[发明专利]一种带光栅的液体折射率测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料折射率的测量装置，尤其是一种带光栅的液体折射率测量装置。

背景技术

折射率是反映材料光学性质的一个重要物理参量。液体折射率的测量方法有多种，常用的方法是将一束光斜射向液体表面，通过测量入射角和折射角，再利用折射定律算出液体的折射率。这种方法在测量角度时往往不够精确，给折射率的测量带来误差。另一种根据掠面入射法设计的阿贝折射率测量仪能达到较高的测量精度，但该仪器结构复杂，价格较贵，并且由于是根据全反射原理来测量的，它所用棱镜的折射率限制了它所能测量的范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、能精确测量各种液体折射率的装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种带光栅的液体折射率测量装置，该装置由一个用透明光学玻璃制成的半圆柱形容器和与之配套的容器盖组成，半圆柱形容器的直径平面上沿垂直方向刻有衍射光栅，容器内可放入待测液体；容器盖上有一通孔，用于向容器内注入待测液体或插入温度计等工具。

实际测量时，将该装置放在分光计载物台上，使刻有衍射光栅的直径平面位于载物台中央的直径标线上，用单色平行光垂直照射直径平面，分别测量当容器内未放入待测液体和容器内放入待测液体时，垂直入射光栅的单色光经光栅衍射后的同级衍射角，则前后两次衍射角的正弦函数之比，即为待测液体的折射率。

测量原理如下：设光栅常数为d，光在空气和待测液体中的波长及光栅衍射的第k级衍射角分别为λ₁、θ₁和λ₂、θ₂，则由光栅方程：dsinθ₁＝kλ₁，dsinθ₂＝kλ₂，可得待测液体的折射率为：

n=λ1λ2=sinθ1sinθ2]]>

本发明由于采用上述设计，利用了分光计来精确测量角度，从而精确测定液体的折射率，其结构简单，方法新颖，操作方便，测量精度高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的一种带光栅的液体折射率测量装置的结构示意图。

图2是用本发明所述装置测定液体折射率的测量示意图。

图中：1.半圆柱形容器，2.直径平面，3.衍射光栅，4.容器盖，5.捏手，6.通孔，7.分光计载物台，8.载物台直径标线，9.平行光管，10.望远镜。

具体实施方式

如图1所示，中空的半圆柱形容器1由透明光学玻璃制成，容器1的直径平面2上沿垂直方向刻有衍射光栅3，容器1有配套的容器盖4，容器盖4上有捏手5和一通孔6。当测量刺激性液体、有毒液体或容易挥发的液体时，可将容器盖4盖在容器1上，通过通孔6向容器1内注入待测液体或插入温度计等工具。

如图2所示，实际测量时，将半圆柱形容器1放在调整好的分光计的载物台7上，使容器1的直径平面2位于载物台直径标线8上，并与平行光管9垂直。此时平行光管9发出的单色平行光垂直照射直径平面上的光栅3并产生光栅衍射。容器1内未装液体时，测量光栅衍射的第一级衍射角θ₁；向容器1内注入待测液体后，再测量光栅衍射的第一级衍射角θ₂。则待测液体的折射率为

实验中也可测量光栅衍射的第二级或更高级次的衍射角，计算公式不变，但应确保前后两次测量的是同级次的衍射角。