí)驗(yàn)。
背景技術(shù)：
介質(zhì)相對(duì)于真空(或者是空氣)的折射率，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱介質(zhì)的折射率。折射率是物質(zhì)的重要物理參數(shù)之一。利用折射率，既可反映物質(zhì)對(duì)光的偏折本領(lǐng)，也可反過(guò)來(lái)用以鑒別物質(zhì)，所以，介質(zhì)折射率的測(cè)定是基礎(chǔ)物理光學(xué)的重要內(nèi)容之一。 但是，直到現(xiàn)在，還沒(méi)有用來(lái)測(cè)定介質(zhì)折射率的專用裝置。物理課本中所設(shè)計(jì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)， 不僅原理和方法過(guò)于復(fù)雜，而且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)要全憑目測(cè)，極易導(dǎo)致測(cè)量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種介質(zhì)折射率的測(cè)定裝置。該裝置自成一體，既可在科研、生產(chǎn)和教學(xué)中用來(lái)測(cè)定液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)的折射率，也可以此測(cè)量結(jié)果來(lái)鑒別介質(zhì)，并可在物理教學(xué)中用以演示光的折射。本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題一是光源，如何保證入射光束細(xì)而集中，并且具有較高的強(qiáng)度和鮮艷的顏色；二是如何使折射光線都處在同一平面上；三是如何能夠?qū)⒉煌芏鹊臍怏w介質(zhì)裝滿容器；四是如何根據(jù)折射光斑的位置顯示出不同介質(zhì)的折射率。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是1.利用紅色的激光筆作為光源，既可保證入射光束細(xì)而集中，并且具有較高的強(qiáng)度和鮮艷的紅色；2.在盛裝介質(zhì)容器的上部固定一塊固定板，并使該固定板的一個(gè)平面(固定面)處在容器的縱向中垂面上，再將激光筆以一定的入射角(以容器的上蓋板平面為界面)緊固在固定面上，可保證折射光都處于容器的縱向中垂面上；3.在介質(zhì)容器的蓋板上貫穿固定兩支可交替使用的介質(zhì)注入和排出管，兩管的下端口，一個(gè)直達(dá)容器底部，一個(gè)剛剛透過(guò)上蓋板，可滿足盛裝介質(zhì)的需要；4.由于光的入射面和入射角都已確定，所以在介質(zhì)注滿容器的情況下，對(duì)于不同的介質(zhì)，在容器的同一個(gè)側(cè)壁，即折射光的射出面(簡(jiǎn)稱折射面)上，就會(huì)有處于上下不同位置的折射光斑與之對(duì)應(yīng)。 依據(jù)光的折射定律，可推導(dǎo)出折射光斑到界面的距離h與介質(zhì)的折射率η之間的函數(shù)關(guān)系， 依此關(guān)系可作出n-h圖像，據(jù)此圖像即可將不同深度的h值所對(duì)應(yīng)的不同介質(zhì)的折射率η 直接標(biāo)明在折射面上，這樣即可根據(jù)折射光斑的位置直接顯示出容器中介質(zhì)的折射率。本發(fā)明的有益效果是原理簡(jiǎn)單，操作方便，效果明顯，既能夠滿足物理教學(xué)中相關(guān)內(nèi)容課堂教學(xué)的需要，也可用于一般生產(chǎn)或科研中，介質(zhì)折射率的測(cè)量，并且成本低廉。


下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。附圖是本發(fā)明的主視圖。圖中，1介質(zhì)容器，2激光束，3注入(或排出)管，4支撐桿，5激光筆，6激光筆固定板，7標(biāo)注在蓋板9上的入射點(diǎn)，8排出(或注入)管，9薄透明蓋板，10透明標(biāo)尺，11激光在標(biāo)尺上所形成的折射光斑，i和Y分別表示入射角與折射角。
