Интерференционные методы измерения показателя преломления

В последнее время в аналитической практике, основанной на рефрактометрии, начали использовать фотоэлектрические методы регистрации в сочетании как с угловыми, так и с интерференционными методами измерения показателей преломления. [c.691]

Все интерференционные методы измерения показателя преломления можно разделить на две группы абсолютные и относительные. К абсолютным относятся методы измерения относительно вакуума или воздуха к относительным — методы измерения разности показателя преломления между исследуемым и стандартным образцами. [c.217]

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ [c.167]

Описанные ранее методы измерения показателей преломления и дисперсии используются при излучении прозрачных и слабо поглощающих веществ. По мере возрастания поглощательной способности вещества их исследование становится затруднительным и даже совершенно невоз.можным. В случае, напрпмер, угловых методов имеет место настолько сильное ослабление интенсивности светового пучка, что исчезает граница светотени. В интерференционных методах сильное поглощение приводит к значительному ослаблению интенсивности одного из интерферирующих пучков, в результате чего уменьшается контраст интерференционной картины или она даже совсем не наблюдается. Кроме того, указанные методы удобно использовать при исследованиях в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, где можно применять визуальные наблюдения и фотографические методы регистрации. При исследованиях в инфракрасной области эта проблема существенно усложняется. [c.486]

Погрешность Ала оценки показателя преломления на рефрактометре = Разность между расчетными и измеренными значениями показателя преломления на длине метр дает погрешность интерференционного метода измерения длины до 0,4 мкм. Допускаемые погрешности оценки показателя преломления воздуха для прецизионных измерений длины приведены в ГОСТ 8.050—73. [c.89]

В интерферометре Рэлея, предназначенном для измерения показателей преломления газов и жидкостей, использован, как и в опыте Юнга, метод деления волнового фронта. Источник в виде узкой щели 5 расположен в фокальной плоскости линзы (рис. 5.23). Выходящий из нее параллельный пучок идет через диафрагму с двумя щелями 51 и 5г, параллельными щели 5. Пучки света от 51 и 5г проходят через кюветы /С1 и /Сг и образуют интерференционные полосы в фокальной плоскости линзы 2. Введение кювет, содержащих исследуемые газы или жидкости, требует значительного рассто яния между 5, и 5а, вследствие чего интерференционные полосы располагаются тесно и для их наблюдения требуется большое увеличение. Для этой цели удобен цилиндрический окуляр в виде тонкой стеклянной палочки, ось которой параллельна полосам. Кюветы занимают только верхнюю половину пространства между линзами 1 и 2, а внизу свет идет вне кювет. Благодаря этому возникает вторая система интерференционных полос с таким же расстоянием между полосами, которая может служить шкалой для отсчета. Верхняя система полос сдвинута относительно нижней, так как при прохождении света через кюветы появляется добавочная разность хода Д=(п2— 1)/, где П и 2 — коэффициенты преломления веществ, заполняющих кюветы. По этому смещению определяют 2— 1- В один из пучков ставится компенсатор, с помощью которого можно добиваться, чтобы плавно изменялась оптическая разность хода, противоположная по знаку той, которая обусловлена прохождением света через кюветы. [c.248]

Это значит, что произойдет смещение всей интерференционной картины на Л/ = (п — 1) и Ах полос в ту сторону, с какой была введена пластинка Р. На этом основаны интерференционные методы измерения малых изменений показателя преломления, обладающие высокой чувствительностью. Для таких измерений надо пользоваться белым светом (см. 30). В монохроматическом свете все волосы одинаковы, и их смещение трудно измерить — для этого толщину пластинки I надо было бы увеличивать непрерывно от нуля до окончательной величины. [c.195]

Попробуем провести простую оценку чувствительности метода. Если на пути одного луча вставить в кювету длиной 1, наполненную газом с показателем преломления ni, а на пути другого — эквивалентную кювету, наполненную другим веществом с показателем преломления П2, то появится дополнительная разность хода д = Zi n,i — П2) Следовательно, произойдет сдвиг интерференционных полос. Охарактеризуем этот сдвиг дробью т, показывающей, на какую часть одного порядка интерференции сместились интерференционные полосы. Тогда Д = т Х. Измеряя сдвиг т, определим Д . Например, полосы сдвинулись на 0,1 порядка интерференции, т.е. т = 0,1. Теперь оценим Ап = Д /Zi. Обычно одна из кювет служит контрольной (проводятся относительные измерения). Для простоты будем считать 2=1 (вакуум) и определим Ап из соотношения Д = i(ni — 1) = 1 Ап. При = 10 см т = 0,1 X = 5 10" см получим Ап = т к11 = 5 10 , т.е. можно измерить изменение показателя преломления в шестом знаке после запятой. [c.223]

Оптические методы. Эти методы рекомендуется применять для измерения тонкослойных пленок (до 40 мкм), обладающих хорошими оптическими свойствами и нанесенных на тщательно подготовленную поверхность изделия. При этом определение толщины пленок во многом зависит от точности установления показателя преломления света прозрачными средами. К этим методам относятся поляризационный, определение толщины по цвету окраски и интерференционный. [c.116]

Интерференционный метод. Этот метод основан на зависимости между показателем преломления и плотностью среды. Определение поля плотностей в данном случае сводится к измерению разности хода световых лучей, так как чем больше коэффициент преломления среды, тем медленнее распространяется в ней свет. В интерферометре коэффициент преломления измеряют, сравнивая время подхода к экрану определенной фазы световой волны с временем подхода соответствующей фазы другой световой волны, не проходящей через изучаемое поле потока [63, 64, 66, 74]. Неравномерное распределение плотности в исследуемой неоднородности вызывает смещение интерферометрических полос, по величине которого можно определить характеристики изучаемого процесса. [c.276]

Использование многолучевой интерферометрии для исследования микрорельефа поверхности (98, 195], осуществляемого по измерению воспроизведенного изображения объекта, очень важно в научном и Практическом отношении. Высокая чувствительность многолучевых интерференционных микроскопов позволяет исследовать объекты, обладающие неровностями рельефа поверхности, соизмеримыми с величиной межатомных расстояний в кристаллической решетке в твердом теле. Наиболее распространенными областями применения многолучевого метода интерференционной микроскопии являются Определение малых флуктуаций показателя преломления, изучение колебаний пьезокристаллов и т. д. [28, 98, 134, 193). [c.7]

Наиболее распространены интерференционные методы, основанные на измерении разности температур между двумя точками поля, при этом необходимо знать показатель преломления п йли плотность р исследуемой среды [161 . [c.203]

Оптическая интерферометрия является одним из самых эффективных и широко применяемых методов. Это объясняется тем, что интерференционные методы обладают высокой точностью, возможностью количественной обработки результатов измерений, а также достаточной универсальностью, позволяющей определять такие параметры как толщИну пленки, коэффициент отражения и преломления, фазовый сдвиг, дисперсию показателя преломления и фазового сдвига и т. д. [87, 120, 157 J. [c.230]

Количественные измерения дисперсии для проверки теории лучше производить на разреженных газах и парах металлов, так как тогда имеется возможность работать как можно ближе к центру линии поглощения. При малой плотности паров изменения показателя преломления малы, и для их измерения наилучшим является интерференционный метод крюков , предложенный Д. С. Рождественским (см. 5.6). [c.92]

Вблизи полосы поглощения наблюдаем значительное уменьшение показателя преломления при подходе к ней со стороны коротких волн и, наоборот, резкое увеличение показателя преломления при подходе к линии поглощения со стороны длинных волн. Эта область дисперсии является наиболее трудной для экспериментальных исследований из-за слишком большого градиента кривой п = /(Я). Для экспериментальных количественных измерений дисперсии вблизи линий поглощения обычно используют интерференционные методы, позволяющие, [c.230]

Как видно из (20.11), нулевая полоса будет как бы повторять ход показателя преломления вещества кюветы. На рис. 20.3, б показан вид интерференционной картины в поле зрения спектрографа в случае присутствия паров исследуемого вещества. Однако прямые измерения ординат этих кривых (особенно около полосы поглощения) по интерференционной картине затруднительны. Преимущество метода крюков (метода Рождественского) заключается в преодолении этого затруднения и в возможности точно измерить координату заданной точки. [c.156]

