CN110927102B - 液体折射率的测量方法 - Google Patents

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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length

Abstract

液体折射率的测量方法涉及折射率的测量，特别是液体折射率的测量。容器的内侧底面有反射膜，容器有一片透明刻度尺固定在容器内部，刻度尺下表面距离内侧底面高度为H，刻度尺平行于底面，刻度尺的厚度能够忽略；光线从上方通过刻度尺左侧小孔斜入射照射到反射膜，反射后照射到刻度尺上，刻度尺左侧小孔和反射光斑之间的距离为S1；在容器中倒入液体，液体刚好淹没刻度尺或者接触刻度尺的下表面，刻度尺左侧小孔和折射光斑之间的距离为S2；则折射率n｛0.5S1/[(0.5S1)2+H2]0.5｝/{0.5S2/[(0.5S2)2+H2]0.5}。测量方法简单；测量成本较低。

Description

液体折射率的测量方法
技术领域
本发明涉及折射率的测量，特别是液体折射率的测量。
背景技术
液体折射率的测量经常采用阿贝折射仪进行测量；阿贝折射仪结构复杂，成本较高。而折射率随着材质、温度、光波波长变化发生变化，也不是一个固定的数值。同时，某些材质也可能具备一定的腐蚀性，也不一定适合于阿贝折射仪进行测量。
发明内容
本发明提出一种液体折射率的测量新方法。
本发明实现发明目的采用的技术方案是：液体折射率的测量方法，一个容器的内侧底面水平，其特征是：容器的内侧底面有反射膜，容器有一片透明刻度尺固定在容器内部，刻度尺下表面距离内侧底面高度为H，刻度尺平行于底面，刻度尺的厚度能够忽略；光线从上方通过刻度尺左侧小孔斜入射照射到反射膜，反射后照射到刻度尺上，刻度尺左侧小孔和反射光斑之间的距离为S1；在容器中倒入液体，液体刚好淹没刻度尺或者接触刻度尺的下表面，入射光被液体折射、折射光从反射膜反射照射到刻度尺形成折射光斑，刻度尺左侧小孔和折射光斑之间的距离为S2；sin(a)=0.5S1/[(0.5S1)2+H2]0.5;sin(b)= 0.5S2/[(0.5S2)2+H2]0.5，则折射率n=sin(a)/sin(b)，其中S1和S2从刻度尺读取，H为生产厂家给定的已知量或者测量直尺到反射膜之间的距离获得。
优选地，刻度尺的刻度布置在刻度尺的下表面。
优选地，刻度尺左侧小孔为长方形孔，长方形孔的宽度平行于刻度尺的刻度线，长方形孔的长度小于入射平行光光斑，即入射光斑被长方形孔截取一个长方形，长方形外侧部分的光线被漫反射；长方形孔的右侧为刻度尺的零点，长方形光斑的左侧，在容器底面反射后在刻度尺形成的光斑也在左侧，同理，长方形光斑的右侧，在容器底面反射后在刻度尺形成的光斑也在右侧，因此，S1和S2的测量都是以光斑右侧在刻度尺的刻度数值。
本发明的有益效果是：测量方法简单；测量成本较低；能够通过降低容器前后方向的厚度来减少液体的使用量。
附图说明
图1是无液体是光路图；图2是有液体光路图；图3是光斑图。
具体实施方式
液体折射率的测量方法，一个容器的底面有一个水平泡，调节支撑架的调节脚使容器内侧底面水平，调节水平是一种现有技术，在工程上和实验室是常见的：一般采用水平泡作为指示设施，采用支撑架的三个调节脚进行调节，因为三点决定一个平面，调节三个调节脚总是能调节到水平，三个调节脚可以简化为其中一个固定、调节另外两个调节脚。
容器的内侧底面有反射膜，容器有一片透明玻璃刻度尺或者透明塑料尺固定在容器内部，刻度尺下表面距离内侧底面高度为H，刻度尺平行于底面，刻度尺的厚度为H的1/100-1/500，即刻度尺的厚度能够忽略；当刻度尺的厚度不能够忽略时：刻度线位于刻度尺的下表面，刻度尺下表面与上表面平行，这样虽然光线有折射，但是不影响光斑与刻度线的位置关系，能够减少测量误差。
为避免液体溢出，刻度尺距离容器上端开口为1-10cm；光线从上方斜入射照射到反射膜，然后照射到刻度尺上，入射光斑和反射光斑在刻度尺的距离为S1（当光斑大小能够忽略时；如果光斑大小不能够忽略，则S1为入射光斑右侧边缘到反射光斑右侧边缘之间的距离）。
在容器倒入液体，液体刚好淹没刻度尺（即刻度尺固定，或者刻度尺的密度大于液体的密度）或者接触刻度尺的下表面，入射光被液体折射、折射光从反射膜反射后照射到刻度尺形成折射光斑（为便于与前面的反射光斑进行区分），入射光斑和折射光斑在刻度尺的距离为S2（当光斑大小能够忽略时；如果光斑大小不能够忽略，则S2为入射光斑右侧边缘到折射光斑右侧边缘之间的距离）；sin(a)=0.5S1/[(0.5S1)2+H2]0.5;sin(b)= 0.5S2/[(0.5S2)2+H2]0.5，则折射率n=sin(a)/sin(b)。本方法适合于光斑比较小的入射，或者狭缝型光斑入射，此时能够忽略光斑大小；当光斑大小不能忽略时，距离为两个光斑同一侧的距离。其中S1和S2从刻度尺读取，由于H不随入射光发生变化，因此可以由生产厂家设定号，即H为已知量(也可以使用刻度尺进行测量)。为减少测量对反射膜的影响，一般有生产厂家给定H的值（或者容器为长方体容器，能够根据盛装液体的质量m、密度ρ和长方体的内侧长L和宽W求出H=m/(ρ*L*W)）。
或者，刻度尺左侧有一个长方形孔，长方形孔小于入射平行光光斑大小，即入射光斑被长方形孔截取一个长方形，长方形外侧部分的光线被漫反射；长方形孔的右侧为刻度尺的零点，长方形光斑的左侧，在容器底面反射后在刻度尺形成的光斑也在左侧，同理，长方形光斑的右侧，在容器底面反射后在刻度尺形成的光斑也在右侧，因此，S1和S2的测量都是光斑右侧在刻度尺的刻度。
由于刻度尺也有折射现象，为了减少刻度尺的影响，则液体刚好接触刻度尺的下表面，刻度尺的刻度位于刻度尺的下表面；因为左侧是一个长方形孔（孔洞），不存在刻度尺的折射，右侧存在刻度尺的折射，那么光斑照亮刻度尺，刻度线和光斑都折射出来，不影响读数（只是为了便于读数，刻度数值应该是反向的，即左右方向颠倒，或者不标记刻度数值，直接数刻度线的条数）。

