基于Matlab仿真液体折射率的测定+仿真程序

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摘要：折射率是反映半透明和透明材料光学性质的一个重要参数，在生产生活中发挥着重要的作用。本文提出了一种基于迈克尔逊干涉仪的测定液体折射率的方法，主要研究了折射率与干涉条纹间距之间的关系。通过迈克尔逊干涉仪获取干涉条纹的图片，从而计算出待测液体的折射率。本文还通过Matlab仿真软件模拟了理想的干涉条纹图片来更直观的展示设计的思路。由于迈克尔逊干涉仪操作简单，激光干涉仪测量精准等优点使得本设计在操作性和精确度上都有了保证。54597

毕业论文关键词：液体折射率，迈克尔逊干涉仪，Matlab仿真，精确度

Abstract：The refractive index is an important parameter to reflecting optical properties of translucent and transparent materials, plays an importantrole in the production and in our daily life. This paper puts forward a method to measuring the refraction index of liquid based on Michelson interferometer, the main research on the relationship between refractive index and the interference fringe spacing, getting the picture of the interference fringe from Michelson interference , in order to calculated the liquid refractive index. In order to show a more intuitive design ideas , I am using Matlab simulation software to draw the ideal interference fringes. Because the Michelson interferometer is simple operation and the advantage of laser interferometer measurement precision, this design has the guarantee on the operability and precision.

Keywords: liquid refractive index, Michelson interferometer, The Matlab simulation, precision

1 引言 4

2 迈克耳逊干涉仪的基本原理 4

2.1 迈克尔逊干涉仪的结构 5

2.2 两种干涉条纹特性简介 6

2.2.1 等倾条纹 6

2.2.2 等厚条纹 7

3 相干光的光程差计算 8

3.1 楔形薄膜等厚干涉的特性 8

4 实验光路的设计 9

4.1 设计原理的阐述 9

4.2 待测液体折射率的计算 10

4.3 matlab仿真 11

结论 12

参考文献 13

致谢 14

附录A Matlab仿真程序 15

1 引言

折射率是反映半透明和透明材料光学性质的一个重要参数。它不但能够反映物质的特性，还是鉴定物质的重要依据。在生产生活中发挥着重要的作用，可用于了解光纤、薄膜、光学玻璃等材料的光学性质。我们经常根据液体折射率的变化来判断溶液成分的含量以及液体浓度的变化。精确地液体折射率测量方法对研究生物、化工、医药、石油、食品以及教学的改革等具有重要的意义。

目前，测量液体折射率的方法有很多种，一般分为两类：一类是以几何光学中折射反射定律为理论依据，通过测量光线在透明材料中的入射角和折射角来确定材料的折射率，如布儒斯特角法、最小偏向角法、全反射法等；另一类是以物理光学中介质对透射光的相位影响来测量物质的折射率，如迈克尔逊干涉仪法、法布里-珀罗干涉仪法、牛顿环法等[1]。但是这些方法往往对待测物体的形状、测量的环境，用于测量的仪器等有严格的要求，同时还存在光路复杂，操作复杂，工作繁重，可重复性不高，测量精度不高等问题。每种方法都有各自的优缺点。