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式中，Rs为s光反射率。临界角的变化也意着入射角与临界角的差别在变化，这种变化对能量的影响，与临界角不变而入射角改变所造成的对能量的影响，在一定范围内是有相似之处的。如果将待测溶液作为光疏介质，浓度的变化对应了折射率的变化，也就对应了临界角的变化，这就将反射光能量与液体浓度联系起来，形成了一种新的浓度测量方法。
在上面的叙述中特别要注意的是，以临界角为界的两个角度范围内引起反射光能量变化的根源是不同的。小于临界角入射时，入射光能量在反射与透射两方面进行了分配，分配能量的大小是与入射角和临界角的关系十分密切的。大于临界角入射时，反射光能量的大小主要是由光在光疏介质中损耗的大小决定，而这种损耗的大小既与光波的穿透深度有关，也与介质对光波能量的吸收有关，因此，反射光能量大小除了与入射角和临界角的差别有关外，还与入射光波的波长有关。
根据原理设计的实验框图如图1-2所示。图1-3为装置的核心部分，它以一块优质的直角棱镜作为光密介质，斜平面通过支架与液池固定在一起，液池中盛入待测液，液面高度以浸没斜平面少许为限。从光源发出的光线，经棱镜的直角平面折射后，到达棱镜与液体的交界面上，反射后射入另一个直角面后折射，被光探测器接收及处理。
图1-2棱镜液体浓度传感器实验系统框图
图1-3棱镜液体浓度传感器装置
具体的实验方法分为两部分来进行，在小于临界角时，以清水为光疏介质，可求出在这种情况下的临界角，然后确定入射角，使其比临界角稍小一个角度，由此可以得到第一个反射光能量数据，然后加入不同浓度的待测物，分别得到相应的反射光能量数据，将各个电压值与初始值相减，得到的衰减值也与浓度一一对应，衰减越大，表示反射光能量比初始值改变越大，浓度由小至大改变时，折射率增大，使临界角变大，则入射角与临界角的差别变大；对大于临界角的情况，初始情况与小于临界角时相同，但入射角要稍大于初始临界角。当浓度由小变大时，入射角与临界角的差值是变小的，这就使得穿透深度加大，光能损耗加大，导致反射光能量变小，即衰减加大。因此，在临界角两边，对确定的入射角，当待测物浓度由小变大时，反射光能量都是逐渐变小的，即由不同原理指导的实验方法都能够研究反射光能量随浓度变化的情