Поляризаційні прилади

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Введення

Поляризаційні прилади засновані на явищі поляризації світла і призначені для отримання поляризованого світла і вивчення тих чи інших процесів, що відбуваються в поляризованих променях.

Поляризаційні прилади широко застосовують в кристалографії та петрографії для дослідження властивостей кристалів; в оптичній промисловості для визначення напруги у склі; у машинобудуванні та приладобудуванні для вивчення методом фотоупругості напружень в деталях машин і споруд; в медицині; в хімічній, харчовій, фармацевтичній промисловості для визначення концентрації розчинів. Поляризаційні прилади набули поширення також для вивчення ряду явищ в електричному та магнітному полі.

Прилади для визначення внутрішніх натягів

Велика поляризаційна установка

Велика поляризаційна установка (рис. 1) призначена для дослідження напружень в прозорих моделях деталей машин і споруд.

Джерело світла 1 (кінопроекційна лампа К12 або ртутна лампа СВДШ-250) розміщений в фокальній площині конденсора 2 (фокусна відстань 180 мм). Паралельний пучок променів після конденсора проходить через світлофільтр 3, поляризатор 4 (поляроїд, вклеєний між захисними стеклами), слюдяну платівку 5 в 1 / 4 хвилі і падає на досліджуваний зразок 6.

Поляризаційні прилади Рис. 1. Схема великий поляризаційної установки

Після зразка утворилися в ньому промені o і e проходять другу платівку 7 в 1 / 4 хвилі, аналізатор 8 (аналогічний поляризатора 7) і падають на об'єктив 9 (фокусна відстань 400 мм), який зображує джерело світла в площині апертурной діафрагми 10 (ірисова діафрагма фотозатвора; розкриття діафрагми від 2 до 4 мм при ртутної лампи, розкриття діафрагми повне до 20 мм для кінопроекційної лампи). Одночасно об'єктив 9 проектує зображення зразка на матове скло 15 за допомогою відкидного дзеркала 11 або на фотопластинку 12.

Інтерференційну картину спостерігають через захисне скло 14 і дзеркало 16. Її можна також проектувати з великим збільшенням на екрані 13.

Поляризатор, аналізатор і платівки в 1 / 4 хвилі обертаються в межах 0 ¸ 90 °; кут повороту відраховується за шкалою з ціною поділки 1 °. Платівки в 1 / 4 хвилі можна виводити з оптичної схеми.

Конструктивно прилад виконаний у вигляді окремих вузлів: освітлювач, в якому змонтовані деталі 1-5; навантажувальний пристрій, який містить зразок 6; фотокамера, яка містить затвор з діафрагмою 10 і оптичні деталі 7-9 і 11-16, розрахована на фотопластинки розміром 13 '18 м.

Значне удосконалення процесу поляризаційних вимірювань та підвищення точності досягається при використанні об'єктивних методів вимірювання. В якості прикладів приладів такого типу розглянемо схему фотоелектричного поляриметра.

Фотоелектричний модуляційний поляриметр

Фотоелектричний модуляційний поляриметр (рис. 2) дозволяє вимірювати в досліджуваному об'єкті різниця фаз променів о і е, мінливу в часі.

Променистий потік від ртутної лампи 1 надвисокого тиску проходить через іітерференціонний світлофільтр 2 (з максимумом пропускання при l = 0,436 мкм і l = 0,546 мкм), поляризатор 3 та досліджуваний об'єкт 4, орієнтований так, що напрямки коливань у променях о і е складають кути p / 4 з напрямком коливань у промені, що вийшов з поляризатора. Виходить з об'єкта 4 еліптично поляризоване світло потрапляє на пластину 5, виготовлену з кристала ADP, вирізану так, що її площині перпендикулярні оптичної осі.

