Раздел 3. Измерение характеристик оптического стекла

Характеристики оптического стекла:

 

1.Коэффициент преломления - n_e(l=0,546 мкм - зеленый, линия ртути).

2.Средняя дисперсия- (n_F - n_c), n_F (l=0,48 мкм - голубой, линия кадмия), n_c(l=0,638 мкм - красный, линия кадмия).

3.Коэффициент дисперсии n =(n_e - 1) / (n_F - n_c).

4. Показатель ослабления -Е (см).

5. Однородность оптическая.

6. Бессвильность(количество свилей).

7. Пузырность.

В УФ области n_e определяется для l=0,365 мкм.

Для ИК области n_e определяется для l=0,8 мкм; 0,863; 0,9; 0,95; [1,0 -1,2 шаг 0,05 ]; [ 1,3 - 2,6 шаг 0,1 ]; [4 -12 шаг 1].

Для измерения коэффициента преломления и дисперсии применяются следующие методы с погрешностями- Dn:

- гониометрические Dn=0,000015,

- рефрактометрические Dn=0,0001,

- интерференционные Dn= 0,00001

ГОНИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Наибольшее применение в высокоточных измерениях получили метод наименьшего отклонения и метод автоколлимации.

3.1.1. Метод наименьшего отклонения основан на определении min отклонения луча призмой (Рис4.1в).

 

а) Если луч, проходящий в призме,

q a₁-a^‘₁ ортогонален биссектрисе угла q, то

d из Рис 4.1 имеем:

a^‘₂-a₂ q=180-(90-a^‘₁) +90-a₂)=a^‘₁+a₂;

a₁ a^‘₁ a₂ a^’₂ d в) d=a₁-a^‘₁ + a^‘₂-a₂= a₁+a^‘₂-q;

Рис 3.1 a₁ При min d® a₁₌a^‘_2; a^‘₁₌a _2,

a₁₌a^‘₂ q=2a^‘₁, d=2a₁ -q;

 

Для входящего луча запишем

n=Sina₁ / Sina^‘₁ =Sin(d/2+q/2) / Sin(q/2)(3.1)

Стандартом предусмотрено применять при измерении n призмы со строго установленными углами.

n	<1.65	1,65-1,75	>1,75
q	60^o	50^o	40^o

Определим точность отсчета. Для этого прологарифмируем и продифференцируем (3.1) и заменим dx ® Dх

ln n = ln Sin (d/2+q/2) - ln Sin (q/2)

dn/n =(Sin^-1(d/2+q/2) Cos(d/2+q/2))(dd+dq)/2 - Sin^-1(q/2) Cos(q/2) dq/2

Dn= 0,5 n [ ctg(d/2+q/2) (Dd+Dq) - ctg(q/2)Dq ]

(3.2)

Способы измерения угла наименьшего отклонения:

1. Первый способ. Измерение угла d.

1.Устанавливают призму на столике так, чтобы ось гониометра через биссектрису угла q, а луч через середину стороны.

2. Методом автоколлимации или коллимации находят угол q.

3. Находят положение угла наименьшего отклонения луча,которое отыскивается по неподвижному положению изображения щели коллиматора следующим образом:

- при вращении столика с призмой, например по часовой стрелке, изображение луча щели движется в ту же сторону до тех пор, пока не дойдет до положения, соответствующего углу наименьшего отклонения - при этом изображение луча щели останавливается и меняет свое направление (см.Рис3.1.б) на противоположное. Разница углов по лимбу между направлением Вх. и Вых. лучей - угол d.

2. Второй способ. Измерение двойного угла 2d

проводится аналогично предыдущему способу (вращением призмы и установлением момента перемены вращения изображения щели) в 2-х положениях - 1 и 2, соответствующих прохождению луча через обе грани призмы (Рис.4.2).

 

 

2d Для измерения n c точностью 1,5 10^-5 необходимо

2 измерять углы с точностью- 2” (ГС-2) и иметь призму

1 с параметрами: h=10 мм, l=25мм (сторона).

 

Рис.3.2

 

3.1.2 Метод автоколлимации (метод АББЕ)

Суть метода состоит в том, что изображение марки ЗТ и ее автоколлимационное изображение совмещают друг с другом.

a q Из Рис.3.3 следует, чтоq= a^‘.

n= Sina / Sina^‘ = Sina / Sinq.

Рис.3. a‘ Точность измерения определится:

ln n = ln Sina - ln Sinq

Dn / n = (Cosa / Sina) Da - (Cosq / Sinq) Dq,

Dn = n (ctga Da+ctgq Dq),

.