Небольшое изменение метода позволило Рождественскому значительно повысить точность измерений в окрестности полосы поглощения. Измененный метод получил название метода крюков. Допустим, что в одно из плеч интерферометра введено исследуемое вещество (газ или пар), а в другое — стеклянная пластинка толщины с показателем преломления Пластинка вноси г между интерферирующими пучками разность хода (п ,— 1)1 , смещая интерференционную картину вверх или вниз на расстояние (п — 1) . а. Теперь ордината к-й полосы будет определяться выражением [c.535]

Интерференционный метод измерения показателей преломления основан на том, что в одну из ветвей интерферометра, настроенного на нулевую разность хода, вводят исследуемый объект. При освеще- [c.167]

Довольно широкое распространение получили простые методы измерения показателей преломления и дисперсии твердых и Лчидких веществ, основанные на использовании дифракционного явления Френеля на границе раздела двух прозрачных сред. Пусть прозрачная нлоскопараллельная пластинка толщиной с1 для длины волны К имеет показатель преломления и помещается в жидкость с показателем преломления [1. Если на пластинку падает параллельный пучок света (рис. 358), то часть его пройдет через пластинку, а часть мимо нее. Вдоль геометрической тени пластинки эти пучкн будут интерферировать. Интерференционное условие можно выразить в виде соотношения ( х—[х )(/=/1 . [c.476]

Измерение показателя преломления — это особая область метрологии, названная рефрактометрией. Проведенная оценка показывает, что интерференционный метод обеспечивает весьма высокую чувствительность относительных рефрактометрических измерений. Это позволяет использовать такой метод для решения разнообразных задач. Вместе с тем ясно, что реализов 1ть столь высокую чувствительность совсем не просто и, чтобы добиться высокой стабильности интерферометрических измерений, необходимы чрезвычайная аккуратность и тщательность в подготовке эксперимента. [c.223]

Нарисуйте схему интерферометра Жамена и охарактеризуйте возможности интерференционного метода для измерения показателя преломления вещества. [c.457]

Дальнейшее развитие получает интерференционный микрометод. Компактность интерферометра, относительная простота его изготовления, достаточно высокая точность измерения показателя преломления в области взаиморастворения компонентов позволяет надеяться, что этот метод найдет широкое распространение в практике диффузионных исследований [66]. [c.44]

Пример 10. При измерении иммерсионно-репликовым методом глубины Н канавки по реплике сделаны отсчеты по барабану jtj = 542 и = 662, а при измерении ширины интерференционной полосы — отсчеты = 542 и Жд = 635 (в делениях круговой шкалы барабана MOB). При измерениях применяли кинопленку с показателем преломления Пр = 1,486 и иммерсионную жидкость — масло с показателем преломления = 1,450. [c.96]

Применение метода двухкамерной кюветы в рефрактометрии трехкомпонентных систем не требует измерения плотности и абсолютных значений показателей преломления, а сводит всю задачу к простому счету числа интерференционных полос, уклады-ваюш,нхся в избранном спектральном участке и определяюш,ихся разностью дисперсий исследуемо и эталонной жидкостей. [c.686]

Описанный метол измерения п(к), предложенный Пуччианти в 1901 г., нагляден, но мало пригоден для количественного исследования дисперсии, так как изменение положения точек на круто изменяющей свое направление кривой сопряжено с большими погрешностями. Рождественский разработал новый метод исследования дисперсии вблизи линии поглощения (метод крюков ), позволяющий проводить измерения с большой точностью. В одно из плеч интерферометра вводится тонкая плоскопараллельная стеклянная пластинка определенной толщины Это ведет к большой добавочной разности хода (п —1)Г. где п — показатель преломления пластинки. Пока в кювете, расположенной в другом плече, исследуемого вещества нет, будут наблюдаться наклонные интерференционные полосы высоких порядков тЗ>1 (рис. 5.26, в). При одновременном действии исследуемого вещества (паров металла) и стеклянной пластинки вызываемые ими противоположные смещения полос суммируются для каждого значения к. Вдали от линии поглощения показатель преломления п разреженных паров близок к единице, поэтому наклон полос обусловлен только стеклянной пластинкой. Вблизи линии поглощения показатель преломления паров изменяется очень сильно и найдется такая длина волны, для которой действия паров и пластинки будут точно скомпенсированы, так что наклон интерференционной кривой пройдет через нуль. В результате полосы вблизи линии поглощения своеобразно изгибаются, образуя крюки, положения вершин которых на шкале длин волн можно точно измерить (рис. 5.26, г). [c.251]

