Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Конденсор К даёт изображение диафрагмы Dr во второй апланатической точке С. После преломления у наружной поверхности линзы 4 изображение диафрагмы получается в центре склеенных поверхностей С. На обратном пути лучи собираются в плоскости диафрагмы D2, за которой помещается глаз наблюдателя.
С помощью подобной установки А. П. Буин произвёл весьма интересные наблюдения над слоями бальзама и его схему можно рекомендовать лицам, занимающимся изучением различных склеивающих веществ, применяемых в оптике. ГЛАВА III
МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН
1. Основным средством для измерения длин в машиностроении являются плоскопараллельные концевые меры или «плитки». Они служат для проверки калибров и различного измерительного инструмента — винтовых микрометров, штангенциркулей и т. п. Кроме того, они входят в качестве деталей в различные измерительные приборы и машины. Плитки по степени точности делятся на несколько
классов. Длина плиток высших классов непосредственно сравнивается с длиной волны света. Техника сравнения плиток между собой и сравнения их с длиной волны света чрезвычайно проста и доступна для каждого машиностроительного завода.
Плитка имеет форму прямоугольного параллелепипеда (фиг. 137). Сечение плитки есть прямоугольник размером 9X30 или 9X35 мм. Длины плиток различны— от 1 до 1000 мм. Набор плиток рассчитывается так, чтобы путем сложения плиток можно было составить любой желаемый размер через определенный заданный интервал, например, через 0,01 мм или через 0,001 мм. Рабочие плоскости плиток зеркально полированы. При наложении пробного стекла кривизна интерференционных полос не превышает 1Z2 полосы. При придавливании плитки к плоской металлической или стеклянной поверхности плитка может быть посажена на контакт. Сила сцепления при этом так велика, что несколько присаженных («притертых») друг к другу плиток практически являются одной концевой мерой.
Важными характеристиками плитки являются её срединная длина I и плоскопараллельность. Срединной длиной называется длина перпендикуляра, опущенного из середины верхней измерительной плоскости плитки, т. е. из точки а (см. фиг. 137), на нижнюю измерительную плоскость. Отклонения от плоскопараллельности характеризуются наибольшими разностями между длиной плитки в любой точке и её срединной длиной. О точности плиток можно получить представление из следующей таблицы (табл. 7):
Фиг. 137. Плоскопараллельная концевая мера (плитка).
182 Таблица 7
Допустимые отклонения В MK
Класс 0 Класс 1 Класс 2 Класс 3
Номинальные ,
размеры плитки В MH X EB Ч U "ч 2 5 5 щ Ч Ч ч H U о ч щ Ч = II SoS = Зчие- О) о. и а й: я S S S JI4 ? ф «оо tI е а: її S я Ч ° 5 <и =S 3 к 5 SsO. 5 = s S и с Sso Soo S §оБ Я S ч и ч і 2 х о Є HJ X 4OS Oi ч ч н <и о Ч «и ч з « « ? я о. Iss g ч и н X S !«« я 5« 5 5 о ч ? » Sgi sSS Ч H g і> 0 Ч S 55 2 S S ?> Sx" И« = ^4Oh
О. UOu cSgS cS § Cglg й Сои H ч о Cocx с S & Зь ч о Сое«
Свыше 10 до 18 ±0,15 ±0,10 ±0,25 ±0,20 ±0,6 ±0,20 ±1,0 ±0,4
30 „ 50 ±0,20 ±0,12 ±0,35 ±0,25 ±0,7 ±0,25 ±1,5 ±0,5
80 „ 120 ±0,30 ±0,15 ±0,60 ±0,3 + 1,0 +0,3 ±2,0 ±0,6
Допустимые отклонения от номинальных значений столь малы, что позволяют сравнивать две одинаковые плитки по интерференции в белом свете.
2. При сравнении длины концевой меры с длиной волны света определяют число световых волн, укладывающихся на длине меры с точностью до (Vio-ї-V20) Таким образом точность определения длины получается равной 0,06-+0,03 мк.
Преимущества применения световой волны в качестве эталона длины состоят в том, что этот эталон общедоступен, легко' воспроизводится и не подвержен старению. В качестве эталонов приняты спектральные линии нескольких газов. Для технических работ пользуются шестью линиями гелия, которые позволяют поверять плитки длиной до 10 мм. При длинах плиток 10—100 мм пользуются четырьмя линиями криптона.
Особенностью современных методов является то, что число волн, заключающихся в длине концевой меры, определяется без непосредственного счета полос. Возможность практического осуществления таких методов открылась только после продолжительных и трудных исследований, в результате которых были найдены подходящие для данной цели, достаточно монохроматичные спектральные линии и были разработаны удобные конструкции ламп для получения этих линий. Длины волн различных эталонных линий были сравнены между собой с весьма высокой точностью. Относительная точность подобных измерений не ниже 1 : 10 000 000. Так как показатель преломления воздуха и, следовательно, длина волны света в воздухе зависят от давления, температуры, влажности, содержания углекислого газа и т. п., то были найдены также экспериментальные формулы для приведения результатов наблюдений к следующим нормальным условиям: давление 760 мм рт. ст., температура 20° С и давление водяных паров 10 мм. Подробное описание этих работ, тесно соприкасающихся с различными проблемами физики и техники, не может быть сделано в настоящей книге.
