空气折射率的计算
用迈克尔逊干涉原理测量空气折射率
用迈克尔逊干涉原理测量空气折射率摘 要：空气的折射率与真空的折射率（等于1）非常接近。
用一般的方法很难测出其差值一确定空气的折射率。
但用光的干涉法即可以精确地测出来。
比如用迈克尔逊干涉仪对折射率的变化的敏感性，可以准确地测出空气的折射率。
关键词：研究型物理实验;迈克耳逊干涉仪;空气折射率；一、原理迈克尔逊干涉仪的原理见上图。
光源S 发出的光束射到分光板1G 上，1G 的后面镀有半透膜，光束在半透膜上反射和透射，被分成光强接近相等、并相互垂直的两束光。
这两束光分别射向两平面镜1M 和2M ，经它们反射后又汇聚于分光板1G ，再射到光屏E 处，从而得到清晰的干涉条纹。
平面镜1M 可在光线1的方向上平行移动。
补偿板2G 的材料和厚度与1G 相同，也平行于1G ，起着补偿光线2的光程的作用。
如果没有2G ，则光线1会三次经过玻璃板，而光线2只能一次经过玻璃板。
2G 的存在使得光线1、2由于经过玻璃板而导致的光程相等，从而使光线1、2的光程差只由其它几何路程决定。
由于本实验采用相干性很好的激光，故补偿板2G 并不重要。
但如果使用的是单色性不好、相干性较差的光，如纳光灯或汞灯，甚至白炽灯，2G 就成为必需了。
这是因为波长不同的光折射率不同，由 分光板1G 的厚度所导致的光程就会各不一样。
补偿板2G 能同时满足这些不同波长的光所需的不同光程补偿于是反射光束1与透射光束2在空间相遇，发生干涉。
当光束垂直入射至M1，M2镜时，两光束的光程差δ=2（n 1L 1-n 2L 2） （1） 式中n 1和n 2分别是路程L 1，L 2上介质的折射率。
设单色光在真空中的波长为λ，当δ=k λ,k=0,1,2,3,…时干涉加强相应的接收屏中心的光强为极大。
由式（1-1）知，两束相干光的光程差不但与几何路程有关，还与路程上介质的折射率有关。
计算公式 n=1+(N λ/2L)*（P amb /ΔP ）其中已知条件L=80mm ，P amb =101325Pa , λ=632.8nm 由公式可知只要N ，ΔP 知道就能求出折射率n .当ΔP 改变时，光程相应的改变，并引起干涉圆环“涌出”或“缩进”N 条.二、测量P与N1．在光学平台上按设计实验装置示意图摆好光路。
气体的折射率
气体的折射率折射是指光线穿过介质时方向改变的现象，折射率是介质对光线的折射能力的一种度量。
气体是一种透明的介质，也能发生折射，因此常常需要计算气体的折射率。
气体的折射率与气体的密度、压强、温度、组成等因素有关，下面将从物理角度介绍气体的折射规律。
1. 空气折射率空气是由氧气、氮气、二氧化碳等成分构成的混合物，当光线从空气射入另一种介质时，会发生折射现象。
空气折射率的公式为：其中，$T$为空气的温度，单位为$^\circ C$。
该公式是一个经验公式，可以用来计算大气折射率的近似值。
当空气温度为20$^\circ C$，压强为1 atm时，空气折射率的值约为1.000293。
2. 气体折射率与密度、压强的关系根据理想气体状态方程，气体的密度$\rho$与压力$p$、温度$T$有关，即：$\rho=\frac{pM}{RT}$其中，$M$为气体的摩尔质量，$R$为气体常数。
根据气体光学理论，气体折射率$n$与气体密度$\rho$成正比，即：$n=\sqrt{1+3.913\times10^{-3}\rho}$因此，气体折射率$n$与气体压强$p$、温度$T$、摩尔质量$M$有密切的关系。
一般情况下，气体折射率的变化主要由温度和压强的变化引起。
气体折射率还与光线的波长$\lambda$有关。
波长越短，折射率越大。
例如，对于空气，在400 nm的紫光和700 nm的红光中，折射率的差异约为0.00007。
这种差异对于大多数光学应用而言是可以忽略不计的，但对于极高精度的光学测量而言则很重要。
气体的组成也会影响气体的折射率。
例如，氢气的折射率比空气低，但氦气的折射率比空气高，这是因为气体的电子极化作用不同所导致的。
