专利名称：固体折射率及布儒斯特角测定演示仪的制作方法
技术领域：
一种固体折射率及布儒斯特角测定演示仪，其技术领域为一种物理测量和演示实 验仪。
背景技术：
现有的测量固体折射率的一般的布儒斯特角实验仪器，由于待测固体平面的光线 入射角与反射到光屏的反射角间的调整一般须靠手动调整，不易同步，所以实验比较麻烦。
发明内容为克服上述一般的布儒斯特角实验仪器实验操作不便的麻烦，本实用新型提供了 一套独特的由2 1的减速传动系统构成的光点同步跟踪装置，使从光源发出的光线不论 从什么方向入射到待测固体平面上，反射的光点都能始终对准活动臂上的光屏，从而实现 对光点的同步跟踪测量，使测定固体折射率及布儒斯特角的实验变得十分方便。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是根据两个直径比为2 1的传 动轮，其传动比和角度的转动比应为1 2;而且，光线对平面的反射遵循反射定律，即入射 角永远等于反射角的原理，设计一个2 1的减速传动系统构成的光点同步跟踪装置，使光 线对于待测固体平面的入射角始终等于光屏所在的活动臂与入射光线间夹角的一半，即可 实现光屏对反射光点的同步自动跟踪。为此，我们将这减速系统的大轮的转轴通过支撑板 和光具座上的活动臂连络，并让它们可一起绕光具座的转轴转动，大轮和小轮之间通过皮 带或齿轮进行传动，大轮和小轮的直径比为2 1，小轮固定在光具座的转轴上不能转动， 由于减速传动的作用，活动臂上的大轮转动的角度为活动臂转过角度的1/2。此外，活动臂 上的大轮上部与光具座转轴上部各有一个等大的传动轮，光具座转轴上部的传动轮又同轴 地固定有刻度盘和镜片夹，活动臂上的大轮与其上部的传动轮是作为一体同步转动的，而 光具座转轴上部的传动轮虽和下面的小轮同轴，却是可独立转动的。于是，当光具座上的活 动臂转动某一角度时，通过2 1减速传动系统的皮带或齿轮传动后，使处于的光具座转轴 上部的镜片夹能相应地转过这一角度的1/2，而光屏所在的活动臂与入射光线间夹角恰好 等于从光具座一端光源发出的光线对镜片入射角的二倍，从而实现光屏对反射光点的同步 自动跟踪。本仪器根据布儒斯特角的测定来推算固体折射率的原理如下自然光在介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振 光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动面与入射面垂直，此特定角称 为布儒斯特角，用％表示。此规律称为布儒斯特定律。用公式表示为
9b 二琯一式中η'为固体的相对折射率，所以测得了布儒斯特角就可推算出固体介质的相 对折射率η'，这在科研和工程上都是很有意义的。[0009]运用本仪器进行测量时，让固定在光具座一端的半导体激光器发射出一束普通 光线，穿过一个偏振器，适当调整偏振器，使从偏振器出来的是与入射面平行的线偏振光， 然后射向待测平面，通过反射，最后打到光屏上，出现亮点。此刻转动安装有光屏的活动臂 (通过本仪器特有的2 1的光点同步自动跟踪装置，光点可始终对准光屏。)，当恰巧转到 某一角度时，根据布鲁斯特定律，待测平面此刻只能反射与入射面垂直的线偏振光(而对 原来从偏振器出来的、与入射面平行的线偏振光不再能反射)，于是反射光线消失，光屏上 亮点也随即消失，此时的光线对待测平面的入射角为布鲁斯特角。根据刻度盘上读出的入 射光角度，即可按上面的公式计算出该待测固体介质的相对折射率。本实用新型的有益效果是，新型的固体折射率及布儒斯特角测定演示仪具有结构 紧凑、制作费用低、操纵简便的优点。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本仪器的立体示意图。在
图1中，1.光具座，2.光具座上的活动臂，3.光具座上的转轴(
图1中仅标明位 置，但被遮挡看不见)，4.光具座的3个支脚，7.活动臂上的大轮，8.大轮中部的轴承(
图1 中仅标明位置，但被遮挡看不见)，12.刻度盘和镜片夹，13.待测固体平面，14.指示刻度的 指针，15.半导体激光器，16.偏振器，19.支撑大轮中部轴承和小轮中部轴承的支撑板(通 过螺丝和光具座的活动臂连接)，20.光屏。图2是本仪器的部分剖视图，可对
图1中的一些减速传动系统的没有充分反映出 的细节，进一步做图示说明，在
图1和图2中，同一个部件的标号是相同的。在图2中1.光具座，2.光具座上的活动臂，3.光具座的转轴，4.光具座的3个支 脚，5.固定在光具座转轴上的小轮，6.小轮和大轮间的传动皮带，7.活动臂上的大轮，其上部 同轴地连接着另一个传动轮，其中部有一个轴承(8)，被支撑在支撑板(19)上，8.大轮中部的 轴承，9.连接大轮上部的传动轮和光具座转轴上部的传动轮的传动皮带，10.光具座转轴上 部的传动轮，U.支撑在光具座转轴上的轴承，12.刻度盘和镜片夹，13.待测固体平面，15.半 导体激光器，16.偏振器，17.从激光器中射出的光束，18.激光器和偏振器的支架，19.支撑大 轮中部轴承和小轮中部轴承的支撑板(通过螺丝和光具座的活动臂连接)，20.光屏。
具体实施方式
在光具座上的活动臂( 可带动支撑板(19)、大轮(7) —起绕光具座的转轴(3) 转动，因大轮(7)和小轮( 的直径比为2 1，小轮被固定在光具座转轴上不能转动，所以 当活动臂转过某一角度时，经过皮带(6)传动后，大轮(7)只能转过这一角度的1/2，而大轮 上部的传动轮与光具座转轴上部的传动轮(10)的直径相同，经过皮带的传动，光具座转轴 上部的传动轮(10)也转过这一角度的1/2，(光具座转轴上部的传动轮虽和下面的小轮同 轴，却是可独立转动的)。又因为刻度盘和镜片夹(1 与待测固体平面(1 是与光具座上 部的传动轮(10)固定在一起的，所以最终待测固体平面(1 转过的角度也是活动臂转过 角度的1/2。这样，我们的这个装置就保证了入射光线对待测固体平面的入射角和反射光线 与入射光线间的夹角间1 2的关系，使活动臂上的光屏始终能对光点同步跟踪测量。
权利要求1.一种固体折射率及布儒斯特角测定演示仪，其特征是该仪器上有一套由2 1的 减速传动系统构成的光点同步跟踪装置，该装置有一个大轮，大轮的转轴通过支撑板和光 具座上的活动臂连络，并让它们可一起绕光具座的转轴转动，在光具座转轴上固定有一个 小轮，大轮和小轮之间通过皮带或齿轮进行传动。
2.根据权利要求1所述的固体折射率及布儒斯特角测定演示仪，其特征是该仪器的 21的减速传动系统构成的光点同步跟踪装置中活动臂上的大轮和光具座转轴上的小轮 的直径比为2 1，小轮被固定在光具座的转轴上不能转动。
3.根据权利要求1所述的固体折射率及布儒斯特角测定演示仪，其特征是该仪器的 21的减速传动系统构成的光点同步跟踪装置中活动臂上的大轮上部与光具座转轴上部 各有一个等大的传动轮，而光具座转轴上部的传动轮又同轴地固定有镜片夹，活动臂上的 大轮与其上部的传动轮是作为一体同步转动的，而光具座转轴上部的传动轮虽和下面的小 轮同轴，却是可独立转动的。
专利摘要一种固体折射率及布儒斯特角测定演示仪，其技术领域为一种物理测量和演示实验仪。该仪器上有一套由2∶1的减速传动系统构成的光点同步跟踪装置，该装置有一个大轮，大轮的转轴通过支撑板和光具座上的活动臂连络，并让它们可一起绕光具座的转轴转动，在光具座转轴上固定有一个小轮，大轮和小轮之间通过皮带或齿轮进行传动，有益效果为使测定固体的折射率及布儒斯特角的实验变得十分方便。
文档编号G09B23/22GK201868012SQ20092028296
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者钱仰德 申请人:南京工程学院