SU1582091A1 - Interference method of determination of refraction index - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электронно-оптическому приборостроению и может быть использовано в различных област х физико-химических исследований, в частности дл  определени  показател  преломлени . Целью изобретени   вл етс  расширение класса исследуемых веществ на твердые среды. Дл  этого созданы две взаимосв занные интерференционные картины лучей, прошедших соответственно через кювету с исследуемой средой и референтную среду, а также только через референтную среду. Затем измен ют оптическую разность кода в каждой паре интерферирующих лучей путем перемещени  кюветы или твердого образца, выполненных клиновидными и с отражающим покрытием на одной из противолежащих граней. При этом кювету или твердый образец перемещают параллельно грани без отражающего покрыти  таким образом, чтобы грань с отражающим покрытием была перпендикул рна преломленному лучу, участвующему в образовании одной из иртерференционных картин, а также перпендикул рна отраженному его лучу, участвующему в образовании другой интерференционной картины. О показателе преломлени  исследуемой среды суд т по отношению изменений числа полос в интерференционных картинах в результате изменени  оптической разности кода. 1 ил.The invention relates to electron-optical instrument making and can be used in various fields of physicochemical studies, in particular to determine the refractive index. The aim of the invention is to extend the class of substances under investigation to solid media. For this, two interconnected interference patterns of the rays passed respectively through the cell with the test medium and the reference medium, and also only through the reference medium, were created. The optical difference of the code in each pair of interfering beams is then changed by moving a cuvette or a solid sample, made wedge-shaped and with a reflective coating on one of the opposite faces. In this case, the cuvette or solid sample is moved parallel to the face without a reflective coating so that the face with the reflective coating is perpendicular to the refracted beam, which is involved in the formation of one of the interference patterns, and also perpendicular to its reflected beam, which is involved in the formation of another interference pattern. The refractive index of the test medium is judged by the ratio of changes in the number of bands in the interference patterns as a result of a change in the optical code difference. 1 il.

Description

новлено зеркало 4, а в другом - последовательно размещенные кювета,5 с исследуемым веществом, установленна  с возможностью перемещени , и второе зеркало 6, размещенные на втором ос- нозании второе регистрирующее устройство 7,. оптически св занное с расположенными последовательно чторым источником 8 излучени , вторым све- тоделителем 9 и образованными за ним двум  каналами, ь одном из которых перпендикул рно оптической оси установлено третье зеркало 10.При этом кювета выполнена клиновидной формы, второе зеркало 6 совмещено с второй по ходу луч  поверхностью кюветы, установленной перпендикул рно направлению хода луча}и одновременно размещено во втором канале, образованном вторым светоделителем 9, второе 6 и третье 10 зеркала взаимно перпендикул рны , а первое и второе основани  установлены с возможностью вращени  вокруг осей, перпендикул рных плоскост м оснований.A new mirror 4 was added, and in the other - sequentially placed cuvettes, 5 with the test substance, mounted for movement, and the second mirror 6, placed on the second base, the second recording device 7 ,. optically coupled with successively second radiation source 8, a second light divider 9 and two channels formed behind it, one of which has a third mirror 10 perpendicular to the optical axis and a wedge-shaped second mirror 6 combined with a second mirror the beam path, the surface of the cell, installed perpendicular to the direction of the beam} and simultaneously located in the second channel formed by the second beam splitter 9, the second 6 and the third 10 mirrors are mutually perpendicular, and the first and Thoroe base rotatably about axes perpendicular to the planes of the bases.

Способ осуществл ют следующим образом . The method is carried out as follows.

Монохроматическое излучение от источника 2 раздел ют на два колли- мированных пучка с помощью светоделител  3 и один из пучков лучей направл ют на исследуемое вещество клиновидной формы. Поворачива  первое основание устройства, добиваютс  автоколлимации падающих лучей на первую грань клина, при этом преломленные в исследуемом веществе лучи претерпевают нормальное отражение от второй грани клинз и возвращаютс  по своему первоначальному направлению . Затем наблюдают первую интерференционную картину после сведени  2-х пучков лучей. Монохроматическое излучение от источника 8 раздел ют на два коллимированных пучка с помощью светоделител  9 и один из пучков лучей напр авл ют на зеркало 6, совмещенное с второй поверхностью клина 5. Поворачива  второе основание , добиваютс  нормального падени  лучей на зеркальную поверхность кюветы , т.е. автоколлимационного хода лучей в воздухе, и наблюдают вторую интерференционную картину. Затем перемещают клиновидную кювету 5 при сохранении услови  автоколлимационно хода лучей, измен   тем самым геометрическую длину пути луча в исследуеMonochromatic radiation from source 2 is divided into two collimated beams with the help of a beam splitter 3 and one of the beam of beams is directed onto a wedge-shaped test substance. Turning the first base of the device, achieve autocollimation of the incident rays on the first face of the wedge, while the rays refracted in the substance undergo normal reflection from the second face of the wedge and return in their original direction. Then the first interference pattern is observed after the reduction of 2 beams of rays. The monochromatic radiation from the source 8 is divided into two collimated beams using a beam splitter 9 and one of the beam of rays is directed onto a mirror 6 aligned with the second surface of the wedge 5. By turning the second base, a normal incidence of the rays on the cuvette mirror surface, i.e. . the autocollimation path of the rays in the air, and observe the second interference pattern. Then the wedge-shaped cuvette 5 is moved while maintaining the condition of autocollimation of the course of the rays, thereby changing the geometric length of the beam path in the study

