Оптические свойства материалов и методы испытаний

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ ГСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ (МИИТ)

Кафедра: «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава»

Курсовой проект

По дисциплине: «Спецкурс»

Оптические свойства материалов и методы испытаний

Выполнила:

Студентка группы АМО-511

Белова У.А.

Проверил:

профессор Воронин Н. Н.

Москва 2013



Содержание

Раздел 1. Оптические материалы

Раздел 2. Оптические свойства материалов

Раздел 3. Методы испытаний

3.1 Определение бессвильности

3.2 Определение пузырности

3.3 Определение показателя ослабления

3.4 Определение двулучепреломления

3.5 Определение люминесценции

3.6 Определение оптической однородности на коллиматорной установке

3.7 Определение показателя преломления

Список литературы

оптический стекло пузырность



Раздел 1. Оптические материалы

К оптическим относят материалы, прозрачные для оптического диапазона электромагнитных волн (света), используемые для изготовления оптических элементов (деталей), работающих в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра. Оптические материалы являются оптическими средами, к которым относят также оптические пленки, воздух, жидкости, газы, оптические клеи, воск, лак и прочие вещества, пропускающие оптическое излучение.

Оптические материалы подразделяются на:

оптические стекла;

оптические ситаллы;

оптические кристаллы;

оптическую керамику.

Оптическая керамика- материал, прозрачный для электромагнитных волн, получаемый на базе нанопорошковых керамических материалов. Имеет кубическую симметрию расположения атомов, наноразмерные межкристаллитные границы. В процессе высокотемпературного прессования получают материалы с плотностью, близкой к плотности монокристаллов соответствующих соединений, обладающие минимальным рассеянием света, высокой прозрачностью и твёрдостью (коэффициент преломления n = 2,08).

Оптические кристаллы- твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку -- кристаллическую решетку. Обладают всеми оптическими свойствами.

Оптическими ситаллами являются поликристаллическими материалами с очень мелкими равномерно распределенными по объему кристалликами, сросшимися друг с другом или соединенными прослойками остаточного стекла. Если размер единичного кристалла меньше длины волны света, материал остается оптически прозрачным.

Оптическое стекло- прозрачное стекло специального состава, используемое для изготовления различных деталей оптических приборов. От обычного технического стекла отличается особенно высокой прозрачностью, чистотой, бесцветностью, однородностью, а также строго нормированными преломляющей способностью, дисперсией, в необходимых случаях - цветом.

Оптические стекла, благодаря ряду положительных оптических, технологических и эксплуатационных свойств и характеристик, являются наиболее типичными и распространенными материалами, используемыми для изготовления оптических деталей.

Оптические стекла подразделяются:

бесцветные;

цветные;

кварцевые;

органические;

стекла с особыми свойствами:

светорассеивающие (молочные МС);

фотохромные ФХС;

радиационно-стойкие;

оптические люминесцирующие ГЛС;

инфракрасные бескислородные ИКС.

Материалы, используемые для изготовления оптических деталей, должны обладать рядом свойств, позволяющих получить высокую точность и чистоту рабочих (полированных) поверхностей, сохранять свои свойства и характеристики в течение длительного времени при возможном воздействии внешних факторов (механических, климатических, лучевых, химических, бактериологических и т.п.). При необходимости, оптические материалы должны обладать способностью изменять параметры оптической среды или световой волны при взаимодействии со световым потоком или другим видом электромагнитного поля (например, генерировать когерентное излучение, изменять светопропускание, вращать плоскость поляризации и т.д.).

Выбор материала оптической детали осуществляют исходя из ее функционального назначения и требуемых показателей качества с учетом условий эксплуатации, рациональной технологии изготовления и т.д., а также руководствуясь характеристиками и показателями качества материалов, их номенклатурой, сортаментом, условиями и формами поставки в соответствии с нормативными документами.



Раздел 2. Оптические свойства материалов

Оптические свойства буду рассматривать на примере оптических стекол.