在常温常压下，空气的氮气和氧气含量比例基本保持不变，因此空气折射率对于大多数实际应用而言是恒定的。
但在高空、高温、高压等极端环境下，气体的组成和密度都会发生改变，因此气体折射率也会相应变化。
总之，气体的折射率与气体的密度、压强、温度、组成等因素有关，需要具体情况具体分析。
大气折射的计算
大气折射的计算大气折射的计算公式是： n， logλ， n为物体质量，λ为波长。
2。
在介质中传播时，只要介质和光有一定的折射率，则在不同的波长下具有不同的折射率，其折射率的大小与波长的四次方成反比。
折射率越小，折射率越大；折射率越大，折射率越小。
这就是光的折射现象。
3。
物理光学实验测出来的是不同频率的电磁波的折射率的数据，一般情况下，在其他条件相同的情况下，物体的折射率越大，光路越曲折，传播的速度越小，反之亦然。
2。
4。
反射光线、入射光线和法线在同一平面内，法线是特殊的入射光线和法线。
5。
在折射现象中，反射角等于入射角。
6。
当光由空气斜射入水或其他介质表面时，传播方向发生偏折。
其偏折角遵从下面的规律：一般来说，折射角小于入射角，在光疏媒质中，折射角小于零，在光密媒质中，折射角大于零。
7。
人们通常用入射角来度量光线与法线的夹角，叫做入射角。
入射角等于折射角。
在有些情况下，用入射角和折射角共同度量，称为共轭入射角。
入射角越大，折射角也越大；入射角越小，折射角也越小。
8。
折射定律指出，在折射现象中，折射角与入射角的正弦之比，叫做折射率，简称折率。
4。
根据折射定律，在同一种均匀介质中，折射率随波长的增加而增大。
在粗糙的表面上的折射率比在光滑的表面上的折射率大。
物体对光的折射能力不仅跟光的波长有关，还跟光的密度和介质的种类等因素有关。
不同颜色的物体，它们对光的折射能力是不同的。
红、橙、黄色物体对光的折射能力最强，紫色物体最弱。
9。
通常用折射率n=1/n(1/空气)、 n=1.2alm(1/水)、n=1.4elm(1/玻璃)、 n=1.82mmn(1/石英)、 n=1.990nm(1/光导纤维)。
10。
折射率n的单位是： cm（英）； 1.0cm（厘米）=1/1.1cm=1/9。
在国际单位制中，厘米的符号是m。
表示质点质量的物理量叫做质量。
质量是物质的一种基本属性，它的国际单位是千克（ kg）。
折射率测定的原理
折射率测定的原理
折射率是光线在不同介质中传播时的速度差，通常用折射率来描述光在不同介质中的传播状况。
测定折射率的原理主要是基于光的折射定律以及斯涅尔定律。
折射定律表明了光线从一种介质射入另一种介质时的折射规律，即入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系。
斯涅尔定律则描述了光线在垂直于界面的方向上的折射规律，根据这个定律，当光线从空气射入透明介质中时，可以利用下面的公式来计算折射率：
折射率 = sin(入射角) / sin(折射角)
为了测定折射率，通常需要使用一种被称为折射计的仪器。
折射计中包含一个透明的折射棱镜，光线通过棱镜时会发生折射，因此折射角可以测量出来。
对于测量折射率来说，常用的方法是通过改变入射角度，来测量折射角并计算出相关的折射率。
一种常用的折射率测定方法是通过斯涅尔法，这种方法使用一个旋转的半透明镜片和一个尺度，用来测量入射角和折射角。
首先，将光线从空气中射入透明介质，透过半透明镜片发射出来，然后利用尺度测量入射角和折射角。
通过记录不同入射角对应的折射角，再利用上述折射公式求解，就可以得到不同入射角下的折射率。
除了斯涅尔法外，还有一些其他的折射率测定方法，如阿贝尔
法、迈克耳孙干涉仪等。
不同的测定方法适用于不同的物质和测量条件，但基本原理都是基于光的折射定律和斯涅尔定律。
折射率计算与溶液中物质含量的确定
折射率计算与溶液中物质含量的确定折射率是光线从一个介质中传播到另一个介质时的偏折程度。
通俗地说，就是我们看到的物体在水中看上去比空气中大。
而计算折射率的方法可以运用于多种科学领域，比如化学、物理等等。
