Способ определения показателяпреломления

 

ОПИСАНИЕ <18}Ш7

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.10.78 (21) 2677003/18-25 (51) Ч.Кл. G 01 N 2I/45 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Государственный комитет по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (53) УДК 535.322.4 (088.8) (45) Дата опубликования описания 10.03.8! (72) Авторы изобретения

А. М. Алтухов, А. Л. Троян и Т. И. Яцкова (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКА

ПPЕЛОМЛEHИЯ

5g и,- = I+cos а — ) no, !

20

Изобретение относится к оптико-интерференционным методам измерения показателя преломления жидких и твердых веществ.

Известен способ определения показателя преломления, основанный на пропускании светового пучка через образец и регистрации интерференционной картины (1).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения показателя преломления, основанный на пропускании светового пучка через дифракционную решетку и исследуемый образец плоскопараллельной формы и регистра ции интерференционной картины 12).

Однако способ сложен в связи с тем, что для получения результата необходимо выполнить девять операций, не считая ряда юстировочных по установлению размеров и взаимной ориентации щелей. Эти девять операций составлены четырьмя измерениями величин, соответствующих интенсивностям света в интерференционных минимумах и максимумах; двумя расчетами видностей; расчетом отношения видностей; графичес ким определением приращений показателя преломления; расчетом показателя преломления исследуемой жидкости.

Целью изобретения является упрощение способа за счет уменьшения числа операций при определении показателя преломления высокопреломляющих жидких и твердых веществ.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют величину смещения интерференционной картины вдоль оптической оси, по которой судят о значении показателя преломления.

Для проведения анализа с помощью одномерной амплитудной синусоидальной решетки показатель преломления вычисляют по формуле где а — угол наклона световых лучей первых порядков к оптической оси; б — толщина плоскопараллельного образца;

ЛŠ— смещение интерференционной картины вдоль оптической оси; и, — показатель преломления воз25 духа.

Способ состоит в следующем.

Введение жидкого или твердого исследуемого объекта плоскопараллельной формы во все световые пучки интерферирующих з0 порядков дифракционной решетки перпен811117 дикулярно ее оптической оси изменяет симметрично оптические длины пути положительных и отрицательных порядков без изменения их направления. Это приводит и смещению за объектом вдоль оптической 5 оси интерференционных картин из одних фиксированных плоскостей с координатами

Z;e другие — с координатами Z;. Смещенные в новые плоскости интерференционные картины имеют точно такой вид, как и в IO предыдущих, до установки объекта. Величина смещения Z =. Z ; — Z, интерференционных картин связана со значением измеряемого показателя преломления и, например при одномерной амплитудной синусоидальной решетке соотношением:

Оценку смещения AZ интерференционной картины целесообразно проводить по смещению одной из нлоскостей саморепродукции, где наблюдаются высококонтрастные реплики решетки . Координаты Z; плоскостей саморепродукции при отсутствии исследуемого вещества известны и определяются параметрами решетки.

Для нахождения показателя преломления плоскопараллельного слоя толщиной 6 жидкого или твердого вещества определяют по максимальному контрасту реплики решетки кординату Z ; смещенно" i-той плоскости саморепродукции, вычисляют величину смещения ЛЕ = Z ; — Z; и по соотношению (1) рассчитывают показатель преломления и,.

Таким образом, данный способ предусматривает три операции при измерении показателя преломления по сравнению с де- 40 вятью в прототипе.

Таблица и

-абличн.

BZ, мм

Вещество

1,3330

,3591

1,4010

1,3326

1,359!

1,4009

Вода

Лнетон

Трнэтнламин ц1еты сххлорнстый углерод

Кедровое масло

Бромнафталин

0,765

0,826

0,922

1,06

1,184

1,513

1,4610

1,5148

1,6578

1,4607

1,515

1,6582

1. Способ определения показателя пре45 ломления, основанный на пропускании светового пучка через дифракционную решетку и исследуемый образец плоскопараллельной формы и регистрации интерференционной картины, отличающийся тем, что, с

50 целью упрощения способа, измеряют величину смещения интерференционной картины

4Z

n,. =- 1+cos v — ) n0 (1) При необходимости определения показателя преломления твердого вещества исследуемая пластинка б некоторой толщины устанавливается вплотную к перпендикулярной оптической оси стенке пустой кюветы и производятся аналогичные три операции.

Данный способ по сравнению с известным позволяет в три раза сократить число операций при определении показателя преломления.

На чертеже показано устройство для определения показателя преломления.

Устройство содержит решетку 1, через которую проходит монохроматический параллельный пучок света 2, кювету 8, установленную между решеткой 1 и первой плоскостью саморепродукции 4, которая при заполнении кюветы жидкостью занимает положение 5, а также пластинку б.

Пример. Проверка способа проводилась с применением одномерной амплитудной синусоидальной решетки I с шагом

7,9 лин)мм. Интервал между плоскостями саморепродукции при указанном шаге составляет 52 мм, значение угла а =17 . На решетку I падает монохроматический параллельный пучок света 2. С целью получения плоскопараллельного слоя исследуемой >иидкости была стационарно установлена между решеткой и первой плоскостью саморепродукции 4 перпендикулярно оптической оси прямоугольная пустая кювета 8, имеющая внутреннее расстояние между стенками 6 = 23 мм. Это привело к смещению всех плоскостей саморепродукции в соответствии со значением показателя преломления и суммарной толщиной стенок кюветы. Первая плоскость саморепродукции 4 заняла положение плоскости 5. При определении показателя преломления залитой в кювету жидкости в расчет принималось смещение AZ первой плоскости саморепродукции. Величины cos сс и и, приняты равными единице. Для удобства отсчета смещения AZ, вызванного жидкостью, положение первой плоскости саморепродукции

5 при пустой кювете принято за начало отсчета, Zl —— О. Результаты определения показателя преломления некоторых жидкостей данным способом приведены в таблице.

Формула изобретения

811117

ЬЯ и„= 1+cos а — no г

СССР

СССР

1

z!

/!

Составитель Н. Гусева

Техред О. Павлова

Редактор О. Филиппова

Корректор С. Файн

Заказ 221/224 Изд.. № 215 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» вдоль оптической оси, по которой судят о значении показателя преломления.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью проведения анализа с помощью одномерной амплитудной синусоидальной решетки, показатель преломления вычисляют по формуле где к — угол наклона световых лучей первых порядков к оптической оси;

6 — толщина плоскопараллель ного образца;

ЛЛ вЂ” смещение интерференционной картины вдоль оптической оси; по — показатель преломления воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 510684, кл. G 02 В 27/38, 1974.

2. Авторское свидетельство № 525011, кл. G 01 N 21/46, 1974.