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Unter der relativen Dispersion der Doppelbreehung einer planparallelen Schicht aus doppelbrechendem Stoffe wird nach A. Ehringhaus der Quotient aus der Doppelbrechung für einen Lichtstrahl
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worin A die Doppelbreehung für die D-Linie (Mitte der Doppellinie), Aj.'und A die Doppelbrechungen für die F-Linie und die C-Linie des Spektrums bedeuten. Die Formel l) lässt erkennen, dass N alle Werte zwischen + ou und-oo annehmen kann, und die angestellten Untersuchungen haben gezeigt, dass es tatsächlich sowohl Kristalle mit sehr grossem und auch mit sehr kleinem positiven, als auch solche mit sehr grossem und sehr kleinem negativen Werte der relativen Disperison der Doppelbrechung gibt.
Gleichwohl steht für die Anfertigung optischer Vorrichtungen nicht immer ein Stoff mit der gerade gewünschten relativen Dispersion der Doppelbrechung zur Verfügung, sei es beispielsweise, dass die
N-Werte der bekannten Stoffe eine für den vorliegenden Zweck zu wenig genaue Annäherung an den gewünschten N-Wert aufweisen, oder sei es, dass sonstige optische oder auch mechanische Eigenschaften die Verarbeitung zu einer optischen Pr zisionsvorrichtul1g unmöglich machen.
Diesen Mangel zu beseitigen, ist der Zweck der Erfindung. Sie besteht aus einer Vorrichtung aus doppelbrechendem Stoffe zur Erzeugung einer in der Natur nicht vorkommenden oder aus andern Gründen nicht erreichbaren Dispersion der Doppelbrechung, wobei die Vorriehtung erfindungsgemäss aus wenigstens zwei Gliedern mit verschiedener relativer Dispersion der Doppelbrechung zusammengesetzt ist, die ein konstantes Dickenverhältnis haben. Ist die Vorrichtung beispielsweise eine planparallele Platte, dann müssen demnach die Einzelglieder auch planparallele Platten sein, ist sie ein Keil, dann kann man sie aus mehreren Keilen zusammensetzen, deren Schneiden zusammenfallen. Auch lassen sich Linsen, wie ohne weiteres ersichtlich, in entsprechender Weise aus Einzelgliedern zusammensetzen.
Die resultierende relative Dispersion der Doppelbrechung der Vorrichtung hängt von der Wahl der Einzelglieder ab und kann durch einen Versuch nachträglich ermittelt werden. Ist das Dickenverhältnis nicht konstant, dann ist dieser resultierende Wert in verschiedenen Zonen der Vorrichtung verschieden.
Es ist nun wichtig, dass man den resultierenden Wert der relativen Dispersion der Doppelbrechung einer doppelbrechenden Vorrichtung auch von vornherein festlegen kann, indem man geeignete Stoffe für die Einzelglieder und ihre Abmessungen entsprechend auswählt. Man hat dabei nur dafür Sorge zu tragen, dass zwischen den relativen Dispersionen Nl und N2 je zweier zur Zusammensetzung der Vorrichtung benutzten Glieder und der resultierenden Dispersion N der Doppelbrechung dieser beiden Glieder die
Beziehung besteht
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wobei 17, und f2 die Gangunterschiede der beiden Glieder für einen Lichtstrahl von mittlerer Wellenlänge des in Betracht gezogenen Wellenlängenbereichs,
für das sichtbare Spektrum also beispielsweise die Gangunterschiede eines Lichtstrahls von der Wellenlänge der D-Linie bedeuten. Die negativen Vorzeichen der Gleichung gelten für die Subtraktionsstellung, die positiven Vorzeichen für die Additionsstellung der Einzelglieder. Ist die Vorrichtung zur Vermeidung ungünstiger Grössenverhältnisse oder aus andern Gründen aus mehr als zwei Einzelgliedern zusammengesetzt, dann verfährt man sinngemäss so, dass man sieh dieselbe aus zwei Gliedern zusammengesetzt denkt, von denen wenigstens eines selbst wieder aus Einzelgliedern zusammengesetzt ist. Auf diese Weise ist es möglich, jeden beliebigen N-Wert der Vorrichtung bei Verwendung der aus optischen oder sonstigen Gründen zu bevorzugenden Stoffe zu verwirklichen.
Besonders wichtig ist der Fall, bei welchem die relative Dispersion der Doppelbrechung der Vorrichtung sehr gross. im Grenzfall unendlich gross ist, weil dann der Gangunterschied für Strahlen innerhalb des in Betracht gezogenen Wellenlängenbereichs von der Wellenlänge unabhängig, d. h. angenähert
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Wellenlänge dieses Bereichs seinem absoluten Werte nach gleich dem Verhältnisse der reaktiven Dispersion der Doppelbrechung dieser Glieder. Es versteht sich von selbst, dass man den hier genannten Sonderfall des konstanten Gangunterschiedes mit planparallelen Platten stets verwirklichen kann.
Gibt man der Vorrichtung dagegen eine Keilform, dann ist der Gangunterschied im allgemeinen innerhalb einer sehr schmalen Zone parallel zur Schneide des Keils jeweils konstant, wegen der verschiedenen Dicke der zu durchsetzenden Schicht in verschiedenen solchen Zonen jedoch verschieden. Sind die Einzelkeile der Vorrichtung aber so zusammengesetzt, dass ihre Schneiden sich decken, dann ist wegen des konstanten Dickenverhältnisses der Einzelkeile auch das Verhältnis der Gangunterschiede je zweier Glieder für einen Lichtstrahl von mittlerer Wellenlänge konstant Die relative Dispersion der Doppelbrechniig V = C > G kann also auch mit einer keilförmigen Vorrichtung verwirklicht werden.
