Эталоны длин волн

Длина волны этого излучения в вакууме Я,вак = 6057,8021 10" м. Для так называемого стандартного воздуха (давление 760 мм рт.,ст., температура IS" С, содержание Oj 0,03%) длина волны этой линии возд= 6056,12525 10" м. Строго определены условия возбуждения эталонного излучения, при которых должен находиться источник света газоразрядная лампа с горячим катодом, наполненная изотопом криптона Кг (чистотой более 99%) и охлаждаемая до температуры 63 К (тройная точка азота). Оговорены диаметр разрядной трубки, плотность разрядного тока и т. п. Практика показала, что относительная точность воспроизведения эталонной длины волны составляет 1 10" . [c.144]

Монохроматичность излучения некоторых газовых лазеров составляет (в относительной мере) 10" и даже 10" , что существенно лучше монохроматичности эталонного излучения (приблизительно 10" ). Однако воспроизводимость длины волны излучения этих лазеров (т. е. степень совпадения длин волн у лазеров, построенных в различных лабораториях) в настоящее время, по-видимому, не превосходит воспроизводимости эталонной длины волны. Можно думать, что усовершенствование лазерной техники и углубленное [c.144]

Не только сложное строение линий приводит к изменению эффективной длины волны, но и асимметричное расширение контура линии и смещение максимума ведут к появлению ошибок в шкале длин волн . В этом случае ошибки носят не периодический, а прогрессивный характер, и поправку определить значительно труднее. Нужно подчеркнуть, что как периодические, так и прогрессивные ошибки шкалы длин волн весьма и весьма малы, но когда вопрос стоит о поднятии точности воспроизведения метра на целый порядок — с 1 10 до 1 10 , то эталонная длина волны должна воспроизводиться с точностью 1-1-5 и [c.43]

ТРЕБОВАНИЯ К ЭТАЛОННЫМ ДЛИНАМ ВОЛН [c.43]

Источник света с Кг можно охлаждать до температуры тройной точки азота и даже ниже. При таких условиях ширина линий Кг оказалась значительно меньше, чем линий Hg и d, хотя они и тяжелее Кг. Ртуть хорошо светится лишь при 10- -15° С при более низкой температуре спектр ртути теряет свою яркость и свечение прекращается, упругость паров перестает быть достаточной для возбуждения спектра. Кадмий светится при еш е более высокой температуре. Для кадмиевых источников света упругость d достаточна для возбуждения спектра лишь при 270—290° С. По теоретическим подсчетам наименьшей шириной линий обладает Кг наибольшей — d. Однако ширина линий связана и с методом возбуждения спектра. Наблюдение свечения при низких температурах — это только один из методов уменьшения влияния допплеровского уширения. Для тех веществ, у которых упругость пара чрезвычайно мала при низких температурах, есть и другие методы. При описании конструкций источников света этот вопрос будет подробно освещен. Здесь же можно сделать заключение, что ширина спектральной линии не является решающим фактором при выборе ее в качестве первичной эталонной длины волны. Гораздо важнее вопрос симметрии, а также значение расхождения между теоретически вычисленной для данных условий и экспериментально полученной шириной спектральных линий. [c.47]

Aq—порядок для нормального падения лучей в эталонной длине волны [c.52]

Эти равенства возможны только в том случае, если правильно выбрано целое число N-, порядка интерференции в эталонной длине волны ко и правильно вычислены порядки k . [c.52]

Для более наглядного пояснения этого метода рассмотрим пример уточнения значений длин волн четырех линий изотопа d"" при сравнении с эталонной длиной волны оранжевого излучения Кг8 . [c.52]

