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行业新闻

V棱镜折射法


V棱镜折射法也是基于折射定律来测量的,其装置是由两块折射率同为n的等腰直角棱镜胶合而成,折射率为nx的待测物体置于V棱镜上,当光束垂直入射到V棱镜的AB面之后发生了三次折射,通过测量CD面出射光线的偏转角度θ即可计算出待测物体的折射率nx。
当nx>n,根据折射定律,三次折射可表示为:

n?sin45?=nx?sin(45??ω1)
(7)
nx?sin(45?+ω1)=n?sin(45?+ω2)
(8)
n?sinω2=n0?sinθ
(9)
式中,nx为待测物体的折射率;n0为空气的折射率,假设为1;n为棱镜的折射率,已知;ω1为光束在第一次折射时的偏转角度,°;ω2为光束在第二次折射时的偏转角度,°;θ为出射光束的偏转角,通过测量获得。

式(7)、(8)、(9)推导得到式(10)。

n2x=n2+sinθ?n2?sin2θ????????√
(10)
同样的,当nx>n,如图3(b)根据折射定律可推导得到式(11)。

n2x=n2?sinθ?n2?sin2θ????????√
(11)
由式(10)、(11)可知,待测折射率是棱镜折射率n和偏转角度θ,n已知,只要测量偏转角度θ,即可求得待测液体的折射率nx。

V棱镜折射法的测量精度可达到10?5,测量范围一般为1.30~1.95,测量重复性较好,液体和固体的折射率测量均可适用。但V棱镜折射法的误差来源较多,棱镜块的几何形状误差、被测物的直角误差、入射光的偏离等均可能引入误差,很难达到高精度测量。与阿贝折射方法相同,测量时需要与已知玻璃材料的折射率相比较,它局限于棱镜的折射率材料,准确度进一步受限。
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