[发明专利]液体折射率与温度关系的实验装置与实验方法

摘要

一种液体折射率与温度关系的实验装置，在底座上设光具座，光具座左侧面上设外表面粘贴有坐标纸的光屏，光具座的右侧底座上设激光器支架，激光器支架上设半导体激光器和光束整形透镜组，在光具座上设水平截面为正三角形的透明水槽，透明水槽的中心线与光具座的中心线相重合，正三角形的底边在透明水槽的前侧壁上并与底座的前侧面平行，透明水槽的前侧壁上设安装有半导体制冷片的半导体制冷片支架，半导体制冷片浸入透明水槽内的水中，半导体制冷片的热面与水平面垂直、与透明水槽的前侧壁平行，透明水槽的前侧壁垂直方向上设1列浸入水中的温度传感器，透明水槽的前侧外壁上设通过导线与每个温度传感器相连的温度显示器。

主权项

一种使用液体折射率与温度关系的实验装置的实验方法，该实验装置为：在底座(9)上设置有光具座(7)，光具座(7)左侧面上设置外表面粘贴有坐标纸(10)的光屏(1)，光具座(7)的右侧底座(9)上设置有激光器支架(6)，激光器支架(6)上设置有半导体激光器(5)和光束整形透镜组(4)，在光具座(7)上设置有水平截面为正三角形的透明水槽(2)，透明水槽(2)的中心线与光具座(7)的中心线相重合，正三角形的底边在透明水槽(2)的前侧壁上并与底座(9)的前侧面平行，透明水槽(2)内的前侧壁上设置安装有半导体制冷片(3)的半导体制冷片支架(12)，半导体制冷片支架(12)和半导体制冷片(3)浸入水中，半导体制冷片(3)的热面与水平面垂直、与透明水槽(2)的前侧壁平行，透明水槽(2)的前侧壁垂直方向上设置有1列浸入水中的温度传感器(11)，透明水槽(2)的前侧外壁上设置有通过导线与每个温度传感器(11)相连的温度显示器(8)；其特征在于使用上述的液体折射率与温度关系的实验装置的实验方法，由下述步骤组成：1)接通半导体激光器(5)的电源，调整半导体激光器(5)与光束整形透镜组(4)的位置，使光束整形透镜组(4)输出的矩形片光透过没有装水的透明水槽(2)后，投射在光屏(1)上的光带与水平面垂直，读取垂直光带在圆弧形光屏(1)坐标纸(10)竖直标度线上的圆周角值；2)在透明水槽(2)内注满水，在坐标纸(10)上观察矩形片光透过透明水槽(2)内的水折射投射的垂直光带，转动透明水槽(2)，按照三棱镜折射率最小偏向角测量法，在坐标纸(10)上找到与最小偏向角对应的垂直光带位置，读取当前垂直光带所处位置的圆周角值，步骤1)中坐标纸(10)上垂直光带的圆周角值与本步骤中垂直光带圆周角值的差，为透明水槽(2)中水处于当前温度状态矩形片光透过时的最小偏向角；3)接通半导体制冷片(3)电源5分钟后，在透明水槽(2)内的水中形成下低上高连续变化的梯度温度，在温度显示器(8)上观察透明水槽(2)内水温在高度方向上的分布值，同时观察光屏(1)上折射光带的形状变化，并在坐标纸(10)上标记这时的光带形状；4)在坐标纸(10)上读取矩形片光中通过透明水槽(2)内各个温度传感器(11)所在高度处的光线在倾斜光带上对应投射点的圆周角值，按步骤2)的方法，得到矩形片光通过透明水槽(2)各个温度传感器(11)所在高度处水温对应的最小偏向角δmin，用三棱镜折射率最小偏向角测量法公式n＝2sin(30+δmin/2)计算出各个温度传感器(11)所在位置的水温对应的折射率值n。