在化学领域中，通过测量折射率可以确定物质在溶液中的浓度，从而实现溶质浓度的定量分析。
一、折射率的计算方法折射率的计算公式为n=c/v。
其中，n表示折射率，c表示光在真空中的速度，v表示在具有折射率n的介质中的光速度。
由于折射率通常小于1，所以c/v会大于1，因此折射率的值越小，光在介质中的速度越慢。
此外，在实际应用过程中，我们还可以通过折射率计进行测量。
折射率计是一种利用光的偏折来测量折射率的仪器，可以根据不同物质的折射率来确定其浓度。
二、折射率计测量溶液中物质含量的原理在溶液中，溶质的浓度越高，溶液中的折射率也就越高。
因此，通过比较不同浓度的溶液的折射率可以确定溶质在溶液中的浓度。
通过测定标准溶液与待测溶液的折射率，从而计算出待测溶液中的溶质浓度。
三、折射率计测量溶液中物质含量的步骤1. 准备标准溶液及待测溶液。
为了减小误差，需要准备多组不同浓度的标准溶液，以便进行比较和校准。
同时，也需要准备待测溶液。
2. 校准折射率计。
校准折射率计的主要目的是在不同浓度的标准溶液中进行测量，以确定不同浓度下的折射率值，并建立校准曲线。
3. 测量标准溶液和待测溶液的折射率值。
在校准好的折射率计中，分别加入标准溶液和待测溶液，测量它们的折射率值。
4. 计算溶液中物质的浓度。
根据标准溶液和待测溶液的折射率值，可以得出它们所对应的浓度，从而计算出待测溶液中物质的浓度。
四、折射率计测量溶液中物质含量的优缺点优点：1. 折射率计具有测量灵敏度高、检测精度高的优点。
2. 折射率计的测量过程简单，无需使用有毒有害物质，同时也不会对样品进行破坏。
缺点：1. 折射率计并不能适用于所有溶液，而只适用于透明且折射率差距较大的溶液。
2. 在测量比较浓缩的溶液时，折射率值在一定范围内基本不变，此时需要通过其他方法进行测量。
空气和玻璃光的折射率
空气和玻璃光的折射率介绍折射率是光线从一种介质传播到另一种介质时发生折射的程度的度量。
本文将探讨空气和玻璃的折射率，并解释其对光的传播和折射的影响。
什么是折射率？折射率是光线在介质中传播时的速度变化比例的度量。
它是一个无单位的常数，表示光线在特定介质中的传播速度相对于真空中的传播速度的比值。
折射率通常用符号n表示。
空气的折射率空气是地球大气层中的主要成分之一，其折射率非常接近于1。
这意味着光线在空气中的传播速度几乎等于真空中的传播速度。
空气的折射率对于大多数光学应用来说可以近似为1，因此在计算光线在其他介质中的传播时，通常将空气的折射率视为1。
玻璃的折射率玻璃是一种常见的透明固体，广泛应用于光学器件和光学仪器中。
不同类型的玻璃具有不同的折射率，这取决于其化学成分和结构。
一般来说，玻璃的折射率都大于1，因为光线在玻璃中的传播速度比在真空中要慢。
玻璃的折射率和光的速度根据折射率的定义，光在介质中的传播速度与折射率成反比。
因此，玻璃的折射率越大，光在玻璃中的传播速度就越慢。
玻璃的折射率和光的折射当光线从一种介质传播到另一种折射率不同的介质中时，会发生折射现象。
根据斯涅尔定律，光线在两种介质之间的折射角和入射角之间满足一个特定的关系。
这个关系可以用下面的公式表示：n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)其中，n1和n2分别是两种介质的折射率，θ1和θ2分别是入射角和折射角。
玻璃的不同类型和折射率不同类型的玻璃具有不同的折射率。
以下是一些常见类型的玻璃和它们的折射率：1.硅玻璃：折射率约为1.46。
2.石英玻璃：折射率约为1.46。
3.光学玻璃：折射率范围从1.5到1.9不等，具体取决于其成分和处理方式。
空气和玻璃的界面当光线从空气射入玻璃时，由于两种介质的折射率不同，光线会发生折射。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间的关系决定了光线在界面上的传播方向。
全反射当光线从一个折射率较高的介质射入一个折射率较低的介质时，如果入射角大于一个临界角，光线将会发生全反射现象。
折射率公式——精选推荐
折射率公式与相关资料