Во ВНИИМ создана установка для измерения длин волн и полуширины спектральных линий — на рис. 29 изображена ее схема. Свет от лампы 4, излучающей эталонную длину волны, ламп 2 и 6, излучающих исследуемые длины волн, с помощью системы призм 5 направляется на щель коллиматора 22, а затем на эталон Фабри и Перо 20, помещенный в вакуумную камеру 21, и далее через призмы спектрографа 19 в регистрационное устройство 17 и 16. При измерениях длин волн и щирины линий в воздухе ДЛЯ регистрации интерференционной картины служит фотоэлектрическое регистрирующее устройство (12, 14, 15, 16, 18). При измерениях в вакууме фотоумножитель 16 заменяют фотокамерой и для регистрации используют фотографический способ. Система 13 служит для измерения температуры эталона, система 9 — для измерения температуры стенок капилляра эталонной лампы, насос 11 и вакуумметр 10 — для создания и измерения вакуума в камере эталона. /, 5 и 7 — это агрегаты питания лампы 8 — система охлаждения лампы. [c.54]

Для того чтобы воспроизвести метр через эталонную длину волны, а также передать его значение, прежде всего нужны специальные источники монохроматического света, излучающие световые волны. Описание монохроматических источников правильнее начать с самых простых, применяемых главным образом для практических измерений мер длины, затем перейти к более сложным, применяемым для воспроизведения первичной эталонной длины световой волны и вторичных эталонных длин волн, а затем уже упомянуть о конструкции специальных источников света, испускающих суженные спектральные линии и служащих для расширения пределов измерения мер длины точными интерференционными методами. [c.55]

Во ВНИИМ лампы с полым катодом использовались при исследованиях излучения изотопов свинца. Свинец 206 имеется в больших количествах в естественном состоянии, исследование его излучения представляло интерес с точки зрения возможностей использования длин волн в качестве вторичных эталонных длин волн. На рис. 34 представлен схематический чертеж этой лампы. Алюминиевый катод 1 на шлифе притерт к стальному корпусу 3 [c.61]

Ширину спектральных линий можно уменьшить не только охлаждением, но и созданием в светящемся пространстве некоторого преимущественного направления движения излучающих атомов или ионов. Одной из таких форм светящегося пространства может служить полость, заключенная между двумя внешними поверхностями гиперболических цилиндров. Лампа с внешними электродами и подобной формой светящегося пространства приведена на рис. 37. Свечение происходит в баллоне 1 в пространстве между двумя полуцилиндрами. Баллон 2 служит для расширения объема лампы, заполненного газом, с целью увеличения срока ее службы. В направлении, перпендикулярном узкому зазору, в котором происходит свечение, приложены внешние электроды <3, выполненные в виде пластинок из алюминиевой фольги, наклеенной вдоль всей длины капилляра. Свечение наблюдается вдоль капилляра, перпендикулярно направлению поля. Консультативный комитет по определению метра рекомендовал использовать лампы с внешними электродами и Hg и лампы с внешними электродами без специального подогрева с d для воспроизведения вторичных эталонных длин волн. Так как плотность вещества в высокочастотном разряде обычно бывает очень малой, как и плотность разрядного тока, то расширение линий, вызванное всякого рода атомными 64 [c.64]

Как первичный эталон лазер может быть принят только после тщательного изучения воспроизводимости его длины волны, т. е. если точность ее окажется выше воспроизведения 1 10 . Таким образом, создание источников света с узкими спектральными линиями, их изучение и усовершенствование для воспроизведения как первичной, так и вторичных эталонных длин волн является, по существу, задачей дальнейшего усовершенствования новых эталонов единицы измерения длины. [c.70]

Вторичные эталонные длины волн должны также обладать точностью воспроизведения, близкой к точности первичной нормали. Их роль в метрологии подобна роли вторичных материальных искусственных эталонов, так как с их помощью значение длины волны оранжевой линии Кг будет передаваться непосредственно рабочим мерам — применением абсолютного интерференционного метода измерения концевых и штриховых мер. [c.70]

Дальнейшие работы по усовершенствованию источников света позволят повысить точность воспроизведения эталонных длин волн до I 10 . [c.71]

НОВОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРА И ВТОРИЧНЫЕ ЭТАЛОННЫЕ ДЛИНЫ ВОЛН [c.71]

На основании исследований, относящихся к первичной эталонной длине волны, было сформулировано новое определение единицы длины, но этого было еще недостаточно. Необходимо провести это определение в жизнь, изучить детально и разрешить задачи воспроизведения нового эталона и, главное, передачи его размера искусственным эталонам длины в виде штриховых шкал и плоскопараллельных концевых мер, в полном соответствии с утвержденными разрядами и классами этих мер. [c.73]