具體實(shí)施例方式根據(jù)不同的需要，本裝置可制成大小不同的規(guī)格，現(xiàn)以適用于一般課堂教學(xué)的裝置為例來(lái)予以說(shuō)明。附圖中，介質(zhì)容器(1)為100X60X 180mm3(長(zhǎng)X寬X高)的長(zhǎng)方體玻璃缸；密封在容器(1)上的上蓋板(9)為厚度為2mm的無(wú)色有機(jī)玻璃板；用以注入或排出介質(zhì)的⑶和⑶為Φ6πιπι的玻璃管，且管⑶的下端口貼近容器⑴的底部，管(3)則剛剛透過(guò)上蓋板(9)，(3)和(8)的上端口都高出蓋板(9)約30mm;固定在容器(1)上的固定板(6)是厚度為5mm的有機(jī)玻璃板，(6)的前平面為固定面，該固定面處于容器(1)的縱向中垂面上，并固定于(9)的左上方；用作光源的激光筆(5)為能夠射出極細(xì)的紅色激光束的小型激光筆，(5)以其縱軸線與蓋板(9)的垂直方向成某一確定角(入射角i)的方位固定于固定板(6)的固定面上；標(biāo)尺(10)的標(biāo)度直接標(biāo)明在容器的右側(cè)面(即折射光的射出面)上，從折射光( 在標(biāo)尺上所形成的光斑(11)的位置，可直接讀出容器(1)中介質(zhì)的折射率。標(biāo)尺的標(biāo)度原理及其標(biāo)度方法設(shè)介質(zhì)的折射率為n，則
權(quán)利要求
1.一種適用于介質(zhì)折射率的測(cè)定裝置，它包括一個(gè)豎直放置的盛裝介質(zhì)的長(zhǎng)方體玻璃容器、一塊薄透明蓋板、一支用作光源的激光筆、一塊固定板、兩支可交替使用的注入和排出管、能夠直接讀出介質(zhì)折射率值的標(biāo)尺，其特征在于薄透明蓋板(9)密閉于容器(1)的上口，(9)上裝置有注入與排出管(3)和(8)，固定板(6)固定于(9)的斜上方，激光筆(5) 傾斜固定在(6)上，在容器(1)的一個(gè)側(cè)面上標(biāo)有刻度形成標(biāo)尺(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的介質(zhì)折射率測(cè)定裝置，其特征是兩根可交替使用的介質(zhì)注入與排出管(3)和(8)，都貫穿并固定在蓋板(9)上，且(3)管是剛剛透過(guò)(9)，而(8)管的下端口則貼近容器(1)的底部，使用時(shí)，對(duì)于密度大于空氣的液體或氣體介質(zhì)，需從(8)的上端口注入，使(1)中的空氣從(3)排出，而對(duì)于密度小于空氣的介質(zhì)，則需由(3)管注入， 以使(1)中的空氣由⑶管排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的介質(zhì)折射率測(cè)定裝置，其特征是固定板(6)上固定激光筆 (5)的平面要處在(1)的縱向中垂面上，且(6)要固定在(9)的斜上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的介質(zhì)折射率測(cè)定裝置，其特征是以薄蓋板(9)為界面，激光筆(5)是以確定的入射角i固定在(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的介質(zhì)折射率測(cè)定裝置，其特征是標(biāo)尺(10)直接標(biāo)度在(1) 的一個(gè)側(cè)面上，這個(gè)側(cè)面是從(5)中所發(fā)出的所有激光經(jīng)(1)中的介質(zhì)折射后，其所有折射光都要由此射出(1)的射出面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的介質(zhì)折射率測(cè)定裝置，其特征是標(biāo)尺(10)上所有標(biāo)度確定的依據(jù)是η = -.Vl2 + h2L其中，η是(1)中所儲(chǔ)介質(zhì)的折射率，e = sin i，i為激光入射角，L是激光入射點(diǎn)到標(biāo)尺(10)的距離，h是折射光斑的中心到介質(zhì)界面，即到薄蓋板(9)之間的距離。
全文摘要
一種介質(zhì)折射率測(cè)定裝置，其特征是將要測(cè)定其折射率的介質(zhì)注滿在一個(gè)玻璃容器(1)內(nèi)，在(1)的上口覆蓋有薄透明蓋板(9)，在(1)的縱向中垂面上，(9)的斜上方固定有固定板(6)，(6)上固定有一支按確定的入射角傾斜放置的激光筆(5)，當(dāng)(1)中充滿介質(zhì)時(shí)從(5)射出的激光會(huì)通過(guò)介質(zhì)的折射，在(1)的一個(gè)側(cè)面與(1)縱向中垂面的相交線上形成折射光斑，介質(zhì)不同折射光斑所處的上下位置也不同，根據(jù)折射光斑所處的深度h與介質(zhì)折射率n的函數(shù)關(guān)系可計(jì)算出適當(dāng)多個(gè)h值所對(duì)應(yīng)的各個(gè)n值，并將這些n值標(biāo)度在容器(1)的右側(cè)面上形成透明標(biāo)尺(10)，根據(jù)折射光斑在(10)上的位置可測(cè)出介質(zhì)的折射率n。
文檔編號(hào)G09B23/22GK102467846SQ201110147338
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月22日
發(fā)明者張璐, 楊兆民, 楊雪 申請(qǐng)人:楊兆民