三棱镜折射率测量装置

1.本实用新型属于物理测量技术领域，涉及一种三棱镜折射率测量装置。


背景技术：

2.单色光，单一频率(或波长)的光。不能产生色散。由红到紫的七色光中的每种色光并非真正意义上的单色光，它们都有相当宽的频率(或波长)范围，如波长为0.77～0.622微米范围内的光都称红光，而氦氖激光器辐射的光波单色性最好，波长为0.6328微米，可认为是一种单色光。
3.光从真空射入介质发生折射时，入射角正弦值与折射角正弦值的比值叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。介质的折射率通常由实验测定，有多种测量方法。对固体介质，常用最小偏向角法或自准直法，或通过迈克尔逊干涉仪利用等厚干涉的原理测出。
4.对于一个顶角为a、折射率为n的待测棱镜，将它放在空气中(n1＝n2＝1)。当棱镜第一表面的入射角等于在第二表面的折射角时，偏向角达到最小值δmin，用测角仪测定δmin和a，便可算出折射率n。这种测量折射率的方法为最小偏向角法。
5.角度传感器是用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合它的转轴。随着轴的转动，角度传感器就会计数。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，如果需要，可以用编程把它重新复位。
6.显示器是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。
7.单片微型计算机简称单片机，它最早是被用在工业控制领域。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。本领域技术人员无需创造性劳动就可以通过不同的程序实现不同的功能，通过程序，用单片机可以方便的控制led灯、数码管点亮和电动机的转速，可以方便的产生各种随机数字并进行运算。通过程序可以实现产品的高智能，高效率，以及高可靠性。目前单片机控制显示器的程序已经很成熟，普遍应用在各个领域中。


技术实现要素：

8.在物理实验室中，用最小偏向角法测折射率时，角度的测量和计算比较麻烦，测量三棱镜折射率需要转动望远镜人工读取转动角度，测量费时费力，精度不高。本实用新型的目的在于设计一种结构简单、使用方便、造价低廉的三棱镜折射率测量装置，可以自动读取三棱镜折射率的数值。
9.为实现上述目的，本实用新型包括第一横杆、支架、第二横杆、第三横杆、光源、三棱镜、工作台、望远镜、l形支架、角度传感器、转动轴、套管、单片机、显示器、电源，其特征
是：支架垂直于水平面，支架的下端由三个脚爪固定，第一横杆、第二横杆、第三横杆与水平面平行，它们的左端固定在支架上，套管是一个中空的金属管，套管的下端固定在第一横杆右端的上面，转动轴的三分之二插入套管内部，单片机、显示器、电源固定在第二横杆的前面，角度传感器固定在第二横杆右端的下面，角度传感器带有转轴，角度传感器的转轴下端和转动轴上端焊接在一起，l形支架的左端焊接在转动轴上端的侧面上，望远镜固定在l形支架的上端，工作台固定在第三横杆的上面，光源固定在工作台的左端，三棱镜放置在工作台中央，三棱镜、望远镜的中心在同一水平面上。
10.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的电源通过稳压电路向光源、角度传感器、单片机和显示器提供稳定工作电压。
11.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的光源发出的光为单色光。
12.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的望远镜、l形支架、转动轴转动时带动角度传感器转轴一起转动，角度传感器转轴转过的角度等于望远镜转过的圆心角。
13.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的显示器为液晶显示器，显示器用于显示三棱镜的折射率。
14.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的单片机包括单片机最小系统、p0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机内部具有模数转换器，单片机与角度传感器、显示器、电源电连接，单片机接收角度传感器的数据根据预设程序控制显示器显示三棱镜折射率的数值。
15.本实用新型的有益之处是：用于测量三棱镜折射率，可以自动显示测量结果。
附图说明
16.图1三棱镜折射率测量装置示意图；
17.图中：1.第一横杆，2.支架，3.第二横杆，4.第三横杆，5.光源，6.三棱镜，7.工作台，8.望远镜，9.l形支架，10.角度传感器，11.转动轴，12.套管，13.单片机，14.显示器，15.电源。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作具体说明。
19.如图1所示，本实施例三棱镜折射率测量装置由第一横杆1、支架2、第二横杆3、第三横杆4、光源5、三棱镜6、工作台7、望远镜8、l形支架9、角度传感器10、转动轴11、套管12、单片机13、显示器14、电源15构成，其特征是：支架2垂直于水平面，支架2的下端由三个脚爪固定，第一横杆1、第二横杆3、第三横杆4与水平面平行，它们的左端固定在支架2上，套管12是一个中空的金属管，套管12的下端固定在第一横杆1右端的上面，转动轴11的三分之二插入套管12内部，单片机13、显示器14、电源15固定在第二横杆3的前面，角度传感器10固定在第二横杆3右端的下面，角度传感器10带有转轴，角度传感器10的转轴下端和转动轴11上端焊接在一起，l形支架9的左端焊接在转动轴11上端的侧面上，望远镜8固定在l形支架9的上端，工作台7固定在第三横杆3的上面，光源5固定在工作台7的左端，三棱镜6放置在工作台7中央，三棱镜6、望远镜8的中心在同一水平面上。
20.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的电源15通过稳压电路向光源5、
角度传感器10、单片机13和显示器14提供稳定工作电压。
21.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的光源5发出的光为单色光。
22.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的望远镜8、l形支架9、转动轴11转动时带动角度传感器10转轴一起转动，角度传感器10转轴转过的角度等于望远镜8转过的圆心角。
23.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的显示器14为液晶显示器，显示器14用于显示三棱镜6的折射率。
24.如上所述的三棱镜折射率测量装置，其中，所述的单片机13包括单片机最小系统、p0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机13内部具有模数转换器，单片机13与角度传感器10、显示器14、电源15电连接，单片机13接收角度传感器10的数据根据预设程序控制显示器14显示三棱镜6折射率的数值。
25.本实施例实施过程中，通过望远镜8可以观察三棱镜6最小偏向角δ
min
，这个角度值可以通过角度传感器10输出并输入到单片机13，三棱镜6顶角a为固定值，a值预先存入单片机13中，单片机13即可计算出三棱镜6折射率单片机13将计算结果送入显示器14显示。
26.本实用新型用于测量三棱镜6折射率，可以自动显示测量结果。