Оптическое свойство	Комментарий
Показателя преломления	отношение скорости распространения света длиной волны l в вакууме к скорости распространения в материале
Дисперсионные свойства	для оптического стекла характеризуются значением средней дисперсии nF' - n С' (разностью показателей преломления стекла для длин волн 479,99 и 643,85 нм спектральных линий F' и С' кадмия). В каталогах оптического стекла приведены также значения коэффициента средней дисперсии (число Аббе) n е = (ne - 1) / (nF' -nC')
Оптическая прочность	характеризует прочность оптических материалов, работающих с лазерным излучением. Она важна для материалов таких деталей как активные элементы твердотельных лазеров (например, рубиновых, из неодимового стекла), а также резонаторов, окон, линз, зеркал, призм, установленных в пучках лазерного излучения
Двойное лучепреломление	определяется показателями преломления для обыкновенного (n0 ) и необыкновенного (n е) лучей, поляризованных в двух взаимно перпендикулярных направлениях
Оптической однородности,	характеризует постоянство показателя преломления в любой точке объема стекла, установлено пять категорий, определяемых отношением j / j 0 разрешающей способности коллиматорной установки с заготовкой стекла и без нее
Показателем ослабления	величина обратная расстоянию, на котором параллельный пучок излучения от источника А ослабляется в десять раз в результате совместного действия поглощения и рассеяния в стекле
Бессвильность	наличие прозрачных включений, отличающихся по показателю преломления от окружающей массы стекла
Пузырность	включения: камни, кристаллы, головки свилей
Люминесценция	важны для материалов оптических деталей и оптических сред, используемых для генерации лазерного излучения (твердотельные, газовые, жидкостные активные элементы лазеров), преобразования электрических полей, лучистой и других видов энергии в оптическое излучение, (например, свечение люминофоров, экранов из люминесцентной оптической керамики)
Постоянная Верде	относится к поляризационным характеристикам, определяющая угол поворота плоскости поляризации светового луча в магнитном поле

Раздел 3. Методы испытаний

3.1 Определение бессвильности

Свили - стекловидные включения, которые бывают рельефными и внутренними. Имеют форму нитей или узелков. Контроль бессвильности проводится по ГОСТ 3521-81.

Поверхности образцов должны быть обработаны до параметра шероховатости по ГОСТ 2789:

полированные- не более 0,050 мкм;

шлифованные- не более 20 мкм.

Образцы любой формы со шлифованными и фрезерованными поверхностями или поверхностями раскола, а также полированные в виде призм и линз просматривают с применением иммерсионной жидкости.

Определение бессвильности оптического стекла производят на проекционной установке, оптическая схема которой приведена на чертеже:

В качестве источника излучения в проекционной установке применяется лампа типа ДРШ. Источник должен обеспечивать освещенность экрана менее 5 лк(люкс) на расстоянии 8000 мм от диафрагмы диаметром 2 мм. Конденсатор должен проецировать изображение источника на отверстие диафрагмы. Светофильтры-ослабители должны быть изготовлены из стекла марок НС6, ЕС7, НС8, НС9 по ГОСТ 9411. При фотографировании экран следует заменять фотографической констрастной бумагой. Держатель должен обеспечивать поворот образца для испытания под углом ±45є в 2-х взаимно перпендикулярных направлениях.

Для определения бессвильности используют следующие материалы и реактивы:

спирто-эфирная смесь;

салфетки из батиста или фланели по ГОСТ 29298;

иммерсионные жидкости по технической документации;

кюветы;

восковой карандаш;

накладные пластины.

Подготовка и проведение испытания.

Перед началом просмотра подготавливают установку и образцы, тщательно очищая их поверхности от загрязнения салфеткой, смоченной спирто-эфирной смесью. Определение бессвильности производят в затемненном помещении. Фотографирование теневой картины свилей- при неактиничном освещении. Установка должна быть отьюстирована по равномерности освещения отверстия диафрагмы. При правильной юстировке должна быть видна теневая картина в виде звезды, концы светлых лучей которой лежат на окружности. Относительная величина отступления концов лучей звезды от диаметра окружности не должна превышать 10%.

Определение 1 и 2-й категории бессвильности производят путем сравнения теневой картины свилей на проекционной установке 2-мя способами, соблюдая последовательность:

Помещают контрольный образец свили той категории, по которой должен быть проведен просмотр, рядом или за образцом для испытания со стороны источника излучения и укрепляют в держателе.