Этот наиболее простой и удобный метод передачи основывается обязательно на нескольких длинах волн, которые могут при измерениях рабочих мер заменить первичную эталонную длину световой волны и передать рабочим мерам ее значение. В спектроскопии такие длины волн получили название вторичных эталонных длин волн класса А. Их значения устанавливаются международным соглашением (комиссии № 14 Астрономического международного союза) на основании измерений, проведенных во многих национальных институтах путем сравнения с первичной эталонной длиной световой волны. Точно так же, как и первичная эталонная длина световой волны, играющая в настоящее время роль первичного эталона единицы длины, вторичные эталонные длины волн класса А будут играть роль вторичных эталонов единицы длины в метрологии, и в выборе их и принятии значений должны принять участие не только спектроскописты, но и метрологи. [c.73]

Поэтому Советский Союз внес на XI Генеральную конференцию предложение о выборе и утверждении значений и условий возбуждения эталонных длин волн. Предложение было принято единогласно. [c.73]

Выбор и утверждение значений вторичных эталонных длин волн необходим и потому, что в настоящее время форма хранения эталона единицы длины делается совершенно отличной от прежней. Универсальность нового определения метра заключается в том, что его воспроизведение в принципе возможно в любой лаборатории, имеющей интерференционные приборы. Однако точность этого воспроизведения, как показывает опыт, зависит от правильности соблюдения ряда условий измерения условий возбуждения источника света, юстировки прибора, соблюдения температурного режима, правильности определения и введения поправок в значение длин волн при переходе от вакуума к воздуху. Это достигается сличением интерференционных установок, предназначенных для подобных измерений. Без строгого контроля возможна потеря единства измерений длины. Именно в поддержание единства измерений и должна вылиться форма хранения нового эталона. [c.74]

На этой же сессии был подведен итог исследованиям вторичных эталонных длин волн. Были выбраны спектральные линии и приняты значения их длин волн при строго специализированных условиях возбуждения. В табл. 3 приведены эти значения и формулы соответствующих переходов для трех изотопических источников света. [c.76]

Итак, для внедрения в практику нового определения метра необходимо иметь источник монохроматического света, воспроизводящий эталонную длину волны, и интерферометр, передающий ее значение искусственной мере или эталону. [c.78]

Эталоны длин волн [c.352]

В качестве эталона длин волн пользуются и полосами Эд-сона — Батлера [72]. Если пучок белого света проходит через интерферометр Фабри — Перо с расстоянием между зеркалами L, то, после того как свет проходит через спектроскоп, разрешается набор широких интерференционных полос, отделенных друг от друга спектральным интервалом (1/2L). Шкала, образованная такими полосами, калибруется по какой-нибудь стандартной линии. [c.354]

Кадмиевый некогерентный эталон длины волны [c.376]

Систематическая ошибка измерения не может быть меньше погрешности самого эталона, даже если случайные ошибки измерения значительно меньше. Точность оптических эталонов длины волны в настоящее время не превышает 1 Ю . Поэтому и систематическое отклонение длины волны, или абсолютная стабильность, не может быть меньше 1 10 . Таким образом, даже измерения стабильности длины волны, превышающей [c.412]

Новые эталоны выбирают так, чтобы они обеспечивали по крайней мере такую же, как и старые, систематическую ошибку и значительно меньшую случайную ошибку. Поскольку было доказано, что абсолютная стабильность длины волны лазеров сравнима с абсолютной стабильностью эталонов длины волны, относительная стабильность лазеров (которая, как уже было показано, превышает точность таких эталонов в отношении случайных колебаний) может стать очень важным критерием их качества. [c.412]

Эту ошибку можно уменьшить приблизительно в 2 раза, повысив в 4 раза точность обработки интерферограмм (а также сильно уменьшив интервал сканирования). В конечном счете полная ошибка определяется точностью суш,ествуюш,его эталона длины волны. Наибольшие измеримые флуктуации частоты лазера точно равны половине области дисперсии эталона Фабри — Перо [c.447]

