CN203376260U - 一种新型迈克尔逊空气折射率测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测量原理简单的空气折射率测定仪，包括有光源、分光板、补偿板、平面镜、密封管、气压计、抽气机、凸透镜和观察屏。本实用新型通过以下方式来实现：利用迈克尔逊干涉仪的两束相干光在空间各有一段光路是分开的，通过在其中一支光路中放进与大气相连的密封管而不影响另一支光路，从而巧妙的测量空气折射率。本实用新型测量原理简单，操作简便。

Description

一种新型迈克尔逊空气折射率测定仪

技术领域

本实用新型涉及一种新型迈克尔逊空气折射率测定仪，更具体地说是利用迈克尔逊干涉仪测量空气折射率的一种仪器。 

背景技术

迈克尔逊干涉仪是用分振幅法产生双光束干涉的精密光学仪器。能用于光谱线精细结构的研究和利用光波波长标定标准米尺等工作。根据迈克尔逊干涉仪基本原理研究的各种精密仪器广泛应用于生产和科技领域。而在科学生产中经常要使用到的空气折射率，精确测量起来比较困难。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种测量原理简单的空气折射率测定仪。 

本实用新型的目的可通过以下方式来实现：利用迈克尔逊干涉仪的两束相干光在空间各有一段光路是分开的，通过在其中一支光路中放进与大气相连的密封管而不影响另一支光路，从而巧妙地测量空气折射率。 

一种新型迈克尔逊空气折射率测定仪，包括有光源(1)、分光板(2)、补偿板(3)、平面镜(4)、平面镜(5)、密封管(6)、气压计(7)、抽气机(8)、凸透镜(9)、观察屏(10)，其中分光板(2)背面涂有镀银膜，分光板(2)、补偿板(3)与平面镜(4)、平面镜(5)的夹角为45°，平面镜(4)、平面镜(5)相互垂直分别固定在底座上，密封管(6)被固定在分光板(2)和平面镜(5)相连的那条光路里，密封管(6)的侧壁通过橡胶管连接气压计(7)和抽气机(8)，凸透镜(9)、观察屏(10)平行于平面镜(5)依次置于分光板(2)的另一侧。 

本实用新型与现有技术相比有如下优点：迈克尔逊干涉仪是精密光学仪器，测量空气折射率精确度高，并且本实用新型测量原理简单，操作简便。 

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。 

附图2是本实用新型的测量原理图。 

具体实施方式

请参照图1、图2所示，图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的测量原理图。所述的一种新型迈克尔逊空气折射率测定仪，包括有光源1、分光板2、补偿板3、平面镜4、平面镜5、密封管6、气压计7、抽气机8、凸透镜9和观察屏10。所述的密封管6长度为L，分光板2背面涂有镀银膜(称为“半透膜”)，平面镜5与平面镜6相互垂直放置，分光板2、补偿板3与平面镜5、平面镜6的夹角为45°。 

测量原理与方法如下：从光源2发出的光线射入分光板3后被半透膜分成强度相同的反射光和透射光；反射光从分光板3反射穿出经过密封管7射向平面镜B6，被平面镜B6反射后又经密封管7射入分光板3，从O处穿出射向凸透镜10；从半透膜射出的光经过补偿板4射向平面镜A5，被平面镜A5反射后从补偿板4穿出，在O处再被半透膜反射射向凸透镜10，最终汇聚在观察屏11上。在O处相遇、射向凸透镜10的两列光，是由一列光分出，因此它们的频率、初相位、振动方向均相同，但走的光程不同，而有光程差，此相干光将发生光的干涉。由图2可知，此两束光的光程差可以表示为 

δ＝2(n₂L₂-n₁L₁)      (1) 

式中n₁和n₂分别是路程L₁和L₂上介质的折射率。 

设单色光在真空中的波长为λ₀，当 

δ＝kλ₀，k＝0，1，2……      (2) 

时产生干涉相长，相应地在观察屏11中心总光强为最大。由式(1)可知，两束相干光的光程差不单与几何路程有关，还与路程上介质的折射率有关。当L₁支路上介质折射率改变Δn₁时，因光程差的相应变化而引起的干涉条纹变化数为Δk，由式(1)和式(2)可知 

$\mathrm{\Δ}{n}_1=\frac{\mathrm{\Δk}{\mathrm{\λ}}_0}{2L_1}---\left(3\right)$

由式(3)可知：如测出观察屏11上某一处干涉条件的变化数Δk，就能测出光路中折射率的微小变化。 

当密封管7内部压强由大气压强p变到0时，折射率由n变到1，若观察屏的中心条纹变化数为m，则由式(3)可知 

$n-1=\frac{m{\mathrm{\λ}}_0}{2L}---\left(4\right)$

因此，只要测出密封管7管内压强由大气压强由p变到0时的条纹变化数m，就可由式(4)计算压强为p时的空气折射率n。 

Claims (1)

1.一种新型迈克尔逊空气折射率测定仪，包括有光源(1)、分光板(2)、补偿板(3)、平面镜(4)、平面镜(5)、密封管(6)、气压计(7)、抽气机(8)、凸透镜(9)、观察屏(10)，其中分光板(2)背面涂有镀银膜，分光板(2)、补偿板(3)与平面镜(4)、平面镜(5)的夹角为45°，平面镜(4)、平面镜(5)相互垂直分别固定在底座上，其特征在于：密封管(6)被固定在分光板(2)和平面镜(5)相连的那条光路里，密封管(6)的侧壁通过橡胶管连接气压计(7)和抽气机(8)，凸透镜(9)、观察屏(10)平行于平面镜(5)依次置于分光板(2)的另一侧。 

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