Вводят в пучок лучей такой светофильтр, при котором освещенность экрана не будет утомлять глаза наблюдателя.

Добиваются четкой теневой картины свиди путем перемещения и покачивания держателя с контрольным образцом свили.

1-й способ:

Передвигают держатель с контрольным образцом свили вдоль оптической оси по направлению к источнику излучения о тех пор, пока теевая картина контрольного образца свили не исчезнет на экране, помещают в найденное место образцы для испытания.

2-й способ:

Добиваются исчезновения теневой картины свили на экране или на сетчатке глаза путем изменения диаметра диафрагмы или расстояния между источником излучения и контрольным образцом или то и другое одновременно в зависимости от конструкции установки, помещают в найденное место образцы для испытания.

Если просмотр проводят в кювете с иммерсионной жидкостью, контрольный образец свили помещают около стенки кюветы, обращенной к источнику излучения.

Определение 3 и 3а категорий бессвильности производят путем просмотра образца оптического стекла в проходящем свете, рассматривая через него границу свет-тень или объект по техническим условиям, устанавливающим условия работы детали в приборе.

Определение 4-й категории бессвильности производят путем контроля выполнения режима варки и размешивания, установленного в технической документации для стекла данной марки.

3.2 Определение пузырности

Контроль пузырности проводится по ГОСТ 3522-81.

Образцы, предназначенные для определения числа пузырей диаметром менее 0,5 мм в оптических стеклах, должны соответствовать требованиям, указанным ниже:

Менее 100 шт/кг- пластины отрезанные от бруса или листа;

От 100 до 300, свыше 300 шт/кг- пластины, площадью 1600 , толщиной листа, блока от 10 до 25 мм (от 100 до 300) и от 2 до 30 мм (свыше 300), при этом поверхность должна быть отполирована.

Допускается определять среднее число пузырей в единичной массе или объеме оптического стекла непосредственно в заготовке или детали, если ее объем не менее 8000 .

Качество поверхностей должно соответствовать требованиям ГОСТ 2789:

Полированных- - не более 0,1 мкм при базовой длине 0,08 мм;

Шлифованных- для оптического стекла от 20 до 10 мкм при базовой длине 2,5 мм.

Тип установки	Область применения
Установка с осветительной лампой	Контроль образцов с пузырями диаметром 0,05 мм
Установка с кинопроекционной лампой	Контроль образцов с пузырями диаметром более 0,05 мм
Установка с проекцией на сетчатку глаза или экран	Контроль окрашенных образцов, пропускаемых видимое излучение, с пузырями диаметром менее 0,05 мм
Установка с электронно-оптическим преобразователем	Контроль темных образцов, пропускающих инфракрасное излучение , с пузырями не менее 0,2 мм
Установка с флюоресцирующим экраном	Контроль темных образцов, пропускающих ультрафиолетовое излучение, с пузырями не менее 0,2 мм
Установка с лампой накаливания	Контроль образцов с пузырями диаметром более 0,1 мм
Установка с микроскопом	Контроль образцов с пузырями диаметром менее 0,1 мм
Переносная установка с подсветкой	Контроль образцов большого объема с пузырями диаметром более 0,2 мм
Установка с ртутной лампой	Контроль образцов оптического материала с включениями размером не менее 0,001 мм.

Испытания проходят на каждой установке по индивидуальным методикам, но общая сущность метода состоит в просмотре оптических материалов при направленном освещении на темном фоне и определении размеров и числа имеющихся в них пузырей.

3.3 Определение показателя ослабления

Контроль показателя ослабления проводится по ГОСТ 3520-92.

Метод определения спектрального показателя ослабления заключается в измерении спектрального коэффициента пропускания образца оптического материала и последующем расчете показателя преломления .

Приборы применяемые для контроля показателя ослабления.

Образцы должны иметь форму пластины или параллелепипеда с плоскопараллельными рабочими поверхностями.

Размеры образца определяются конструкцией и размерами держателя и должны быть такими, чтобы при измерении через образец проходил весь измерительный пучок лучей.

Размер образца в направлении прохождения излучения (толщина) должен обеспечивать проведение измерения коэффициента пропускания от 0,10 до 0,90.

Наименьшие размеры рабочего участка образца в форме пластины (параллелепипеда) должны на 2 мм превышать размеры падающего на образец пучка лучей. Наибольшая толщина пластины должна быть такой, чтобы оптическая длина пути не превышает 30 мм. Толщина параллелепипеда должна быть от 50 до 250 мм и выбираться в зависимости от требований к точности определения показателя ослабления.

Измерения спектрального коэффициента пропускания следует в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора. При выборе режима измерения необходимо учитывать, что погрешность измерения спектрального коэффициента пропускания, обусловленная спектральной шириной щели монохроматора, не должна превышать допускаемой основной погрешности измерения. Измерения проводят в зависимости от типа прибора при постоянных заданных длинах волн либо через равномерные, целесообразно выбранные промежутки, с регистрацией спектра или путем отсчета по точкам. На спектрофотометрах. Имеющих шкалу оптических плотностей, измерения проводят аналогично измерению спектрального коэффициента пропускания.

В процессе измерения через образец проходит излучение, после показатель ослабления рассчитывается по формуле:

3.4 Определение двулучепреломления

Контроль проводится по ГОСТ 3519-91.

Существует 2 метода определения двулучепреломления:

Метод определения двулучепреломления на поляризационном измерительном компенсаторе или полярископе-поляриметре;

Метод определения двулучепреломления на фазовом поляриметре.

Сущность первого метода состоит в измерении угла поворота анализатора поляризационного измерительного компенсатора или полярископа-поляриметра, необходимого для компенсации разности хода при двулучепреломлении в оптическом материале, когда поляризатор и анализатор находятся в скрещенном положении и образуют угол 45° с направлениями главных напряжений.

Заготовки из оптических материалов должны иметь форму круглых или прямоугольных пластин, симметричных линз. Размер заготовки из стекла в направлении просмотра в зависимости от двулучепреломления должен быть в соответствии с данными:

Для заготовок из стекла отношение сторон сечения ( большей к меньшей), перпендикулярного к направлению просмотра , должно быть не менее 2:1 при просмотре в середине заготовки, при этом наименьший размер сторон сечения должен быть не менее 4 мм. Ширина фаски заготовки из стекла,оптическая однородность которой оценивается по двулучепреломлению, должна быть не более 2 мм.

Толщина образца должна быть равна 1,25-1,50 толщины заготовки исследуемого стекла, но не менее 10 мм.

Образцы должны быть отожжены вместе с заготовками исследуемого стекла.

Параметр шероховатости шлифованных поверхностей заготовок и образцов оптических материалов не должен быть более 80 мкм. Параметр шероховатости полированных поверхностей заготовок и образцов оптических материалов не должен быть более 0,1 мкм.

При проведении испытаний следует использовать поляризационные измерительные компенсаторы и полярископы-поляриметры любого типа с погрешностью отсчета угла поворота анализатора 0,2є.

Оптическая схема измерения двулучепреломления на поляризационных измерительных компенсаторах и полярископах-поляриметрах:

Обязательным требованием к испытаниям является проверка нулевого положения лимба анализатора при каждой серией измерений двулучепреломления заготовок и образцов. Для этого, удалив четвертьволновую фазовую пластинку, устанавливают анализатор при включенном источнике на минимальную освещенность, что должно соответствовать нулевому положению лимба. Затем вводят компенсатор, при этом поле зрения прибора не должно просветляться. Также периодически следует осуществлять контроль и корректировку установки плоскости пропускания поляризатора поляризационного измерительного компенсатора, конструкция которого позволяет осуществлять эту операцию в соответствии с требованиями ГОСТ.

Сущность второго метода состоит в измерении 2-х углов, характеризующих линейно поляризованное излучение, прошедшее через образец оптического материала. Угол характеризует разность фаз колебаний электрических векторов линейно поляризованных составляющих излучения и измеряется углом поворота анализатора при компенсации возникшей разности фаз компенсатором. Угол определяет азимут главного направления, соответствующего наибольшему значению показателя преломления по ГОСТ 23778.

Образцы должны иметь форму параллелепипеда или пластины. Размер S (который будет указан на схеме установки) для оптического стекла не ограничен. Рабочие поверхности образца должны быть отполированы или отшлифованы. Параметр шероховатости не должен быть более 80 мкм.

Схема установки:

Перед испытаниями необходимо выполнить следующие действия:

Установить заданный источник излучения и светофильтр;

Включить источник излучения;

Проверить нулевое положение лимба синхронного поворота поляризатора и анализатора.

3.5 Определение люминесценции

Определение люминесценции можно осуществить качественным и арбитражным методами по ГОСТ 15130-86.

Качественный метод.

Качественную оценкулюминесценции проводят на любом люминоскопе, ультрахимископе или другом приборе аналогичного типа с ртутно-кварцевой лампой и светофильтром типа УФС-1 по ГОСТ 9411 в затемненном помещении визуальным сравнением интенсивностей люминесценции испытуемой заготовки и контрольного образца. При этом толщина испытуемой заготовки не должна отличаться от толщины контрольного образца более чем на ±3 мм, что обеспечивается выбором соответствующего контрольного образца или наложением друг на друга нескольких контрольных образцов.

В набор контрольных образцов люминесценции должны входить образцы толщиной 10, 15, 20, 30, 40 мм. Контроль заготовок размером более 150 мм проводят по зонам, определяемым выходным зрачком прибора.

Арбитражный метод.

Количественную оценку люминесценции проводят на двойном люминесцентном спектрометре СДЛ-1 или другом приборе подобного типа сравнением спектров люминесценции испытуемого образца (заготовки) и контрольного образца.

Образец для испытания должен соответствовать требованиям, предъявляемым к контрольным образцам. При этом размеры обработанных поверхностей его должны быть не менее (30±1)х(20±1) мм. Толщина образца должна быть равной толщине контрольного образца (расхождение по толщине не должно превышать 5%).

Контроль люминесценции можно проводить непосредственно в заготовке, если она удовлетворяет требованиям, предъявляемым к образцу для испытаний, и ее размер не превышает 150 мм.

Запись спектров люминесценции испытуемой заготовки (образца) и контрольного образца проводят при идентичных условиях, при этом длина волны возбуждающего света должна быть 248 нм, диапазон регистрации спектров люминесценции- (250550) нм.

На полученных записях спектров металлической линейкой с ценой деления 1 мм по ГОСТ 427 измеряют ординату в максимумах интенсивности полос люминесценции( максимумы интенсивности могут быть определены по показаниям прибора), после чего вычисляют отношение интенсивности полос люминесценции испытуемого образца к интенсивности полос люминесценции контрольного образца. Оно не должно превышать 1.

3.6 Определение оптической однородности

Контроль оптической однородности производят по ГОСТ 3518-80.

Метод основан на определении предельных углов разрешения коллиматорной установки с введенным в параллельный пучок лучей образцом стекла и без образца стекла при длине волны л=0,55 мкм с помощью штриховых мир и вычислении отношения , определяющего категории оптической однородности оптического стекла по ГОСТ 23136-78.

Определение оптической однородности стекла следует производить в заготовках и деталях, имеющих форму пластин.

Определение оптической однородности стекла заготовок и деталей, имеющих форму линз и призм, следует производить с помощью образцов.

Образцы для испытаний следует изготовлять из стекла той же марки, что и стекло заготовок (деталей) и отжигать вместе с ними, при этом они должны быть закалены так, чтобы двойное лучепреломление было не менее:



Форма и размеры образцов для испытаний должны соответствовать:

Рабочие поверхности образцов стекла с показателем преломления до 1,65 должны быть шлифованными или полированными, более 1,65-полированными. Шероховатость шлифованных поверхностей для просмотра на соответствие 1-й категории оптической однородности должны быть мкм на базовой длине 8,0 мм, на соответствии 2-5-й категориям мкм на базовой длине 0,8 мм по ГОСТ 2789-73.

Шероховатость полированных поверхностей должен быть мкм на базовой длине 0,8 мм по ГОСТ 2789-73.

Накладные пластины должны быть изготовлены из оптического стекла, удовлетворяющим требованиям 1-й категории по оптической однородности, и смоченные иммерсионной жидкостью попарно приложенные друг к другу, не должны изменять наименьший угол разрешения коллиматорной установки и искажать дифракционное изображение точки.

Материалы и приборы, необходимые для испытаний:

Коллиматорная установка;

Набор штриховых мир по ГОСТ 15114-78;

Набор точечных диафрагм;

Иммерсионные жидкости;

Спирто-эфирная смесь СЭ-90;

Салфетки из батиста по ГОСТ 8474-72 или фланели по ГОСТ 7259-77.

Схема оптической установки:

В качестве источника используют лампы накаливания или ртутные лампы сверхвысокого давления типа ДРШ-100, ДРШ-250.

Точечные диафрагмы изготавливают из непрозрачного материала в форме пластин с отверстиями диаметром: 0,007, 0,010, 0,020, 0,100 мм.

Перед проведением испытаний образцы выдерживают в помещении, где проводят испытания, для принятия нужной температуры.

Проведения испытаний:

Включают источник света;

Вводят штриховую миру в ход лучей оптической системы;

Изображение штриховой миры в фокальной плоскости объектива зрительной трубки совмещают с центром поля зрения микроскопа. Микроскоп налаживают и фокусируют;

Образец стекла помещают между объективами коллиматорной установки;

При просмотре образцов стекла на соответствие 1-й категории оптической однородности на место штриховой миры устанавливают диафрагму, и выводят образец из хода лучей оптической системы.

Дифракционное изображение точечной диафрагмы рассматривают с образцом стекла без перефокусировки микроскопа.

3.7 Определение показателя преломления

Контроль показателя преломления осуществляется по ГОСТ 28869-90.

Метод измерения показателя преломления следует выбирать в зависимости от предельной погрешности измерений, технико-экономической целесообразности выполнения требований к изготовлению образца для измерений, установленных для каждого метода.

Гониометрические методы включают:

Метод наименьшего отклонения;

Метод автоколлимации.

Рефрактометрические методы включают:

Метод измерения на рефрактометре Пульфриха;

Метод измерения на V-рефрактометре;

Метод измерения на рефрактометре Аббе;

Метод измерения на компенсационном рефрактометре;

Интерференционный сравнительный метод (метод Обреимова).

По найденным показателям преломления вычисляют значения средней дисперсии и коэффициента дисперсии.



Краткое описание каждого метода.

Метод наименьшего отклонения при измерении на гониометре.

Метод наименьшего отклонения основан на измерении преломляющего угла образца в форме призмы с главным сечением в виде равнобедренного треугольника и угла наименьшего отклонения луча с длинной волны , проходящего в призме параллельно основанию.



Показатель преломления рассчитывается по формуле:

Образец оптического материала должен иметь форму трехгранной равнобедренной призмы с преломляющим углом , соответствующим формуле:

Размер рабочей преломляющей грани образца должны быть не менее 30х50 мм.

Метод автоколлимации при измерении на гониометрах.

Метод основан на измерении преломляющего угла образца в форме призмы с главным сечением в виде прямоугольного треугольника и автоколлимационного угла падения (равному углу выхода) луча с длинной волны , проходящего в призме параллельно ее основанию и перпендикулярно к отражающей грани. Показатель преломления рассчитывается по формуле:

Образец оптического материала должен иметь форму трехгранной прямоугольной призмы с преломляющим углом , соответствующему:

Гониометры и гониометры-спектрометры, используемые для испытаний, должны соответствовать следующим данным:



Метод измерения на рефрактометре Пульфриха.

Метод основан на явлении полного внутреннего отражения при прохождении луча из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем. Для определения показателя преломления угол выхода луча из измерительной призмы. Показатель преломления для преломляющего угла примы, равного 90є, рассчитывается по формуле:

Отбор образцов следует проводить по технической документации. Должен иметь форму прямоугольной пластины размером не менее 15х15х4 мм, фаски и выколки на ребре прямого угла не допускаются. Параметр шероховатости , а допуск плоскостности рабочих поверхностей образца- 2 интерференционные полосы на 1 см с местными отклонениями до 0,5 интерференционной полосы.

Используемый рефрактометр Пульфриха должен соответствовать следующим требованиям:

Метод измерения на V- рефрактометре.

Метод основан на измерении угла отклонения луча, проходящего через систему призм из испытуемого материала и измерительной призмы.

Показатель преломления для длины волны рассчитывается по формуле:

V-рефрактометр должен соответствовать тебованиям:



Образец должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда со стороной сечения не менее 17 мм, толщина образца должна быть от 4 до 20 мм в зависимости от прозрачности материала и интенсивности источника. Допуск плоскостности рабочих поверхностей- 3 интерференционные полосы с местным отклонением до 0,5 интерференционной полосы. Поверхность образца должна быть отшлифована или отполирована до показателей согласно ГОСТ 2789.

Метод измерения на рефрактометре Аббе.

Метод основан на явлении полного внутреннего отражения и определении угла выхода луча, проходящего из образца в измерительную призму, обладающую по сравнению с образцами большим показателем преломления.

Показатель преломления находят по формуле:

Образец для испытания должен иметь форму плоскопараллельной пластины с углом между рабочими гранями .

Допуск плоскостности рабочих поверхностей образца- 3 интерференционные полосы с местными отклонениями по одной интерференционной полосы.

Рефрактометр Аббе должен соответствовать:

В качестве источника излучения используют лампу накаливания или спектральную лампу с фильтром, выдающую нужную длину волны или дневной свет.

Метод измерения на компенсационном рефрактометре.

Дифференциальный метод измерения показателя преломления основан на явлении интерференции дифрагированных лучей вдоль границы соприкосновения двух материалов с разными показателями преломления.

Разность хода лучей, возникающую на границе сравниваемых образцов, измеряют при помощи компенсатора, состоящего из подвижного и неподвижного клиньев, в котором она может меняться пропорционально перемещению клина.

Разность показателей преломления сравниваемых образцов рассчитывают по формуле:

Сравниваемые образцы должны иметь форму прямоугольных параллелепипедов размерами не менее 10х10х10 мм. Рекомендуемые размеры сравниваемого образца 20х10х10 мм, образца, относительно которого ведется сравнение- 14х10х10 мм. Параметр шероховатости . Толщина склейки должна быть не более 0,2 мкм.

Компенсационные рефрактометр должен соответствовать:

Интерференционный метод сравнительный метод измерения (метод Обреимова).

Метод основан на явлении исчезновения видимости границ оптического материала, погруженного в иммерсионную жидкость, при длне волны монохроматического излучения, для которой показатель преломления жидкости и материала равны.

Метод сводится к измерению разности показателей преломления измеряемого образца (проба) и контрольного образца, погруженных в иммерсионную жидкость.

Разность показателей преломления пробы и образца определеяется по формуле:

Показатель преломления пробы оптического материала рассчитывается по формуле:



Проба может иметь любую форму, но рабочая грань должна и меть ширину от 0,5 до 3,0 мм или двугранный угол, ограниченный прозрачными гранями. В пробе на расстоянии 2 мм от края рабочей грани не должно быть свилей, видимых невооруженным глазом скоплений пузырей и включений.

Монохроматор должен соответствовать следующим требованиям:



Список литературы

1. Электронный учебник http://de.ifmo.ru.

2. ГОСТ 3518-80 Стекло оптическое бесцветное. Метод определения оптической однородности на коллиматорной установке.

3. ГОСТ 3519-91 Материалы оптические. Метод определения двулучепреломления.

4. ГОСТ 3520-92 Материалы оптические. Метод определения показателей ослабления.

5. ГОСТ 3521-81 Стекло оптическое. Метод определения бессвильности.

6. ГОСТ 3522-81 Материалы оптические. Метод определения пузырности.

7. ГОСТ 15130-86 Стекло кварцевое оптическое. Общие технические условия.

8. ГОСТ 28869-90 Материалы оптические. Методы измерений показателя преломления.

Размещено на Allbest.ru

...