Поляризаційні прилади

Рис. 2. Схема фотоелектричного модуляційного поляриметра

Введення пластини 5 дозволяє модулювати проходить через неї променистий потік, так як на кристалі ADP дуже зручно реалізувати ефект Поккельса. При додатку до пластини 5 змінного електричного напруги в напрямку, паралельному осі променистого потоку і оптичної осі кристала, останній стає двохосьових. Нові оптичні осі утворюють симетричні кути p / 4 з колишнім напрямом осі. Отже, після прикладання напруги до пластини 5 проходить через неї світло зазнає подвійне променезаломлення. Виникаюча при цьому різниця фаз пропорційна напрузі електричного поля і не залежить від товщини пластини 5. У зв'язку з виникає змінної різницею фаз еліптично поляризоване світло періодично змінює форму еліпса. Отже, на виході компенсатора 6 (у схемі використовується компенсатор Сенармона) площину лінійно поляризованого світла коливається щодо середнього положення. Після аналізатора 11 модульований потік світла потрапляє на фотопомножувач l0. З фотопомножувача струм з основною частотою, що відповідає першій гармоніці сигналу, надходить в підсилювач 8 і приводить в дію сервомотор 9, що повертає аналізатор 1l до тих пір, поки в сигналі є перша гармоніка. Зупинка відповідає положенню аналізатора, при якому на фотопомножувач падає мінімальний потік випромінювання.

Самописець 7 фіксує кути повороту аналізатора, причому вимірювана різниця фаз дорівнює подвоєному куті повороту аналізатора.

Похибка вимірювання становить в середньому приблизно 20 '.0

Поляріскоп-поляриметр ПКС-56

Поляріскоп-поляриметр ПКС-56 (рис. 3) служить для вимірювання подвійного променезаломлення в склі. Він складається з джерела світла 1 (лампа розжарювання), матового скла 2, поляризатора 3 (поляроїд, вклеєний між стеклами), пластинки 5 в 1 / 4 хвилі, аналізатора 6 (аналогічного поляризатора 3) і світлофільтру 7 (на довжину хвилі 0,54 мкм).

Поляризаційні прилади

Рис. 3. Схема поляріскопа-поляриметра ПКС-56

Порядок вимірювання на приладі наступний: схрещують поляризатор і аналізатор (відлік по лімбу аналізатора 0 °, поле зору темне); встановлюють зразок 4 (якщо він має подвійне променезаломлення, то в полі зору спостерігається просвітлення); повертають аналізатор до максимального потемніння в середині зразка; по лімбу відраховують кут повороту D b аналізатора.

Знаючи D b, можна визначити Поляризаційні прилади із співвідношення

Поляризаційні прилади

де l - товщина зразка в напрямку перегляду.

При l = 10 мм похибка вимірювання Поляризаційні прилади становить ± 3 × 10-7. Зі збільшенням l похибка зменшується.

Переносний малогабаритний поляриметр ІГ-86

Поляризаційні прилади Рис. 4. Переносний малогабаритний поляриметр ІГ-86

Переносний малогабаритний поляриметр ІГ-86 (рис. 4) призначений для візуального дослідження напруженого стану виробів за допомогою оптично чутливих покриттів. Він дозволяє спостерігати інтерференційну картину в умовах плоскої та кругової поляризації і вимірювати оптичну різницю ходу як методом зіставлення кольорів, так і компенсаційним методом.

Джерело світла 1 (лампа СЦ-61) розміщений у фокусі об'єктива 3. Захисні стекла 2, 7 і 12 оберігають прилад від потрапляння в нього забруднень. Паралельний пучок променів проходить поляризаційний світлофільтр (поляризатор 4), напівпрозоре дзеркало 8 і, відбившись від светоделітельного шару, падає на оптично чутливе покриття 6, нанесене на досліджуваний об'єкт 5. Після відбиття від покриття світло потрапляє в аналізаторних вузол приладу, проходить компенсатор 9, аналізатор 10 (аналогічний поляризатора 4) і потрапляє в зорову трубу (змінне збільшення 2 і 10 ') зі шкалою в суміщеної фокальній площині об'єктива 11 і окуляра 13. Перед очної лінзою окуляра і вихідним зіницею 15 встановлюється світлофільтр 14. Така оптична схема отримала найменування Т-подібної схеми.

Межа вимірювання оптичної різниці ходу - від 0 до 5 інтерференційних порядків. Похибка вимірювання - 0,05 інтерференційних порядків.

Габарити приладу 400 '400' 800 мм; маса близько 2 кг.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Доповідь
14.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Прилади приймально контрольні пожежні прилади керування Апаратура та її розміщення
Прилади приймально-контрольні пожежні прилади керування Апаратура та її розміщення
Зброя і прилади
Акустичні прилади
Прилади напівпровідникові
Оптичні прилади
Прилади для радіовимірювань
Цифрові вимірювальні прилади
Електровакуумні прилади НВЧ
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru