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大学物理实验, 2024, 37(6): 68-73     https://doi.org/10.14139/i.cnki.cn22-1228.2024.06.013
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基于 Capstone 软件的迈克尔逊干涉法测量溶液折射率
凌丰姿 ,许 磊,侯 超
中山大学 理学院,广东 深圳 518107
Measurement of Solution Refractive Index Using the Michelson Interference Method Based on Capstone Software
LING Fengzi* ,XU Lei , HOU Chao
下载:  PDF (3945KB) 
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摘要 

溶液折射率的测量对于深入理解物质的光学特性和化学性质具有重要意义,广泛应用于科学研究和工业领域。 本研究基于 Capstone 软件和迈克尔逊干涉法,提出了一种新型的折射率测量装置。 通过在光路中引入旋转台,可以精确调节比色皿的角度,从而根据干涉条纹的变化数量计算折射率。 此外,采用高精度光传感器替代传统人眼观察干涉条纹,确保了测量结果的可靠性。 550 数据采集器与 Capstone 软件的结合,进一步增强了数据实时采集与处理能力,显著提升了测量的准确性与效率。纯水及不同浓度的氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠溶液的测量结果表明,该装置性能稳定,且精度较高,相对误差均不超过 0.5%。 本研究不仅为迈克尔逊干涉实验的教学改革提供了新思路,而且推动了现代技术在物理实验教学中的应用,为学生提供了更加直观和高效的学习体验。

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凌丰姿
许 磊
侯 超
关键词:  迈克尔逊干涉  Capatone 软件  透明溶液浓度  折射率     
Abstract: 

Measuring the solution refractive index is crucial for understanding the optical and chemical properties of materials , with wide applications in both scientific research and industrial fields. This study proposes a novel refractive index measurement device based on Capstone software and the Michelson interference method. By introducing a finely adjustable oplical stage into the light path ,the angle of the cuvelte can be precisely manipulated , allowing for the refractive index calculations based on changes in the interference fringe counts, Additionally, replacing the traditional visual observation with a high-precision optical sensor ensures the reliability of the measurement results. The combination of the 550 data acquisition device and Capstone software fiurther improves the real-time data collection and processing capabilities , significant enhancing the accuracy and eficiency of measurements, Measurements of pure water and various concentrationsof sodium chloride , sodium carbonate , and sodium bicarbonate solutions demonstrate that the device has stable performance and high prceision, with relative errors not exeeeding 0.5%6.This research not only provides newin sights for reforming Michelson interference experiments but also advances the use of modern technology inphysics education ,providing students with a more intuitive and eficient learning experience.

Key words:  Michelson interference    Capstone software    transparent solution concentration    refractive index
               出版日期:  2024-12-25      发布日期:  2024-12-25      整期出版日期:  2024-12-25
ZTFLH:  O 4-36  
引用本文:    
凌丰姿 , 许 磊, 侯 超. 基于 Capstone 软件的迈克尔逊干涉法测量溶液折射率 [J]. 大学物理实验, 2024, 37(6): 68-73.
LING Fengzi , XU Lei , HOU Chao. Measurement of Solution Refractive Index Using the Michelson Interference Method Based on Capstone Software . Physical Experiment of College, 2024, 37(6): 68-73.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/i.cnki.cn22-1228.2024.06.013  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2024/V37/I6/68
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