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极限法测液体折射率的装置如图1-12(a)所示 ABC是直角棱镜 其折射率ng为已知.将待测
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极限法测液体折射率的装置如图1-12(a)所示,ABC是直角棱镜,其折射率ng为已知.将待测液体涂一薄层于其上表面AB,再覆盖一块毛玻璃.用扩展光源在掠入射的方向照明.从棱镜的AC面出射的光线的折射角将有一下限i'(用望远镜观察,则在视场中出现有明显分界线的半明半暗区).试证明,待测液体的折射率n可按下式算出:
用这种方法测液体的折射率,测量范围受到什么限制?
参考答案
毛玻璃的作用是增加散射,以使液层上表面处处为散射源.如图1-12(b)所示,在AB面入射角较小的光线,在AC面出射时折射角较大.以折射角下限i'出射的光线1',其共轭出射光线1在AB面的入射角为90°.出射方向观察用的是一架接收平行光用的望远镜,它能接收从AC面出射的一系列不同方向的平行光束,同一方向的平行光在望远镜中会聚于一点.由于AC面出射光线的折射角有一下限i',因此在视场中出现有明显分界线的半明半暗区.
对图1-12(b)中的E点,写出折射定律
ngsin∠DEF=sini';
对图1-12(b)中的D点,写出折射定律
ngsin∠EDF=nsin90°;
又
∠EDF=90°-∠DEF.
故由以上三式得
n=ngsin∠EDF=ngcos∠DEF