Первичный Эталон длин волн в вакууме и воздухе равен соответственно вак = 605,780211 нм, возд == = 605, 612525 нм. [c.661]

Развитие интерференционных методов измерения, позволивших выразить метр в длинах световых волн, а также широкое распространение технических измерений длин с помощью плоско-параллельных концевых мер (см. ниже) привели (1927 г.) к выбору в качестве естественного эталона длины волны красной линии кадмия (Х ). По ОСТ 7762 длина волны X = 0,64385033 мк . [c.52]

Стремление определить исходный эталон длины с очень большой точностью, на первый взгляд, представляется неоправданным. Для того чтобы оценить необходимость таких измерений, ернемся к рассмотрению упоминавшейся выше задачи о прецизионном определении важнейшей константы — скорости света ii вакууме (см. 1.4). Напоминаем, что в этих опытах одновременно измеря.тись длина волны и частота стабилизированного инфракрасного лазера и было показано, что погрешность определения с == ). оказывается непосредственно связанной с точ- юстью первичного эталона длины. Действительно, длину волны стабилизированного неон-гелиевого лазера можно интерферо-метрически измерить с очень малой погрешностью ( 10 А). Для у становления абсолютного значения /. необходимо сравнение ее с первичньгм эталоном (длина волны спектральной линии /-вак " [c.249]

Работы Майкельсона, Фабри, Перо, Бенуа и других ученых, посвященные изучению спектров различных элементов и послужившие началом развития новой отрасли науки — спектроскопии, позволили установить и принять в 1905 г. на Международном конгрессе по изучению Солнца, что длины световых волн следует определять путем сравнения их с одной длиной волны, принятой за эталонную и сравненную предварительно с длиной прототипа метра. Эталонная длина волны получила название новой единицы — ангстрема. Конгресс по изучению Солнца принял в качестве эталонной длину волны красной линии кадмия, сравненную Майкельсоном с прототипом метра. После повторного, уточненного, сравнения, проведенного в 1905—1906 гг. Бенуа, Фабри и Перо, ангстрем был определен как - - длин волн красной линии кадмия, где знамена- [c.7]

При проведении этих сравнений необходимо было установить формулу для перехода от значения длины волны в воздухе к ее значению в вакууме, поскольку первая сессия Консультативного комитета предложила принять новую эталонную длину волны в вакууме, значение же старой точно известно в стандартном воздухе (при давлении 760 мм рт. ст., 15° С и содержании СО2 не более 0,03%). Для перехода от значения длины волны в вакууме к значению длины волны в воздухе необходимо знать показатель преломления Яаозд который связан определенной зависимостью с длиной волны. Эта зависимость называется дисперсией воздуха. Экспериментально получен ряд формул, связывающих показатель преломления с длиной волны, причем различные формулы дают волновые числа для разных областей спектра, с различной точностью удовлетворяющие принципу Ридберга — Ритца. Вот почему на первой же сессии Консультативного комитета был поставлен вопрос об узаконении определенной дисперсионной формулы, наилучшим образом удовлетворяющей принципу Ридберга — Ритца по всему спектру — от близкой инфракрасной до ультрафиолетовой области. Такой оказалась дисперсионная формула, предложенная Эдленом (Швеция), в соответствии с которой [c.49]

Первая инструкция о введении в практику нового определения метра касалась условий возбуждения линии, определяемой термами 2рю и 5ds атома Кг , при которых можно считать эти уровни не возмущенными с точностью до 1 10" и значение длины волны с этой же точностью, но приведенной к атомной постоянной. Эта рекомендация Международного комитета мер и весов требует, чтобы в источнике света для первичной эталонной длины волны был использован газовый разряд при горячем катоде в Кг чистотой не ниже 99% и в количестве, достаточном для обнаружения его в твердой фазе при температуре 63—64°К. Разряд должен происходить в капилляре, внутренний диаметр которого 2-f-4 мм и толщина стенок 1 мм. Наблюдать излучение следует вдоль капилляра в направлении от катода к аноду (анод должен быть расположен вблизи от наблюдателя). Капилляр должен быть погружен в охлаждающую ванну, в которой температура поддерживается с точностью до 0,5°К равной температуре тройной точки азота 63°К, при которой азот существует одновременно в трех агрегатных состояниях. Плотность тока, проходящего через разряд, должна быть близкой 0,3 0,1 aj M . [c.74]

