Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
183 В отношении применения интерференции для быстрого сравнения эталонов различной длины мы ограничимся указаниями, данными на стр. 123—124.
В качестве эталонных применяются следующие спектральные линии гелия, криптона и кадмия (табл. 8):
Таблица 8
Длины волн спектральных линий гелия, криптона и кадмия при давлении 760 мм, температуре 20° С и давлении водяных паров 10 мм
Элемент Длина волны Цвет Элемент Длина волны Цвет
Кадмий 6438,5033 Красный Гелий 6678,184 Красный
5085,8490 Зеленый 5875,649 Желтый
4799,9393 Синий 5015,702 Зеленый
Криптон 6456,3241 Красный 4921,955 Сине-зеленый
5870,9463 Желтый 4713,168 Синий
5649,5924 Желто-зеленый 4471,501 Фиолетовый
4502,3790 Фиолетовый
Источниками света для получения линий гелия и криптона служат гейслеровы трубки, питаемые постоянным или переменным током высокого напряжения. При той высокой относительной точности измерений, которая требуется в данном случае, на результат измерений влияют многие обстоятельства; имеет значение давление газа в трубке, так как при увеличении давления ширина спектральных линий увеличивается. При рассматривании гелиевой трубки вдоль капилляра строение спектральной линии усложняется вследствие поглощения при прохождении света через большой слой газа. Изменение ширины или изменение распределения интенсивности в спектральной линии вызывает в интерференционной картине такие же явления, как и увеличение размеров входного зрачка, т. е. уменьшение контраста и сдвиг интерференционных полос (см. § 5). Величина сдвига неодинакова при различных разностях хода. Поэтому при точных измерениях приходится вводить понятие об «эффективной» длине волны, зависящей от разности хода.
Вопрос о воспроизводимости длины световой волны различными спектральными трубками чрезвычайно важен для метрологии и поэтому подвергается тщательному изучению [14], [15], [60] и [7].
§ 20. Технический метод сравнения плоскопараллельных концевых мер
1. Периодическая проверка плиток состоит в том, что рабочий набор плиток, наиболее подверженный износу и старению, сравнивается с эталонным набором плиток. Последний по классу точности
184. стоит выше рабочего набора и хранится более тщательно. Относительный метод сравнения двух плиток называется также техническим методом [13, 33].
Так как разность длин двух одинаковых плиток никогда не превосходит 1,5 мк, что соответствует трем длинам волн или шести интерференционным полосам, то сравнение плиток осуществляется
Фиг. 138. Технический интерференционный метод сравнения концевых мер.
в белом свете. В качестве приспособлений применяются две плоские стеклянные или кварцевые пластинки. Нижняя пластинка Р* (фиг. 138) служит для притирания к ней концевых мер, верхняя пластинка P2 — для получения интерференционных полос на верхних, свободных поверхностях концевых мер. Стеклянные пластинки должны быть строго плоскими.
2. Эталонная (Э) и поверяемая (П) плитки притираются к стеклу Pi. Контролем правильности притирки служит отсутствие полос и интерференционных цветов на нижних поверхностях плиток. На притертые плитки накладывают верхнее стекло и путем надавли-
185. вания достигают указанной на фиг. 138 ориентировки полос. На фиг. 138 показаны различные частные случаи, из которых легко понять сущность метода. Предполагается, что эталонная плитка строго плоскопараллельна. Полосы различных порядков обозначены различной штриховкой.
В случае А поверяемая плитка плоскопараллельна и имеет одинаковую длину с эталонной плиткой. Две системы полос, получающихся в воздушном клине, совпадают друг с другом.
В случае Б поверяемая плитка плоскопараллельна, но .имеет меньшую длину. Полосы двух систем параллельны, но сдвинуты друг относительно друга. В середине поверяемой плитки, в которой находится центр проведенных на фигуре координат, сдвиг полос равен 1,5 полосы. По цвету полос можно понять, что поверяемая плитка короче эталонной. Разность срединных длин равна
1,5 • — мк.
2
В случае В соприкасающиеся стороны плиток имеют одинаковую длину, но поверяемая плитка не плоскопараллельна. Системы полос наклонены друг к другу. Срединная длина поверяемой плитки
меньше эталонной на 0,5 полосы 0,5--^0,15 мк. Наибольшая
2
разность длин в различных точках поверяемой плитки равна одной
лолосе 1,0- — «0,3 мк.
2
В случае Г скос верхней плоскости поверяемой плитки имеет иное направление, чем в случае В. На поверяемой плитке полосы •более часты, чем на эталонной. Разность срединный длин равна
одной полосе 1,0-— =0,3 мк. Наибольшая разность длин поверяе-2
мой плитки равна двум полосам 2,0- — ?»0,6 мк.
В действительности всегда приходится иметь дело не с рассмотренными частными случаями, а с общим случаем, причем системы полос бывают 1) смещены одна относительно другой; 2) наклонены я 3) имеют различную ширину. Дешифровка картины становится несколько^ сложнее и требует некоторого навыка.
Если эталонная плитка плоскопараллельна, то в результате описанной поверки находится разность срединных длин плиток и отступления поверяемой плитки от плоскопараллельности. Для того чтобы исключить погрешности эталонной плитки, приходится делать второе измерение. Для этого одну из плиток снимают со стекла P1, поворачивают на плоскости стекла на 180° и вновь притирают. Изучение и сравнение интерференционный картин до и после притирки позволяет определить разность срединных длин и отклонения от плоскопараллельности для обеих плиток.
