利用电磁波折射现象计算和测量液体折射率

利用电磁波折射现象计算和测量液体折射率 大 学 物 理 实 第 卷 第 期 ,, , ,:,,,,::,,验 ,,,,,:,, 年 月,:,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,:, :,,:,,,,, ,,,文 章 编 号 ,:::,,,,,:,,:,::,,:,))) 利用电磁波折射现象计算和测量液体折射率 ，刘 艳 峰 刘 竹 琴 ,,，延 安 大 学 陕 西 延 安 :,,::: ,，，摘 要 电磁波在传播过程中如果遇到障碍物 就 会 产生反射和折射现象 并且遵守反射定律和折 。 ，、、,,，射 定 律 本实验利用一个金属板作为反射体 利 用 蒸 馏 水 乙 醇 糖 溶 液 作 为 折 射 体 验 证 了 电 ,:,磁 ，。波中反射现象和折射现象 同时测量出了液体的折射率 ,,,,关 键 词 电 磁 波 折 射 现 象 甘 油 折 射 率 ,,中 图 分 类 号 文 献 标 志 码 :,,,,,, 。，折 射 率 是 物 质 的 一 种 物 理 性 质 它 是 食 品 生 生 器 产 生 一 个 与微波频率相同的电流 经 过 天 线 ，,产 中 常 用 的 工 艺 控 制 指 标 通过 测定液态食品的 发 出 需 要 的 具 有平面波振面的微波 微 波 经 过 衍 ，，，折 射 率 可 以 鉴 别 食 品 的 组 成 确定食品的浓度 判 射 板 后 到 达 接 收天线再将强度转变成一个 相 应 。，。断 食 品 的 纯 净 程 度 及 品 质 通过测定折射率可以 的 电 流 强 度 并 由 微 安 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 显 示 出 来 、， 确 定 糖 液 的 浓 度 及 饮 料 糖水罐头等食品的糖度 、还 可 以 测 定 以 糖 为 主 要 成 分 的 果 汁 蜂 蜜 等 食 品 。的 可 溶 性 固 形 物 的 含 量 各 种油脂具有其一定的 ，。 脂 肪 酸 构 成 每 种 脂肪酸均 有其特定的折射率 含 碳原子数目 相 同时不饱 和 脂肪酸的折射率比饱 ,和 脂 肪 酸 的 折 射 率 大 得 多 不饱 和脂肪酸分子量 微波分光仪的结构 图 ，,。,越 大 折 射 率 也 越 大 酸度 高 的油脂折射率低 因 。此 测 定 折 射 率 可 以 鉴 别 油 脂 的 组 成 和 品 质 正 常 ,。 各 部 分 功 能 简 介 如 下 分 度 转 盘 三 :,,:??)，，情 况 下 某些液态食品 的折射率有一定的范围 如 ,。 厘 米 固 态 信 号 发 生 器 产 生 微 波 信 号 发 射 喇 正 常 牛 乳 乳 清 的 折 射 率 在 正 ,,,,,,,,,,,,:,:,。,叭 天 线 将微波发射出去 可 变 衰 减 器 用 来 控 ，、之 间 当 这 些 液 态 食 品 因 掺 杂 浓度改变或品种改 制 发 ，变 等 原 因 而 引 起食品的品 质发生了变化时 折 射 ，，。射 波 的 强 弱 其 指 示 越 大 对 信 号 的 衰 减 越 大 。率 常 常 会 发 生 变 化 所以 测 定折射率可以初步判 ,晶 体 检 波 器 将 接 收到的微波信号转变成直流 电 。 ，断 某 些 食 品 是 否 正 常 如 牛 乳 掺 水 其 乳 清 折 射 。,信 号 接 收 喇 叭 天 线 可 以 绕 分 度 盘 的 中 心 旋 ，率 降 低 故 测 定 牛乳乳清的折射 率即可了解乳糖 ，。 转 以 便 接 收 来 自 不 同 方 向 的 微 波 信 号 信 号 ，。 的 含 量 判 断牛乳是否掺水 本 文基于微波分光 ,。 ,线 将 微 波 电 信 号 传 递 到 发 射 天 线 电 缆 将 探 ，、仪 利用一个金属板作 为 反 射体 利 用 蒸 馏 水 乙 测 到 的 微 、，醇 甘 油 作 为 折 射 体 验证 电 磁波中反射现象和折 。 ,波 强 度 的 电 信 号 传 递 到 微 安 表 固 定 臂 安 装 微 ，。射 现 象 测 量 出 了 液 体 的 折 射 率 。,波 发 射 装 置 可 旋 转 臂 安 装 微 波 强 度 测 量 装 。 ,置 微 安 电 流 表 读 出用电流强度表示的微波信 实 验 装 置 ,。号 的 强 度 实 验 原 理 , 。微 波 分 光 仪 的 结 构 如 图 所 示 固 态 信 号 发 ,，电 磁 波 在 传 播过程中如果遇到障 碍 物 一 定 收 稿 日 期 , :,,:,:,,)),,,,,, 基 金 项 目 陕西省高水平大学建设专项资金资助项目 延安大学精品课程 ,:,,,,,,:,,,:,,,,),, 、、现 象 测 量 出 了 蒸 馏 水 乙 醇 甘 油 溶 液 的 折 射 验证反射定律数据 表 , 。率 ,,电 磁 波 入 射 角 ,:,::,,,::,:,::???,θ 图和 图是 验 证电磁波 反 射和折射现象的原理 ,, ,,电 磁 波 反 射 角 ,:,::,,,::,,,::???θ,，,图 如 图 所 示 利 用 折 射 定 律 折 射 率等 于 入 射,, ,,, 。角正 弦 和 折 射 角正 弦 之 比 即 , , θθ ,，实 验 结 果 分 析 考 虑 实 验 仪 器 的 系 统 误 差 ,,,θ, , , 从 ,,,θ, ，上 面 所 测 得 实 验 数 据 可 知 电磁波的入射角基本 、、由 上 式 即 可 计 算 出 水 乙 醇 甘 油 的 折 射 ，。 上 是 与 电 磁 波 的 反 射 角 相 等 的 这样就验证了电 率 。磁 波 的 反 射 定 律 、、,,表 测 量 蒸 馏 水 乙 醇 糖 溶 液 折 射 数 据 , ,:, ,, 电 磁 波 入 射 角 ,:,::,,,:: ,:,::??? θ, 蒸 馏 水 ?? ,:,,,?,,,:,,,,:,,,,,, ?,,,,, ,,,,, ??,, 电 磁 波 折 射 角 乙 醇 θ,,,,,:? ,,,,,? ,, 糖 溶 液 ,:,,,,,,? 