[发明专利]基于菲涅尔公式测量折射率的实验方法及装置

权利要求书

1.基于菲涅尔公式测量折射率的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)采用激光笔作为入射光的光源，激光笔前方加设偏振片用于改变入射光的偏振方向，经偏振片后的入射光为线偏振光；

2)分别使线偏振光的透振方向平行于入射面和垂直于入射面，将线偏振光以45°角入射到待测样品表面上，保证两种情况下入射光强度相等，然后通过与电脑连接的CCD摄像头采集两种情况下的反射光强度I₁、I₂；

3)根据菲涅尔公式，可以得到：

式中，E₁为线偏振光的透振方向平行于入射面时反射光的场强振幅大小；E₂为线偏振光的透振方向垂直于入射面时反射光的场强振幅大小；θ₀为折射角；E为入射光的场强振幅大小；

4)由I₁＝KE₁²，I₂＝KE₂²，得出折射角θ₀为：

将公式1代入折射定律得到待测样品的折射率：

式中，n为空气的折射率。

2.用于实现权利要求1所述方法的基于菲涅尔公式测量折射率的实验装置，其特征在于，包括实验平台、固定架、样品槽、激光笔、CCD摄像头及计算机；所述固定架和样品槽设于实验平台上，样品槽用于盛放待测的固体或液体；激光笔通过固定架设置在样品槽的外上方，CCD摄像头通过固定架设置在与激光笔相对的一侧；激光笔的前端激光束出射方向固定有偏振片，CCD摄像头位于激光束的反射光束上，CCD摄像头的信号输出端通过数据线连接计算机。

3.根据权利要求2所述的基于菲涅尔公式测量折射率的实验装置，其特征在于，所述实验平台由底座、调节脚、横向水准泡、纵向水准泡组成，底座的底部四周分别设调节脚，底座上平面分别设横向水准泡和纵向水准泡。

4.根据权利要求2所述的基于菲涅尔公式测量折射率的实验装置，其特征在于，所述固定架由立杆、横杆、横杆连接滑块、激光笔连接滑块、摄像头连接滑块及固定螺栓组成；所述立杆为2个，间隔且竖直地固定在底座上，横杆两侧分别通过横杆连接滑块与立杆连接；激光笔连接滑块设于横杆一端，激光笔设于激光笔连接滑块上；摄像头连接滑块设于横杆另一端，CCD摄像头设于摄像头连接滑块上；横杆连接滑块的高度、激光笔连接滑块的水平位置、摄像头连接滑块的水平位置、激光笔的角度、CCD摄像头的角度均可单独调整，调整后在对应连接处分别通过固定螺栓锁紧固定。

5.根据权利要求2所述的基于菲涅尔公式测量折射率的实验装置，其特征在于，所述CCD摄像头的像素不小于1200W，分辨率不小于1280×720ppi，成像距离为20～40cm。

6.根据权利要求2所述的基于菲涅尔公式测量折射率的实验装置，其特征在于，所述激光笔为功率不小于100mw，波长500～560nm的绿光激光笔。