王 鑫,曾翘楚,柴钰奇

(大连理工大学 电子信息与电气工程学部,辽宁 大连 116085)

测量透明平行玻璃板折射率及厚度

王 鑫,曾翘楚,柴钰奇

(大连理工大学 电子信息与电气工程学部,辽宁 大连 116085)

利用氦氖激光器、2块衰减片、USB型CCD图像传感器，多次测量出入射角α和2束反射平行光间距离L，通过几何光学知识推导计算出透明平行玻璃板折射率及厚度.

平行玻璃板;折射率;厚度;非接触测量

测量介质折射率是几何光学中的重要课题，而“透明平行玻璃板折射率的测量”是目前高校普遍开设的实验，测量透明平行玻璃板折射率的实验方法有最小偏向角法[1]、全反射法[1]和干涉法[2-3]. 为拓宽折射率的测定方法，本文介绍利用几何光学原理测量透明平行玻璃板折射率及厚度的方法.

1 测量原理

1.1 玻璃板折射率的测量原理

如图1所示，将一厚度为d、折射率为n的透明平行玻璃板置于空气中，1束光线SO以入射角α由空气射向平行玻璃板上表面，经反射成为光线OC，另一部分以折射角β到达玻璃板下表面，再经下表面反射获得光线BD. 由几何光学知识可知光线反射光线OC和BD是平行的，设这2条平行光的间距为L，下面推导玻璃板折射率n的表达式.

图1 玻璃折射率测量原理图

根据折射定律得折射角为

(1)

由图1中几何关系易得，OC和BD两平行光的间距L为

(2)

当入射光先后2次分别以入射角α1和α2入射，由式(2)可得到经玻璃板上下两表面反射获得的两平行光的间距分别为

(3)

(4)

将式(3)～(4)相除，并整理得

(5)

(6)

由式……