Claims (1)

1.一种液体折射率的测量方法，其特征在于，所述方法使用一个容器，该容器的内侧底面水平，且容器的内侧底面有反射膜，容器有一片透明刻度尺固定在容器内部，刻度尺平行于容器内侧底面，刻度尺的刻度布置在刻度尺的下表面，刻度尺下表面距离容器内侧底面高度为H，H是生产厂家给定的已知量或者通过测量刻度尺到反射膜之间的距离获得，刻度尺的厚度能够忽略；刻度尺左侧具有小孔，小孔为长方形孔，长方形孔的宽度平行于刻度尺的刻度线，长方形孔的长度小于入射平行光光斑，入射平行光光斑被长方形孔截取为一个长方形光斑，长方形外侧部分的光线被刻度尺表面漫反射，长方形孔的右侧为刻度尺的零点；
所述方法包括如下步骤：
使光线从上方通过刻度尺左侧小孔斜入射照射到反射膜，反射后照射到刻度尺上形成反射光斑，刻度尺左侧小孔和反射光斑之间的距离为S1，通过读取反射光斑右侧在刻度尺上的刻度数值获得S1；
在容器中倒入液体，液体刚好淹没刻度尺或者接触刻度尺的下表面，入射光被液体折射，产生的折射光从反射膜反射照射到刻度尺上形成折射光斑，刻度尺左侧小孔和折射光斑之间的距离为S2，通过读取折射光斑右侧在刻度尺上的刻度数值获得S2；
根据以下公式计算折射率，折射率n=sin(a)/sin(b)，sin(a)=0.5S1/[(0.5S1)2+H2]0.5，sin(b)=0.5S2/[(0.5S2)2+H2]0.5。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN201259492Y (zh) * 2008-10-15 2009-06-17 熊雪 多功能折射率测量尺
CN102467846A (zh) * 2011-05-22 2012-05-23 杨兆民 介质折射率测定装置
CN204556500U (zh) * 2015-05-04 2015-08-12 西京学院 一种基于激光照射的透明液体折射率测量装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201259492Y (zh) * 2008-10-15 2009-06-17 熊雪 多功能折射率测量尺
CN102467846A (zh) * 2011-05-22 2012-05-23 杨兆民 介质折射率测定装置
CN204556500U (zh) * 2015-05-04 2015-08-12 西京学院 一种基于激光照射的透明液体折射率测量装置

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