折射率定义式：n=sinα/sinβ，折射率的补充公式：1、n=c/v；c 指的是光在真空中的速度，v指的是光在该介质中的速度。
2、n=1/sinC；C指的是该介质的临界角。
什么是折射率
折射率，光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。
材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。
折射率越高，镜片越薄，即镜片中心厚度相同，相同度数同种材料，折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。
折射率与介质的电磁性质密切相关。
根据经典电磁理论，εr和μr分别为介质的相对电容率和相对磁导率。
折射率还与频率有关，称色散现象。
光由相对光密介质射向相对光疏介质，且入射角大于临界角，即可发生全反射。
负折射率
负折射率（介电常数和磁导率同时为负）的问题是近年来国际上非常活跃的一个研究领域。
当电磁波在负折射率材料中传播时，电场E、磁场B和波矢k三者构成左手螺旋关系，因而负折射率材料又称为左手性材料(left-handed materials)。
Veselago1968年首次在理论设想了左手型材料。
Pendry在1996年与1999年分别指出可以用细金属导线及有缝谐振环阵列构造介电常数ε和磁导率μ同时为负的人工媒质。
2001年，Smith等人沿用Pendry的方法，构造出了介电常数与磁导率同时为负的人工媒质，并首次通过实验观察到了微波波段的电磁波通过这种人工媒质与空气的交界面时发生的负折射现象。
尽管初
期人们对Smith等人的实验有许多争论，但2003年以来更为仔细的实验均证实了负折射现象。
光的折射和折射率的计算
光的折射和折射率的计算在自然界中，光线在经过不同介质边界时会发生折射现象，这是由于光在不同介质中的传播速度不同所造成的。
折射是光从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的现象。
为了描述光的折射行为，科学家引入了折射率这一物理量。
一、光的折射现象光的折射现象是指当光线从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的光密度不同而使光线改变传播方向的现象。
通过实验和观察，人们发现光线从空气（或真空）射入介质时，会发生折射现象。
二、折射率的定义和计算公式折射率是描述光在两种介质之间传播时的光速比值，通常用符号n 表示。
根据折射现象的研究，科学家发现折射角和入射角之间存在一个固定的关系，即斯涅尔定律。
斯涅尔定律可以表示为：n1×sinθ1 = n2×sinθ2 （1式）其中，n1和n2分别表示两种介质的折射率，θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
利用斯涅尔定律，我们可以根据已知条件来计算未知量。
下面通过一个例子说明如何计算折射率。
例：在空气（n1=1）与水（n2=1.33）的界面上，一个光线从空气射入水中，入射角为30°，求折射角。
解：根据斯涅尔定律（1式），我们可以得到：1×sin30° = 1.33×sinθ2sinθ2 = sin30° / 1.33 ≈ 0.225θ2 ≈ arcsin(0.225) ≈ 13.2°所以，光线在空气与水的界面上折射时的折射角约为13.2°。
在实际应用中，折射率往往是通过实验或测量得到的，不同介质的折射率也有所差异。
在物理学和光学领域中，我们可以找到相应的折射率表格或手册来查找常用物质的折射率数值。
三、折射率的意义和应用折射率是光学中一个重要的物理量，它具有以下几个重要的意义和应用：1. 折射率可以用来描述光的传播速度因介质而异的现象。
不同介质中光的传播速度不同，而折射率正是用来量化光在介质中的传播速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
——一一