根 据 折 射 定 律 ,,,θ, , , ,,,θ, , 可得三种液体的折射率 如 下 表 反 射 简 图 图 , 、、,,表 蒸 馏 水 乙 醇 糖 溶 液 折 射 率 ,,:, ,,样 品 蒸 馏 水 乙 醇 糖 溶 液 ,:, 折 射 率 ,,,,,,,,,,,, ，由 表 和 表 数 据 所 得 实 验 数 据 可 知 液 , , 体 ,，,的 折 射 率 与 文 献 的 参考折射率数 值 相差甚 ,, ，， 小 这样既验证了电磁 波 的 反射 定律 同 时 也 说 明 了 利用电磁波的折射现象可 以 测 量 液体 的折 射利 折 射 简 图 图 , ，率 为 测 量 液 体 的折射率提供了一种可行的 新 方 。 法 实 验 步 骤 , 注意事项及结论 , ,,，微 波 分 光 仪 调 节 至 如 图所 示 使 微 波 入 ,, 。射 角为 度 ,:, θ,,发 射 器 和 接 收 器 之 间 的 角 度 必 须 是 严 格 , ,,， 调 整接 收 器 位 置 于微波反射之 方 向 移,，，度 的 情 况 下 才 能 得 到 良 好 测 量 结 果 只 要 ,,: 利用电磁波折射现象计算和测量液体折射率 ,, ,,,,,,杨 述 武 普 通 物 理 实 验 光 学 部 分 第 版 ,,,, ,。,新 方 法 ,，,北 京 高等教育出版社 ,,,,,,),,,,参 考 文 献 张 三 慧 大 学 物 理 学 ,波 动 与 光 学 ,,,北 京 ,清 华 ,,,,, , ，,大 学 出 版 社 ,,,,,,,,,) ,,,,,， 姚 启 均 光 学 教 程 北 京 高等教育出版社 ,,,, ,,,,,,,,,,,,) ,,,,,:, ,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,:,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,, ， ,,, ,,,,,,,,, :,,,,),), ,’’，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,, ,::: ,， ,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,:,,:,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,, ，，,,,,,,,,,,,:,,,,:,,,,,,,,:,:,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,) ，，，,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,:,,,,,:,,,,,:,,:,,,,,,,,,,,:,,,:,:, ,,,,,,, ，,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,:,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,) ,,,,,,,,,,,:,,,,,:,,:,,,,:,,,, ,,,, ,,,:,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡 ,, 上 接 第 页,, ，，,,,物 理 实 验 ,::,,,,,,,,,，，)也 表 明 对多光束干涉 全息光栅再现时 能 够 得 到 张 延 平 提 高 全 息 照 相 的 一 种 方 法 ,,陕 西 工 学 :,,, ,。 更 丰 富 的 信 息 ，，,,,院 学 报 ,,,,,,,:,:,,) ,参 考 文 献 ,,,,周 嘉 源 用两束物光束拍摄漫反射全息照相 ,:,, ,,,,,,,,,:,,,:,,,,:,:,,,,,,,,,,,,,,,,,, ),,,,, , :,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ，，， ,,:,:,,:,,:,,:,,,,:,, ,,,,,,,: ,,,,,)),),, ,，, ,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,:,,,:::,,,,,, , ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,:,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,:,,,,,,,,,,,,,,,: ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,:,,,,,:,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:, ,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,::,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,:, ,,,,, ，,,,,,,,,,,,,:,,,:,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,:,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,),,) ,,,,:,,:,,,,,,,,:,:,,,,,:,,,,,,,,,,:,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,。 ,,,:,,,,:,:,,,,:,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,:,,,)),,,,,,,,