基于恒偏向角法的直角三棱镜折射率测量方法
2021-05-12何珊
信息记录材料 2021年3期
关键词:实验
何 珊
(广东理工学院 广东 肇庆 526100)
1 引言
当光通过三棱镜时,在光线与镜面接触的同时,会发生明显的入射偏折作用,此时出射光线相对于入射光线所偏折的物理角度即为偏向角。通常情况下,三棱镜厚度、镜面偏折率等条件都会影响偏向角的数值水平。恒偏向角是指光线偏折角在既定入射环境下具备始终保持不变的能力,与原有三棱镜折射率测量手段相比,恒偏向角法能够有效限定光线入射角的数值存在范围,并可在外界物理条件保持不变的情况下,计算折射光线的实际出射角度值[1]。
2 基础测量技术
三棱镜是一种常见的实验用棱镜,分析全反射特性原理可知,该棱镜结构体入射光线与出射光线之间始终具有保持数值稳定状态的恒偏向角,且根据恒偏向角的确定条件,在已知入射角数值的情况下,能够通过计算得出折射率数值,且整个测量过程的构思极为巧妙,在实验测量方面具有较强的实用可行性[2-4]。在折射率测量方法中,通常使用角度为90°的直角三棱镜作为恒偏向角法的实验用元件,利用分光计元件同时测得三棱镜结构体的顶角数值和最小偏向角数值,根据公式(1)计算出直角三棱镜的折射率实值,得到准确的光线色散规律。

如图1所示,ΔABC是实验用直角三棱镜的主截面示意图,其中 ∠A=90。,∠B= ∠C=45。。当平行光线入射到AB平面上时,会发生光线折射行为。设定入射角为p、折射角为q,当折射光线第一次到达AC平面时,会发生′全发射现象,而再次到达BC平面时,其入射角为p、折射角为q′。……
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