塑垩查兰堡．．！：兰些垒茎
２）将待测气体充入气体盒中，由于待测气体的折射率墩大于真空折射率ｌ，所以将 使经过Ｍｌ反射的光束的光程改变量为：
Ｊ＝２（ｎ。一ｂｄ
在此理论基础上，开发了密度场到折射率场转换的程序，实现了密度场数据与折射 率场数据互相转换、高温下折射率公式自动优化、折射率场数据三维动态显示等功能。
最后，利用新编ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ逐日再分析数据对我国大气层的温度分布特性做了定 性和定量分析，并且推导了新的大气压强随海拔高度变化的公式。在此基础上，对大气 层折射率场进行深入研究，利用指数模型和伽马模型，拟合了新的系数，从而使计算数 值更接近我国实际情况。
（１－３）
浙江大学硕＿：学也论文
由此即可测得该气体的折射率。 比较以上两种测量气体折射率的方法可知：在这两种方法中真空的折射率都认为是 １，所以两种方法的测量精度都受到气体盒真空度的限制，如果真空度不高，所得测量 值要偏小；另外，测量过程中移动条纹的记数和气体盒的厚度ｄ也会影响测量的误差。
§１．２．２利用光纤测量大气折射率
ｆｏｒｍｕｌａ ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ
ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ａ ３Ｄ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｉｔｙ ｆｉｅｌｄ
ａｎｄ ｓｏｍｅ ＳＯ ｏｎ．
Ａｔ ｌａｓｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄａｔａ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ
量发生偏折，视线角速率发生抖动，从而引起探测精度急剧下降；产生的气动热环境影 响飞行器成像系统工作性能，严重时甚至对成像系统产生热破坏作用。
国内外对此问题极为重视，而且讨论很活跃，最突出的是美国，在大量实验、理论
分析及模拟仿真的基础上，提出了一系列完整的气动效应理论和多种校正新方法。我国 在该研究方向也投入了巨大的人力、物力和财力，经过多年研究，在相关的基本理论、
毛玻璃屏
图１－３马赫一泽德干涉仪原理图 实验时用波长为Ａ的激光作光源，根据马赫一泽德干涉仪原理调节仪器，在毛玻璃 屏上形成稳定干涉直条纹。先将气体盒抽成真空，然后通过针式气体阈使待测气体缓慢 进入气体盒，同时记录干涉条纹的移动数目彤，用‰表示被测气体的折射率，根据光 的干涉原理可知：
（ｎ，一１）ｄ＝ＫＡ
§１．２．３利用大气物理量计算大气折射率
这种方法较为简单，即先测得当前环境下的大气压强、温度、相对湿度和二氧化碳 含量，然后利用公式计算得到不同波长下的大气折射率数值。
与前两种测量方法相比，这种方法的最大优点是可以脱离实验室环境，只要有相关 的大气物理量，就能得到任何大气环境下的折射率数值，而且利用计算机可以大大缩短 大量数据的计算时间。但是，这种方法也有两个缺点：第一是测量的大气物理量必须非 常精确，第二是公式的选用要符合大气环境。
浙江大学 硕士学位论文 大气折射率影响因素的研究 姓名：金群锋 申请学位级别：硕士 专业：光学工程 指导教师：冯华君;徐之海
20060101
摘要
在大气光学成像领域，由于大气中压强、温度、相பைடு நூலகம்湿度和二氧化碳含量的不同， 导致大气折射率场呈非均匀分布。所以，只有了解大气折射率场的变化特性，才能对大 气中的光线追击做出精确的判断。
ｆ１－１１
从而在视场中重新出现圆条纹（其中ｄ为待测气体的厚度，它是己知的），继续调节
Ｍ１或Ｍ２的臂长使条纹向中心收缩直至全部消失， 此时两束光的光程又达到了相等， 记下收缩条纹总数Ｋ，则有：
２（ｎ。一１）ｄ＝肌
（１－２）
（１－２）式中的魄即该气体在当前温度和压强下对波长为＾的单色光的折射率。 在这种测量方法中，建议适用激光光源，因为激光的线宽较小，相干长度比较长， 相干条件一般都能得到满足。