. n 5  . n 5

5 five

5five

00

5five

00

мом веществе и в воздухе на одинаковую величину..mom substance and in the air by the same amount ..

Подсчитывают число полос в обеих переменных интерференционных картинах с помощью регистрирующих устройств 1 и 7 и рассчитывают показатель преломлени  п по формулеCount the number of bands in both variable interference patterns using recording devices 1 and 7 and calculate the refractive index n by the formula

К,TO,

где К t - изменение числа полос в первой интерференционной картине;where K t is the change in the number of bands in the first interference pattern;

К - изменение чиспа полос во второй интерференционной картине . iK - change the number of bands in the second interference pattern. i

В качестве монохрома тических ис очников излучени  использовали два лазера , а светоделители выполнены в виде двух полупрозрачных зеркал. Исследуемым веществом служил твердый прозрачный образец клиновидной формы с неизвестным углом клина. Дл  перемещени  образца на направл ющих расположена каретка, соединенна  с шаговым двигателем . В качестве регистрирующих устройств использовали два фотоприемника с подключенными к ним счетчиками.Two lasers were used as monochromatic radiation sources, and the beam splitters were made in the form of two translucent mirrors. The test substance was a solid, transparent, wedge-shaped specimen with an unknown wedge angle. To move the sample, a carriage is located on the guides, connected to a stepper motor. Two photodetectors with meters connected to them were used as recording devices.

Точность способа зависит только от точности определени  дробной доли интерференционной полосы и составл ет 1,1 -Ю-15 единиц показател  преломлени .The accuracy of the method depends only on the accuracy of determining the fractional fraction of the interference band and is between 1.1 and U-15 units of the refractive index.

Использование предлагаемого способа позвол ет расширить номенклатуру исследуемых сред за счет дополнительной возможности определени  показател  преломлени  твердых веществ. При этом достигаетс  упрощение способа за счет исключени  операции по измерению изменени  геометрической длины пути луча в исследуемой среде и одновременности подсчета полос в обеих интерференционных картинах.Using the proposed method allows to expand the range of the studied media due to the additional possibility of determining the refractive index of solids. This achieves a simplification of the method by eliminating the operation of measuring the change in the geometric path length of the beam in the medium under study and the simultaneity of counting the bands in both interference patterns.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Интерференционный способ определени  показател  преломлени , заключающийс  в создании двух взаимосв занных интерференционных картин двух пар лучей, прошедших соответственно через кювету с исследуемой средой и референтную среду, одновременном изменении оптической разности хода в каждой паре интерференционных лучей, определении отношени  изменений числаThe interference method for determining the refractive index, which consists in creating two interconnected interference patterns of two pairs of rays that passed through the cell with the test medium and the reference medium, respectively, simultaneously changing the optical path difference in each pair of interference rays, determining the ratio of changes in the number полос в интерференционных картинах в результате изменени  оптической разности хода, по которому суд т о показателе преломлени , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью расши рени  i-ласса исследуемых сред на кли новидные твердые среды, одновременное изменение оптической разности хо да лучей производ т путем перемещени  кюветы или твердого образца, выполненных клинообразными и с отра5fringes in the interference patterns as a result of a change in the optical path difference, which is used to judge the refractive index, which means that, in order to expand the i-lass of the studied media to wedoid solid media, the change in the optical difference of the rays is made by moving a cuvette or a solid specimen made wedge-shaped and with reflect 10ten жающим покрытием на одной из граней при этом кювету или твердый образец перемещают параллельно грани без отражающего покрыти  таким образом, чтобы грань с отражающим покрытием была перпендикул рна преломленному лучу, участвующему в образовании одной из интерференционных картин, а также перпендикул рна отраженному ею лучу, участвующему в образовании другой интерференционной картины.At the same time, the culling of a cuvette or a solid sample is moved parallel to the face without a reflective coating so that the face with the reflective coating is perpendicular to the refracted beam, which is involved in the formation of one of the interference patterns, and also perpendicular to the beam reflected by it, the formation of another interference pattern.