Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
По отношению к проверяемым деталям пробные стекла являются калибрами и должны быть гораздо точнее самих деталей. Пробные стекла изготовляются парами (фиг. 115). Нерабочие поверхности стекол плоские. Толщина пробного стекла во избежание вредных прогибов делается равной V7—Vs его диаметра. Чтобы уменьшить возможность деформаций от местных нагревов, пробные стекла изготовляются из материала с малым коэффициентом расширения. Рекомендуется стекло пирекс, коэффициент расширения которого мал; иногда пробные стекла изготовляются даже из кварца. Радиус кривизны пробного стекла измеряется с помощью сферометра. Наиболее важной характеристикой пробного стекла является сферичность его поверхности [1], [8], [60].
2. Простой способ наблюдения интерференции в воздушном слое между стеклами представлен на фиг. 116. Источником света являет-
157 ся широкая освещенная поверхность S, например, белый экран, небо и т. п. Глаз наблюдателя находится в точке ,А. Недостаток данной схемы в том, что наблюдаемые полосы1 не являются полосами равной толщины (сравнить фиг. 61). Однако при работах средней точности этим пренебрегают. Нажимая на край стекла, можно сделать слой воздуха слегка клинообразным и тогда интерференционная картина получает вид, изображенный на фиг. 117. Форма интерференционной полосы воспроизводит по величине и знаку профиль воздушного слоя, заключенного между стеклами в сечении А, параллельном направлению полос. Если нажим произведен в месте, отмеченном точкой, и одно из стекол (пробное) имеет точную сферическую
форму, то в данном случае второе стекло имеет в центре яму, глубина которой равна половине полосы
(т. е. Д = 0,5- — я«0,14 мк), а по 2
краям завалы. Если представить себе оси координат х и Д, то интерференционная полоса является графиком функции Д=/(я); масштабом ординат является ширина полос. Для полного испытания по-
Фиг. 117. Интерференционные полосы при наложении пробного стекла.
Фиг. 118. Поверка сферичности пробных сте-
верхности необходимо изменить ориентировку полос путем нажима на стекло вблизи точки А так, чтобы получить полосы, направленные вдоль сечения В.
Кривизна полос лучше всего оценивается в монохроматическом свете. Если слой воздуха, заключенный между стеклами, не имеет клиновидности, то в случае больших отступлений в величинах радиусов кривизны наблюдаются круглые или овальные кольца, при малых отступлениях — пятна различной яркости, а в белом свете — пятна различных цветов.
Качество поверхностей пары пробных стекол должно быть таково, чтобы получались прямые и равноотстоящие полосы. При параллельном воздушном слое вся поверхность пробного стекла должна быть одного цвета. Тем не менее отсюда еще нельзя сделать заключения о сферичности, так как точно такой же результат получился бы и в том случае, когда поверхности двух стекол точно подходят друг к другу, но имеют совершенно произвольную форму. Однако благодаря природным особенностям процесса шлифования такие случаи редки. Для большей уверенности сдвигают верхнее стекло в положение, показанное на фиг. 118; при этом только при сфериче-
158 ских" поверхностях интерференционная картина сохраняет свой характер.
Местные нагревы деформируют поверхности стекол и искажают форму полос. Имеет значение тепло от рук работающего, охлаждение от испарения летучих жидкостей, применяемых при чистке стекол, и т. п. Поэтому в ответственных случаях после наложения стекол друг на друга дают им выстояться 5—30 мин., чтобы интерференционная картина приняла свой окончательный вид.
Поверхности стекол перед наложением очищаются от жира и пыли. Для промывки применяется этиловый спирт, наркозный эфир и др. Протирка стекол производится обезжиренными и непылящими салфетками из фланели или батиста. Для смахивания пыли пользуются кисточками, промытыми в эфире. При оценке кривизны полос достигается точность в 0,1 полосы, т. е. дефекты поверхностей определяются с точностью до 0,1 -^-^0,03 мк.
3. На фиг. 119 изображены интерференционные полосы, получающиеся в различных ^случаях соприкосновения стекол (точкой отмечено место надавливания). Таблицы относятся как к плоским, так и к сферическим стеклам. Случай А — полосы отсутствуют; в белом свете вся поверхность одного цвета — оба стекла точно подходят друг к другу и слой воздуха не имеет клиновидности; Б и В — те же стекла после надавливания справа и снизу.
Если поверхность линзы сферическая, но ее радиус отличается от радиуса пробного стекла, появляется одно или несколько« круглых колец, диаметры которых соответствуют формуле (55); у краев стекол кольца чаще, чем в середине (Г и Д). Если при нажиме на край стекла центр картины сдвигается к месту нажима (E), то на стекле имеется бугор, в противоположном направлении (Ж) — яма. Случаи 3 и И соответствуют слабому сферическому бугру; кривые полосы своей вогнутой стороной обращены к точке нажима; кривизна полос в обоих случаях одинакова. Случаи Д, Ж —¦ кольца при сильной яме. В монохроматическом свете интерференционные картины Г и Д имеют одинаковый вид. В белом свете их можно отличить потому, что в случае Д яркие цвета 1-го и 2-го порядков (см. таблицу стр. 88) расположены не в центре, а по периферии стекла.