本论文对国内外文献中已有的大气折射率计算公式进行了整理和总结，通过对 Ｃｉｄｄｏｒ－Ｏｗｅｎｓ公式和Ｃｉｄｄｏｒ－ＬＬ公式、Ｃｉｄｄｏｒ－Ｏｗｅｎｓ公式和Ｒｎｅｇｅｒ公式之间的对比分 析，提出了公式选择方面的着干建议。
对大气折射率影响因素进行了深入研究，定量分析了各种不确定度。并且在高温条 件下，利用优化迭代算法原理，对Ｒｔｉｅｇｅｒ公式进行拓展，增加了公式的开放性，使得 优化后的公式在高温条件下依然适用。
肝Ｉ ｓｌｎ掰２＂２
＜ｌ－４）
强ｓｉｎ芦＝ｎ。ｓｉｎ０
（１—５）
由（１．４）式和（１．５）式得
驴譬２
（１—６）
Ｓ１ｎＦ
。ｉ。毋：
丝三塑
（１－７）
２４１（ａ－ａｏ）／２１＋＾２
因此可以求得被测气体的折射率‰为
４
一．
一一
塑婆盔兰堡：！：：堂些丝兰
挖。＝√“？一行；·４１＋［２ｈ／（ａ—ｄｏ）】２
０－８）
补偿盒厂
钿１１ Ｍ
．
ｎ 。
∥∥．ｆ—ｊ
１。Ｕ ∥
凸透镜∥．
’／／
‘
气体盒Ｌ ｒＪ —ｌ
荔…．
图ｌ。２迈克尔逊干涉仪原理图 其工作原理是利用迈克尔逊干涉仪进行非定域干涉，在此处属于等倾干涉，具体测 量步骤如下： １）开始气体盒处于真空状态，波长为九的激光经透镜会聚后形成点光源，按照常 规调节好迈克尔逊干涉仪，使两个反射镜Ｍｌ和Ｍ２互相垂直从而在毛玻璃屏上观测到清 晰的圆形干涉条纹。调节Ｍｌ或Ｍ２的臂长观测条纹的变化，如果条纹不断缩进中心并变
ｉｎｄｅｘ ｏｆ ａｉｒ．Ｗｉｔｈ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｆｏｒｍｕｌａｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅｓｅ ＳＯｕｒｃｅｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｓｅｖｅｒａｌ
ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ｆｏｒｍｕｌａｓ． Ａ ｄｅｅｐ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｏｎｅ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｓｏｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｒｍｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
§１．２．１利用光的干涉原理测量大气折射率
１、迈克尔逊干涉仪（Ｍ ｉ ｅｈｅ Ｉ ｓｏｎ Ｉ ｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）
用高强度玻璃做两个相同且透明的存储气体的盒子，盒子有两个接口，其中一个是 进出气体的接口，另一个与气压计相连，可以随时测量盒内气体的压强。这两个材料、 大小和结构完全相同的气体盒分别固定在干涉仪的一块反射镜前面， 其中放在反射镜 Ｍｌ前面的盒子作为存储被测气体的容器称之为气体盒，与气压计相连；放在反射镜Ｍ２ 前面的盒子作为补偿盒，用来补偿由于气体盒壁厚所引起的附加光程差，这一盒子的接 口是打开的，如图］－２所示。
视在目标
大气湍流层
实际１７ｔ标
圈１－１ Ｓ行器光学成像误差示惫圉
移猁幡
这种成像效应使光学探测系统对目标探测信噪比降低，从而减小了对目标的探测距 离，严重时甚至形成“热障”而淹没需探测的１７Ｉ标信号；对目标的检测识别概率降低，
抗诱饵、识别假目标能力降低，严重时甚至无法检测识别目标；对目标的视线角位鬣测
２、马赫一泽德干涉仪（Ｍａｃｈ－－Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉ ｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）
