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光干涉甲烷测定器的原理?要说详细点。谢谢!

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热心网友:就是说甲烷测定器会被光干扰。

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热心网友:

目前,我国各煤矿使用的光干涉型甲烷测定器类型很多,其中以理研18型的使用最为广泛。我厂生产的AQG-1甲烷测定器的原理和结构是与日本理研18型瓦斯检定器一样的。

1、仪器内部的光学系统如图1所示。由光源1发出的光经过聚光镜2后到达平面镜3,并在O点分为两部分:一部分反射,一部分折射。第Ⅰ部分光束穿过气室5的测室,折光棱镜6将其折回穿过另侧的小室后又回到平面镜3,折射入平面镜后在其后表面(镀反射膜)反射,于O点穿出平面镜负反射棱镜7前进,经偏折后进入望远镜8;第Ⅱ部分光束折射入平面镜后在其后表面反射,然后穿过气室中央小室回到平面镜,于O〞点反射后与第1部分光束会合,一同进入望远镜,两束光的物镜的焦平面上产生白光特有的干涉现象:干涉花样中央为白纹,两旁为彩纹,眼通过目镜进行观测。

2、在静水面上投入一颗石子,水面上就会产生水波,可以明显地看出,这种水波就是一起一伏逐渐向四周传播的。光波和水波相似,它也是一起一付地向空间传播,只是光波的起伏,我们眼睛看不见。起伏的光波如图2,凸起的部分叫波峰、凹下的部分叫波谷。波峰与波峰或波谷与波谷之间的距离叫波长。

留心观察在水面上投下两块石子所引起的水波,在两波所选交的区域里(图3,中间部分),有的部分水面起付不大,这是因为两个水波的波峰与波谷相遇,起着相互抵消的作用(图4):有的部分水面上下起伏增大,这是因为两个水波的波峰与波峰及波谷与波谷相遇(图5)相互增强了。两波相遇产生的这种现象,叫做波的干涉。图4的情况叫作相消干涉、图5的情况叫作相长干涉。

同样的道理,我们可以使一个光源所发出的光波经过平面镜,由于镜面的反射和折射,产生两列光波,当这两列光波再次相遇在一起时就会产生干涉现象。光波的相消干涉结果亮度降低,变暗;相长干涉结果亮度提高,变亮。

为了进一步了解光的干涉产生的原因,还要引入折射率与光程的概念。

某一物质的折射率=光在真空中传播的速度÷光在这种物质中传播的速度

光程 = 光线所通过的路程×光所通过物质的折射率。

从以上两式可以看出:如果两列光波通过的路程长短不同,或是通过的物质不同,或是通过的路程和物质都不同,光程都可能不同。两列光波光程长短的差别,叫做光程差。两列光波有了光程差,这就是产生光波干涉的原因。

光两列光波的光程差 = (n+1/2)入 时,产生暗条纹(如图4)

当两列光波的光程差n = 入  时,产生亮条纹(如图5)

公式中:n—整数,如1、2、3、……等:

    入—波长

如使用的为白色光源,因白色是各种单色的混光合,而各种单色光具有不同的波长,故在一定的路程内,各色光的程差不同,所以所产生的干涉形成了彩色条纹。

3、当气室各小室内充进相同的气体时,两列光波所经光程相同。如在一支光路中改变气体和光学成份或温度、压力等,则因折射率起了变化,光程及光程差也就随之变化。所看到的干涉条纹便也移动,根据条纹移动的大小可测知气体折射率变化的程度。如使两通路的温度、压力相同,若被测气体的化学成分已知,则可作定量的分析。这就是该仪器所根据的原理。

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