文档介绍：用劈尖的等厚干涉测量液体的折射率摘要: 本文提出一种用劈尖的等厚干涉测量透明液体折射率的方法。单色光垂直入射到充满透明液体的劈尖将会产生明暗相间等间距的条纹为等厚干涉, 测量相邻两明条纹或者暗条纹的距离可表征透明液体的折射率。通过实验表明, 用本方法测得一种自来水的折射率和浓度为 10‰的盐水的折射率与标准值相比误差较小。关键词: 劈尖, 等厚干涉, 透明液体, 折射率引言: 对于液体折射率的测定, 传统的测量方法有折射法、掠入射法、视探法、分光计、迈克尔逊干涉仪、全折射法等等。为了探究溶液折射率的问题,下面介绍用劈尖的等厚干涉测量液体的折射率。测量原理和方法测量原理 1将单色点光源s置于透镜 L 的焦点处( 如图1( b )), 使平行光束 ab 沿一定的方向照射薄膜, 那么两束反射的平行光 a1b1 和 a2b2 就将以不同的方向传播。在入射光束 ab 中除了考虑光线 a 之外, 还考虑通过 C 点的光线c ( 如图1 (a)。在反射光束a1b 1 和a 2b 2 中分别选择c 1和 a2 也都通过 C点。作AD 垂直于光线C , 则A 、D 两点都在入射光束a c的同一波面上, 故有相同的相位。置透镜 L2 于反射光中,C’为c点的像, 根据光程的定义,?= nr= ct, 可以看出, 同一点发出通过均匀介质并在透镜后同时汇聚于一点的任何光线, 光程都是相同的, 所以从C 到C ’的任何光线之间都没有附加的光程差。但从A 取道薄膜到C 和从D 直接到达 C 点的光相比, 都是有光程的, 其值为: …………………………………( 2) 若薄膜很薄, 且两个表面的夹角很小, 则c ’点处发生干涉相长或者干涉相消取决于如下条件: 干涉相长: ……………………………………………………(3) 干涉相消: ……………………………………………………………( 4) 采用正入射方式, 即入射光与反射光处处都与薄膜表面垂直, 这时i=0 , ………………………………………………( 5) 对于薄膜表面不同的入射点而言,i 都是相同的( 都来自同一点光源S 经透镜发出的平行光束), 但也不同, 故薄膜表面各点经过透镜 L 所成的像明暗不同, k 的点干涉级数 j 愈高。零级条纹在劈棱处。当薄膜很薄时, 只要光在薄膜面的入射角不大时, 若用一束平行光照射尖劈, 则在全空间均出现清晰的条纹。两个明条纹之间的厚度差为………………………………………………( 6) (7) 当两块光学平面玻璃板形成很小夹角时。构成空气劈尖( 如图2) 当单色平行光垂直入射劈尖时, 在劈尖的上下两个表面产生两束反射光, 两者在上表面相遇而发生等厚干涉。干涉图样中相邻明条纹或暗条纹的间距为………………………………………………………………………(8) 上式中, n为劈尖中透明液体的折射率; a为劈尖的夹角; A为单色平行光的波长。当劈尖中没有液体即空气劈尖时,干涉图样中相邻明条纹或暗条纹的间距为………………………………………………………………………(9) 上式中取空气的折射率 n=1. 如果在披肩中充满的不是空气而是透明液体自来水和盐水,那么由于劈尖的夹角不变。若分别测量出劈尖在空气中与在透明液体中的干涉图样相邻两条明条纹或按条纹的间距,可得出透明液体的折射率: ( 10) 实验内容: ( 1)用