Способ определения показателя преломления клиновидных образцов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 С 01 М 21/4 ОСУДАР СТВЕ ННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИ ТЕН У чной хаские изм, с. 107 - 1СССР1987. РЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗ ИЯ КЛИНОВИДНЫХ АТЕ- ОБклиним ичеают форявляетсяений неина, т,е. ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТО РС КО МУ С В ИДЕТЕЛ(56) Афанасьев В.А. Оптичения, - М,: Высшая школа, 1.98Авторское свидетельствоМ 1458779, кл. 0 01 й 21/41,(54) СПОСОБ ОПЛЯ ПРЕЛОМЛЕНРАЗ ЦОВ(57) Сущность изобретения; освещают новидный образец и размещенную за зеркальную поверхность монохрома ским светом через диафрагму, полу первое изображение этой диафрагмы, с Изобретение относится к области измерения оптических параметров веществ в частности к угловым способам измерения показателя преломления.Известны угловые способы определения показателя преломления, основанные на измерении предельного угла преломления или угла полного внутреннего отражения, с последующим расчетом и.Недостатком этих способов является обязательное использование специального угломерного устройства, определение показателя преломления с помощью которого является довольно сложной процедурой, кроме того, данный способ позволяет рассчитывать и с довольно невысокой точностью - до единицы четвертого знака после запятой.Наиболее близким к изобретению является способ определения показателя преломления клиновидных образцов,мированное излучением, прошедшим через образец, отраженным от зеркальной поверхности и вновь прошедшим через клиновидный образец, второе - образованное излучением, прошедшим через образец, отраженным от зеркальной поверхности и вновь прошедшим через образец гри двукратном отражении внутри клина, третье - образованное излучением, прошедшим через образец, при двукратном отражении внутри него, отраженным от зеркальной поверхности и прошедшим вне исследуемого клина, измеряют угловые расстояния между первым и вторым изображениями й и между первым и третьим изображениями й, а показатель преломления и образца определяют из соотношения и = 01/2 Ъ - Й 1. 2 ил,включающии освещение образца монохроматическим светом через диафраГму, получение двух автоколлимационных изображений этой диафрагмь 1 от первой и второй по ходу излучения поверхностей образца, измерение расстояния 11 между ними получение двух дополнительных изображений диафрагмы, образованных излучением, отраженным от зеркальной поверхности, установленной за образцом, и излучением, прошедшим через образец. отраженным от зеркальной поверхности и вновь прошедшим через этот образец, измерение расстояния 12 между получен н ыми иэображениями, а показатель преломления образца определяют из соотношения: 1и 11 - 2Недостатком данного способаеобходимость получения изображосредственно от поверхностей кв отраженном свете, что приводит к повышенным требованиям к плоскостности поверхностей образца, в противном случае качество четырех иэображений отличаетсл друг от друга и погрешность в определении показателя преломления увеличиваетсл, Кроме того, для получения изображения только от зеркальной поверхности необходимо часть излучения направить мимо исследуемого образца, что тоже усложняет реализацию способа.Целью изобретения является повышение точности способа определения показателя преломления,Поставленная цель достигается тем, что в способе определения показателя преломления клиновидных образцов, включающем освещение образца монохроматическим светом через диафрагму, получение первого иэображения этой диафрагмы, сформированного излучением, прошедшим через образец, отраженным от зеркальной поверхности и вновь прошедшим через образец, дополнительно формируют два изображения диафрагмы, второе образованное излучением, прошедшим через образец, отраженным от зеркальной поверхности и вновь прошедшим через образец при двукратном отражении внутри клина, третье - образованное излучением, прошедшим через образец, при двукратном отражении внутри него, отраженным от зеркальной поверхности и прошедшим вне исследуемого клина, измеряют угловые расстоянил между первым и вторым изображением Й и между первым и третьим изображением Й а показатель преломления и образца определяют из соотношенияИ 12 й:,ИГИзвестно, что при установке первой по ходу луча грани клина и зеркала нормально или под малым углом я к падающему излучению получаем 3 изображения входной диафрагмы установки: первое сформировано излучением, прошедшим через клин, отразившимся от зеркала и вышедшим через клин, второе - излучением, прошедшим через клин, отраженным от зеркала и вышедшим через клин, при этом дважды отразившимся от поверхностей внутри него, В приближении малых углов расстояние между этими двумя изображениями запишется в виде2 а 2 п - 1) + е - 2 а п - 1) -я = 2 ап =й, Третье изображениеобразованное излучением, прошедшим через образец, при двукратном отражении внутри него, отраженным от зеркала и вышедшим мимо кли на, расположено от первого изображенияна расстоянии:а(3 п - 1)+ еа(п - 1) -е==а(п+1) =й.,5 где а - угол клина,Таким образом, получение 3-х изображений входной диафрагмы и измерение расстояний й и й позволяет рассчитатьпоказатель преломления по формуле: и 10 И 1=2 ,НГНа фиг,1 представлена схема устройства, реализующего способ; на Фиг.2 - ходлучей в клиновидном образце.15 Устройство включает в себя источник 1света, установленный по ходу луча конденсор 2, в Фокусе которого расположена входная диафрагма 3 и последовательноразмещенные на ней зеркальный объектив20 4 и плоское зеркало 5, исследуемый клин 6,зеркальный объектив 7 и регистрирующееустройство 8,Способ осуществляется следующим образом, Клиновидный образец 6 помещают25 перед зеркальной поверхностью 5 и освещают параллельным пучком монохроматического света от лазера 1 в плоскостирегистрирующего прибора 8 наблюдают триизображения входной диафрагмы, Измеря 30 ют расстояние И 1 и Й и рассчитывают показатель преломления и образца поом ле 35 40 45 50 55 Ф р уВ конкретном варианте определенияпоказателя преломления клиновидных образцов в качестве монохроматического источника света использовался лазер с А=632,8 нм,Измерение расстояний й и й прифотоэлектрической регистрации осуществлялось с точностью до 0,005 мм,В результате расчетов получены результаты п 1 = 1,46940 и п 2 = 1,51468, что соответствует стеклам ЛК 6 и К 8 с точностью доединицы пятого знака после запятой. Повышение точности достигается за счет увеличения расстояния Й 1 по отношению к 11почти в 3 раза при равенстве расстояниййи 12.Формула и зо бр ете н ияСпособ определения показателя преломления клиновидных образцов, включающий освещение образцамонохроматическим светом через диафрагму, получение первого иэображения этойдиафрагмы, сформированного излучением,прошедшим через образец, отраженным отзеркальной поверхности и вновь прошед1770848 Составитель Ю. ГриневаРедактор Т. Иванова ТехредМ.Моргентал Корректор Л Ф дкаэ 3737 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 шим через образец, и определение искомого показателя преломления расчетным путем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, дополнительно формируют два иэображения диафрагмы, второе образованное излучением, прошедшим через образец, отраженным от зеркальной поверхности и вновь прошедшим через образец при двукратном отражении внутри клина, и третье, образованное излучением, прошедшим через образец, при двукратном отражении внутри него, отраженным от зеркальной поверхности и прошедшим вне исследуемого образца, измеряют угловые расстояния 5 между первым и вторым иэображениемй и между первым и третьим изображением Я, а показатель преломления п образца определяют иэ соотношенияйи - ц - -,