Предположим теперь, что коэффициент преломления образца нам известен для одной из длин волн %Q. Он может быть измерен одним из абсолютных методов, описанных выше. Тогда для Хо порядок интерференции рассчитывается, например, из формулы (3.8.14), т. е. ko = 2tnoOo, так как 2t также известно. Для других длин волн порядки интерференции k определяются подсчетом интерференционных полос в спектре с учетом того, что величина k в области прозрачности исследуемого вещества увеличивается при уменьшении длины волны. Затем по известным порядкам интерференции рассчитываются показатели преломления для всех интересующих длин волн по формуле [c.224]

Проведение количественных измерений с помош,ью интерферометрических методов облегчается, если исследуемая плазма симметрична в одном или двух направлениях. При измерениях аксиальносимметричной плазмы, когда световой пучок проходит через плазму вдоль оси, интерпретация смещений интерференционных полос достаточно проста. В этом случае свойства плазмы меняются только в одном радиальном направлении. Пучок света, просвечивающий плазму вдоль оси, проходит области достаточно однородные по показателю преломления. Поэтому полученное значение показателя преломления оказывается усредненным лишь по малым флуктуациям и соответствует значению рефракции плазмы на каком-либо определенном расстоянии от оси. [c.181]

Определение положения оптических осей и главных показателей преломления кристаллической среды. Так как изохроматы образуют замкнутые кривые, охватывающие оптическую ось (или оси), 10 1 аблюдение интерференционных картин сразу же позволяет установить число осей кристалла и определить их положение. Интерференционные картины можпо наблюдать в микроскоп, снабженный двумя призмами Николя (так называемый поляризационный микроскоп), либо удаляя окуляр и фокусируя глаз на заднюю фокальную плоскость объектива (что воспроизводит условия рис. 14.21), либо помещая дополнительную линзу так, чтобы заднюю фокальную плоскость объектива можно было наблюдать через окуляр. При втором методе получается уве.чи-ченное изображение интерференционной картины и можно проводить измерения, используя калиброванную 1икалу окуляра. Таким образом, можно измерять угол между оптическими осями двухосного кристалла (естествеппо, необходимо учитывать, что при выходе из кристалла свет преломляется). Указанные способы пригодны для определения положения оптических осей и измерения их наклона даже при наличии очень небольших кусочков кристалла, попадающихся в тонких слоях минералов. [c.647]

В [77] предложен алгоритм вычисления распределения показателя преломления по измерениям производной от оптической длины пути. Для измерения углов отклонения света, пропорциональных производной функции ф, используется оптическая схема регистрации интерферограмм углового сдвига в каладом из трех каналов зондирования [78]. Метод основан на записи двух спекл-фотографий диффузора на одну фотопластинку, причем во время одной из экспозиций между диффузором и объективом присутствует объект. Вследствие рефракции излучения на объекте спекл-структура смещается относительно своего первоначального (без объекта) состояния. Величина смещения спекл-структуры в каждой точке изображения определяется углом рефракции луча, приходящего в эту точку Поэтому при освещении фотопластинки узким пучком света период возникавших интерференционных полос зависит от угла рефракции, который в свою очередь связан с производной от фазового сдвига вдоль направления, перпендикулярного к полосам. В работе приведен результат восстановления распределения показателя преломления внутри пламени спиртовки по описанным выше проекционным данным. [c.82]

Наиболее интересным методом неразрушающего контроля полимерных материалов с помощью микрорадиоволн является фазовый, или интерференционный, метод. Основой интерференционного метода является СВЧ-интерферометр, принцип действия которого не отличается от оптического и заключается в измерении и сравнении фазы волны, прошедшей через образец или отраженной от него, с фазой волны, распространяющейся в свободном пространстве или в опорном плече интерферометра. Измеренный фазовый сдвиг позволяет определять показатель преломления и тангенс угла, диэлектрических потерь в полимерных материалах и в некотором диапазоне проводить измерение толщины. Показатель преломления и тангенс угла диэлектрических потерь связаны с технологическими параметрами и структурой исследуемых материалов. [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...