实验原理如图１－３所示，Ｐｌ、Ｐ２为分光板，Ｍ１、Ｍ２为反射镜，Ｌ１、Ｌ２为扩束和准 直系统，用两个完全相同的透明盒子分别作为气体盒和补偿盒，补偿盒用来消除气体盒 壁所造成的附加光程差，密封气体盒与三通活塞相连，活塞的～端接抽气机，另一端接 针式气体阀。
实际测量时光纤的芯径而以及纤芯和包层的折射率行ｌ和ｎ２为已知，毛玻璃屏上的 光斑直径ｄ可用读数显微镜测出，这样可以提高测量精度。与前两种利用光的干涉原理
测量气体折射率相比，这种方法对测量的折射率范围没有限制，也可用这种方法测量液 体的折射率，其缺点是光斑边缘的清晰度直接影响到了测量的精度，对毛玻璃屏的质量 要求较高，毛玻璃表面的漫反射不能太强，为了保证实验精度，实验环境中不能有太多 杂光，最好在暗室中进行。
ＩＩ
浙江大学硕士学位论文
第一章绪论
§１．１研究背景
自从人类发明飞行器以来，就一直在探索如何使飞行器飞行更远、更快和更精确， 在新技术与新需求推动下，新一代飞行器朝着高速飞行、高精度探测与高精度控制的方 向发展。
但是带有光学成像探测系统的飞行器在大气层内飞行时，飞行器与空气之间产生极 大的摩擦，形成～个强烈起伏的湍流流场，流场的密度是一个非均匀的、随机的、强度 变化很大的物理量，对光学成像探测系统造成热、热辐射和图像传输干扰，引起目标图 像偏移、抖动和模糊，如图卜１所示。这些效应包括：高速流场光学传输效应、激波与 窗口气动热辐射效应和飞行器成像热效应吲。
ＢＩＰＭ １９８１／９１ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ．Ａｎｄ ａｎｏｔｈｅｒ ｗｏｒｋ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｏｎｅ ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｍｉｎｇ ａ
ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｆｉｔ Ｏｉｌ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｒｔｉｅｇｅｒ ｆｏｒｍｕｌａ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｆｏｒｍｕｌａ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍａｄｅ ｍｏｒｅ
ｉｎｄｅｘ ｏｆ ａｉｒ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｂｏｖｅ ｓｅａ ｌｅｖｅｌ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｍａｔｃｈｓ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｂｅｔｔｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ａｉｒ；ａｔｍｏｓｐ，ｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；Ｎｍｏｓｐｈｃｒｉｃ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐｒｏｆｉｌｅ
Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｏ ｒｅａｃｈ ａｎ ａｃｃｕｒａｔｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｏｉｌ ｒａｙ ｔｒａｃｅ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｍｕｓｔ ｂｅ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ．