Вход

Поляризационные приборы

Реферат по физике
Дата добавления: 23 января 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 967 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Поляриза ционные приборы Введение Пол яризационные приборы основаны на явлении поляризации света и предназначены для получения поляризованного света и изуч ения тех или иных процессов , происходящих в поляризованных лучах. Поляризационные приборы широко применяют в кристаллографии и петрографии для исс ледования свойств кристаллов ; в оптической пр омышленности для определения напряжений в сте кле ; в машиностроении и приборостроении для изучения методом фотоупругости напряжений в деталях машин и сооружений ; в медицине ; в химической , пищевой , фармаце в тическо й промышленности для определения концентрации растворов . Поляризационные приборы получили рас пространение также для изучения ряда явлений в электрическом и магнитном поле. Приборы для определения внутренних натяжений Большая поляризационная установка Большая поляризационная установка (рис . 1) предназначена для исследования напряжений в прозрачных моделях деталей машин и сооружени й. Источник света 1 (кинопроекционная лампа К 12 или ртутная лампа СВДШ -250) размещен в фокальной плоскости конденсора 2 (фокусное рас стояние 180 мм ). Параллельный пучок лучей после конденсора проходит через светофильтр 3, поляриз атор 4 (поляроид , вклеенный между защитными стек лами ), слюдяную пластинку 5 в 1/4 волны и падае т на исследуемый образец 6. Рис . 1. Схема большой поляризационной уст ановки После образца образовавшиеся в нем лу чи o и e проходят втор ую пластинку 7 в 1/4 волны , анализатор 8 (аналогичны й поляризатору 7) и падают на объектив 9 (фокусное расстояние 400 мм ), который изображает источник света в плоскости апертурной диаф рагмы 10 (ирисовая диафрагма фотозатвора ; раскрытие диафрагмы от 2 до 4 мм при ртутной ламп е , раскрытие диафрагмы полное до 2 0 мм для кинопроекционной лампы ). Одновре менно объектив 9 проецирует изображение образца на матовое стекло 15 при помощи откидного зеркала 11 или на фотопластинку 12. Интерференционную картину наблюдают через 14 и зеркало 16. Ее можно та кже проецировать с большим увеличением на экране 13. Поляризатор , анализатор и пластинки в 1/4 волны вращаются в пределах 0 90 ; угол поворота отсчитыва ется по шкале с ценой деления 1 . Пластинки в 1/4 волны можно выводить из оптической схем ы. Конструктивно прибор выполнен в виде отдельных узлов : осветитель , в котором смонтир ованы детали 1 — 5; нагрузочное устройство , включ ающее образец 6; фотокамера , содержащая затвор с ди афрагмой 10 и оптические детали 7 — 9 и 11 — 16, рассчитанная на фотопластинки размер ом 13 18 м. Значительное усовершенствование процесса пол яризационных измерений и повышение точности д остигается при использовании объективных мет одов измерения . В качестве примеров пр иборов такого типа рассмотрим схему фотоэлект рического поляриметра. Фотоэлектрический модуляционный поляримет р Фотоэлектрический модуляционный поляриметр (р ис . 2) позволяет измерять в исследуе мом объекте разность фаз лучей о и е , меняющуюся во времени. Лучистый поток от ртутной лампы 1 свер хвысокого давления проходит через иитерференцион ный светофильтр 2 (с максимумом пропускания при =0,436 м км и =0,546 мкм ), поляризатор 3 и исследуемый объект 4, ориентированный так , что направления колебан ий в лучах о и е составляют углы /4 с направлением колебаний в лу че , вышедшем из поляризатора . Выходящий из объ екта 4 эллиптически поляризованный свет попадает на пластину 5, изготовленную из кри сталла ADP, вырезанную так , что ее плоскости перпендикулярны оптической оси. Рис . 2. Схема фотоэлектрич ес кого модуляционного поляриметра Введение пластины 5 позволяет модулировать проходящий через нее лучистый поток , так как на кристалле ADP очень удобно реализовать эффект Поккельса . При приложении к пласти не 5 переменного электрического напряжения в н апра влении , параллельном оси лучистого по тока и оптической оси кристалла , последний становится двухосным . Новые оптические оси образуют симметричные углы /4 с прежним направлением оси . Следовательно , после приложения напряжен ия к пластине 5 проходящий через нее свет претерпевает двойное лучепреломление . Возник ающая при этом разность фаз пропорциональна напряжению электрического поля и не зави сит от толщины пластины 5. В связи с во зникающей переменной разностью фаз эллиптически по л яризованный свет периодически меняет форму эллипса . Следовательно , на выхо де компенсатора 6 (в схеме используется компенс атор Сенармона ) плоскость линейно поляризованного света колеблется относительно среднего полож ения . После анализатора 11 модулированны й поток света попадает на фотоумножитель l0. Из фотоумножителя ток с основной частот ой , соответствующей первой гармонике сигнала , поступает в усилитель 8 и приводит в дейст вие сервомотор 9, поворачивающий анализатор 1l до тех пор , пока в сигнале имеется п е рвая гармоника . Остановка соответств ует положению анализатора , при котором на фотоумножитель падает минимальный поток излучени я. Самописец 7 фиксирует углы поворота анализ атора , причем измеряемая разность фаз равна удвоенному углу поворота анализатора. Пог решность измерения составляет в среднем приблизительно 20'.0 Полярископ-поляриметр ПКС -56 Полярископ-поляриметр ПКС -56 (рис . 3) служит дл я измерения двойного лучепреломления в стекле . Он состоит из источника света 1 (лампа накалив ания ), матового стекла 2, поляризатора 3 (поляроид , вклеенный между стеклами ), пластинк и 5 в 1/4 волны , анализатора 6 (аналогичного поляриз атору 3) и светофильтра 7 (на длину волны 0,54 мк м ). Рис . 3. Схема полярископа-поляриметра ПКС -56 Порядок измерения на приборе следующий : скрещивают поляризатор и анализатор (отсчет по лимбу анализатора 0 , поле зрения темное ); уста навливают образец 4 (если он обладает двойн ым лучепреломлением , то в поле зрения наблюдается просветление ); поворачивают анализато р до максимального потемнения в середине образца ; по лимбу отсчитывают угол поворота анализатора. Зная , можно определить из соотнош ения где l — толщина образца в направлении просмотра. При l =10 мм погрешность измерения составляет 3 10 -7 . С увеличением l погрешность уменьшается. Переносный малогабаритный поляриметр ИГ -86 Рис . 4. Переносный малогабаритный поляриметр ИГ -86 Переносный малогабаритный поляриметр ИГ -86 ( рис . 4) предназначен для визуального исследования напряженного состояния изделий с помощью о птически чу вствительных покрытий . Он позв оляет наблюдать интерференционную картину в у словиях плоской и круговой поляризации и измерять оптическую разность хода как методом сопоставления цветов , так и компенсационным методом. Источник света 1 (лампа СЦ -61) размещен в фокусе объектива 3. Защитные стекла 2, 7 и 12 предохраняют прибор от попадания в него загрязнений . Параллельный пучок лучей проходит поляризационный светофильтр (поляризатор 4), полупр озрачное зеркало 8 и , отразившись от светоделит ельного слоя , падает на оптически чувствительное покрытие 6, нанесенное на исследуемы й объект 5. После отражения от покрытия све т попадает в анализаторный узел прибора , п роходит компенсатор 9, анализатор 10 (аналогичный поля ризатору 4) и попадает в зрительную трубу (с менное увел и чение 2 и 10 ) со шкалой в совмещенной фокальной плоскости объектива 11 и окуляра 13. Перед глазной линзой окуляра и выходным зрачком 15 устанавливается светофильтр 14. Такая оптическая схема получила наименование Т-образной с хемы. Предел измерения оптической разности хода — от 0 до 5 интерференционных порядков . Пог решность измерения — 0,05 интерференционных порядко в. Габариты прибора 400 400 800 мм ; масса около 2 кг.
© Рефератбанк, 2002 - 2017