Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
К К
Pjf 'f < * * >
LbJ S
t ?
Л Б
Фиг. 171. Правильное (Б) и неправильное (Л) положения образца при измерениях по методу И. В. Обреимова.
231. т. е. к плоскости чертежа фиг. 166, замечаются по несимметрии дифракционных полос и поэтому легко могут быть устранены. Повороты же вокруг оси, параллельной плоскости стола, могут быть обнаружены одним из способов, известных из практики оптических измерений.
Допуск на плоскопараллельность эталона можно принять равным +0,002 мм. С этой же точностью должна быть измерена и толщина эталона. Ошибка, допущенная при измерении оптических констант эталона vD и (v^,— vc), войдет в виде систематической погрешности во все измерения с этим эталоном.
С одним эталоном можно производить измерения разностей показателей («—V) примерно в пределах +50-10"4. Для того чтобы покрыть весь интервал показателей обычных сортов оптического стекла от 1,50 до 1,70, необходимо около 20 эталонов. Такое большое число эталонов с точки зрения технических лабораторий не считается недостатком этого метода.
§ 27. Метод для измерения показателей преломления пластинок
1. Как было сказано выше, гониометрический метод измерения показателя может дать точность Ад=+1ч-2 • Ю-5. Интерференционные методы позволяют:
1) производить измерения с более простой аппаратурой;
2) повысить точность измерения и довести её до значений Д«<1 • Ю-5. Метод, описываемый в настоящем параграфе, относится к числу абсолютных методов, так как он осуществляется без помощи эталонов [66].
При измерениях повышенной точности приходится более строго учитывать условия работы. Мы должны ограничиться только перечислением главнейших поправок, которые вводятся при обработке измерений:
1) поправка за счет температурного коэффициента показателя преломления стекла, который равен для кронов ~3 • Г0-6на I0 и для флинтов ~6 • IO-6 на 1°;
2) поправка за счет температурного коэффициента показателя преломления воздуха, который равен <—1 • 10_6 на 1°;
3) поправка за счет изменения показателя преломления воздуха при изменении давления, равная 4 • Ю-"6 на 10 мм рт. ст.
Ввиду большой разности хода интерферирующих лучей измерения повышенной точности производятся только с весьма монохроматичними спектральными линиями кадмия, гелия и ртути.
2. Схема установки для измерения Показателей плоскопараллельных пластинок представлена на фиг. 172. Свет от спектральной лампы Q разлагается, монохроматором M в спектр. Выходная щель монохроматора выделяет одну из линий спектра. Щель S2, объектив O1, прямоугольная диафрагма D и зрительная труба T1 составляют схему фиг. 161; в поле зрения трубы B1 наблюдаются полосы, вид которых описан на стр. 219. При нормальном падении лучей на пластинку P разность хода лучей равна
b = h(n-\) = N1I = (^p1)I. (120)
232. Испытуемая пластинка P укреплена на оси вращения угломерного прибора, расположенной горизонтально и перпендикулярно к пучку лучей. Пластинка отъюстирована параллельно оси. Углы поворота отсчитываются по лимбу L против неподвижного индекса (нониуса) и. При вращении пластинки изменяется толщина слоя стекла, введенного в ход лучей, и, следовательно, изменяется разность хода 8.
Так как в уравнение (120) входят два неизвестных — толщина h и показатель п пластинки, то производится второе измерение по иной
в'г в'і
Фиг. 172. Установка для измерения показателей преломления пластинок.
схеме. За выходной щелью S2 помещается объектив O2, который проектирует щель на поверхность пластинки Р. Полупосеребренная пластинка R и зрительная труба T2 составляют схему для наблюдения колец равного наклона (сравнить с фиг. 65). Центр колец расположен по нормали к пластинке. При поворотах пластинки система колец перемещается в поле зрения трубы T2 в вертикальном направлении. Если отбросить для простоты рассуждений добавочный член
—• в формуле (73), то разность хода в центре системы колец будет
равна
8 = 2 Ara = N2X = (^+/?)^ (121)
В формулах (120) и (121) A1 и A2-суть целые части, a Pi и р2— дробные части чисел Ni и N2.
3. Чтобы вычислить из уравнений (120) и (121) величину tt (а если нужно, то и h), необходимо знать порядки интерференции Ni
233. и N2. Однако из наблюдений можно определить только дробные части Pi и р2. Если число N^kx+pi имеет дробную часть (PiTfcO)1 то распределение энергии в изображении щели несимметрично (см. фиг. 161). Повернув пластинку в ту и другую сторону от нормального положения на угол і, мы в обоих случаях придем к светлой полосе (Ai+1). (Угол і отсчитывается по лимбу угломерного прибора). Воспользовавшись формулой (100) ввиду малости угла і, получим следующую формулу:
8. = hQZr п2 —sin4 — cosO = A^/V-Ja —1+¦
P
= A(n-l)(l + -^ = (А1+1)Х.
Вычтя из этой формулы значение
80 = А(п-1) = (А1+/?1)Х,
получим
, А (п — 1) .о
1 -B1 = -J-— I2.
2 пХ
Так как число (1—Pi) содержит только две значущих циф-P Ы, TO ДЛЯ вычисления ИСКОМОЙ Дробной части Pi могут быть взяты грубо приближенные значения h и п, известные из предварительного обмера пластинки.