В период между XI Генеральной конференцией и П1 сессией Консультативного комитета по определению метра в Международном бюро мер и весов и в национальных лабораториях были повторены работы по изучению контура оранжевой линии Кг и изучены смещения длин волн в зависимости от направления наблюдения свечения в капиллярах лампы. Было установлено, что с погрешностью 1 10 , в относительной мере, длина волны линии, определяемой термами 2рю и 5ds, воспроизводилась в соответствии с требованиями, предъявляемыми к первичной эталонной длине волны при условии возбуждения спектра Кг в соответствии со специфи- [c.75]

Результаты, полученные при измерениях на дифракционных спектрографах, обрабатывают другими методами. В Аргоннской лаборатории была создана установка Пашена с конфигурацией, столь близкой к круговой, что можно было измерить длины волн вполне с удовлетворительной точностью (0,001 см ), пользуясь формулой решетки тА. = d(sin 0 — sin 0 ). Лишь немногие решеточные системы подобного типа обеспечивают такую точность, так что прибор приходится калибровать по эталонам длин волн. Поскольку дисперсия нелинейна, необходимо вычислить поправочную кривую (обычно пользуются методом наименьших квад-эатов и полиномиальной аппроксимацией). При выборе эталонов необходима некоторая осторожность, так как не всегда можно сравнить линии в различных порядках (особенно для старых решеток — из-за ошибки, обусловленной затуплением резца). Поскольку более новые плоские решетки допускают такое сравнение, при выборе эталона длины волны допустима большая свобода. Почти то же самое относится к эшелле. [c.355]

Большая постоянная времени наилучших в наши дни фотоэлектрических приемников 2) при отсутствии в настоящее время лазерных переходов, достаточно близких к первичным или вто-зичным эталонам длины волны, не позволяет непосредственно сравнивать частоты. Пока существует такое положение, возможны лишь относительные измерения частотной стабильности лазе-зов. Методом фотоэлектрического смешения сигналов можно измерить стабильность частоты одного лазера относительно другого, но при таких измерениях нельзя обнаружить общий дрейф [c.411]

Точность существующих в настоящее время эталонов длины волны, по крайней мере частично, ограничивается разрешающей способностью оптических приборов, при помощи которых определяются номинальные значения этих эталонов. Поэтому высокое разрешение метода фотосмешения сигналов играет важную роль при выборе еще лучших эталонов, которыми будут, вероятно, газовые лазеры. [c.439]

Т. е. приблизительно в 30 раз меньше теоретического верхнего предела (8.108). Очевидно, что основная причина нестабильности длины волны лазера — колебания температуры окружающей среды. В лабораторных условиях это приводит к нестабильностям длины волны порядка при временах усреднения порядка минут. Предусмотрев теплоизоляцию, можно легко уменьшить колебания температуры до 0,01 град1минЛоглг. мы получим нестабильность длины волны, равную 10" , т. е. выше предельной точности измерительной аппаратуры. С одночастотными лазерами без автоматических регуляторов длины резонатора достигнута точность, равная точности суш.ествуюш,их эталонов длины волны [59 [c.449]

В первой части поверочной схемы показана передача размера метра вторичным эталонам — платино-иридиевым метрам и интерференционным установкам для абсолютных измерений длины в длинах волн вторичных эталонных излучений криптона-86, ртути-198, кадмия-114 и стабилизированных гелий-неоновых лазеров, по своему метрологическому назначению играющим роль эталонов-копий, а также эталонным штриховым мерам, применяемым пр ( периодическом контроле правильности абсолютных измерений длины иа нтер-фереиционных установках метрологических институтов с использованием вторичных эталонных длин волн. [c.68]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...