Unter der relativen Dispersion der Rotationsdoppelbrechung einer planparallelen Schicht aus optisch drehendem Stoffe wird nach A. Ehringhaus entsprechend Gleichung 1) gleichfalls ein Quotient verstanden, bei dem jedoch im Zähler das Produkt aus der spezifischen Drehung und der Wellenlänge für einen Lichtstrahl mittlerer Wellenlänge des in Betracht gezogenen Wellenlängenbereichs, im Nenner die Differenz der entsprechenden Produkte für Lichtstrahlen von Wellenlängen an den Grenzen dieses Wellenlängenbereiehs auftritt.
Die relative Dispersion R der Rotationsdoppelbrechuns der sichtbaren
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nach der Gleichung 4) möglichen Werte für R vorkommen, wird man zur Erzeugung einer Vorrichtung aus doppelbrechendem Stoffe mit einer bestimmten relativen Dispersion der Rotationsdoppelbrechung häufig den Ausweg einschlagen, zwei oder mehr Glieder mit konstantem Dickenverhältnisse zusammenzusetzen.
Es besteht zwischen den relativen Dispersionen und R2 der Rotationsdoppelbrechung je zweier zur Zusammensetzung der Vorrichtung benutzten Glieder und der resultierenden relativen Dispersion P, der Rotationsdoppelbrechung dieser beiden Glieder die Beziehung :
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worin d1 und d2 die Dicken der beiden Glieder und Pl und P2 die spezifischen Drehungsvermögen der beiden Glieder für einen Lichtstrahl mittlerer Wellenlänge des in Betracht gezogenen Wellenlängenbereichs bedeuten.
Will man mehr als zwei Glieder zum Aufbau der Vorrichtung anwenden, dann verfährt man wiederum so, dass man wenigstens eins der Glieder aus mehreren Einzelgliedern zusammensetzt, für die dann gleielifalls die Gleichung 5) Geltung. hat. Die negativen Vorzeichen in der Gleichung 5) gelten wie früher für die Subtraktionsstellung, die positiven Vorzeichen für die Additionsstellung der Einzelglieder.
Auch bei solchen Vorrichtungen zur Erzeugung einer bestimmten relativen Dispersion der Rotationsdoppelbrechung lässt sich, ausgehend von Gleichung 5), in entsprechender Weise wie für Gleichung 2) durchgeführt, die Forderung eines angenähert konstanten Ganguntersehiedes für die Strahlen eines grossen Wellenlängenbereichs erfüllen. Ausser planparallelen Platten kann auch die Keilform der Vorrichtung in Frage kommen, wenn beispielweise die Erfindung an Stelle einer Quarzkeilkompensation
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nach Soleil in technischen Saccharimetern angewandt werden soll.
Es lassen sich selbstverständlich sowohl sogenannte einfache als auch doppelte Keilkompensationen auf der Grundlage der Erfindung aufbauen, wobei man als Baustoff keineswegs auf natürliche und Künstliche Kristalle beschränkt ist, sondern auch auf Flüssigkeiten und Lösungen zurückgreifen kann.
In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung in Querschnitten durch die Vor-
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Das erste Beispiel (Fig. 1) zeigt eine planparallele Platte, die aus zwei gieichMls planparallelen Platten a und b zusammengestzt ist. Die Platte a besteht aus Quarz, die Platte b aus KaHumdithionat. die beide parallel zur optischen Achse aus Kristallen geschnitten sind. Beide Platten a und b sind in Subtraktionsstellung zueinander angeordnet.
In der folgenden Tabelle 1 sind die Werte N der resultierenden relativen Dispersion der Doppelbrechung der zusammengesetzten Platte im sichtbaren
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stets dieselbe Dicke il1 = 1 mm hat. Tabelle 1.
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<tb>
<tb> N <SEP> d2(mm)
<tb> - <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 5012
<tb> - <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 5888
<tb> - <SEP> 2, <SEP> 13 <SEP> 0, <SEP> 6492
<tb> - <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 8595
<tb> - <SEP> 1, <SEP> 86 <SEP> 0, <SEP> 6711
<tb> +0,26 <SEP> 0,9395
<tb> +0, <SEP> 51 <SEP> 0, <SEP> 9894
<tb> +0, <SEP> 69 <SEP> 1, <SEP> 0294
<tb> +2 <SEP> 1, <SEP> 4866
<tb>
Das Beispiel zeigt, wie sich durch Verwendung mehrerer verschiedener Stoffe, z. B.
Quarz mit der relativen Dispersion N1 = 33, 67 der Doppelbrechung und Kalziumdithionat mit der relativen Dispersion N2 = 4,6 der Doppelbrechung, nur durch Veränderung der Dicke der Einzelplatten sehr verschiedene Werte N der relativen Dispersion der Doppelbrechung, vornehmlich solche Werte, die an optisch brauchbaren Kristallen in der Natur nicht vorkommen, verwirklichen lassen.
Als zweites Beispiel (Fig. 2) sind für einen Keil, der aus einem Einzelkeile e aus Quarz und einem Einzelkeile e aus Kalziumdithionat zusammengesetzt ist, unter der Annahme eines unveränderlichen Keilwinkels α1 = 6 25' des Quarzkeiles c, die den im ersten Beispiele gegebenen Werten N der relativen Disperion der Doppelbrechung entsprechenden Keilwinkel a, des Keiles e in der Tabelle 2 angegeben.
Die beiden Einzelkeile c und e sind wiederum parallel zur Achse aus Kristallen geschnitten und so zusammengefügt, dass sie sich in Subtraktionsstellung befinden, wobei die Schneiden in einer gemeinsamen Kante zusammenfallen. Da die Herstellung einer genauen Schneide bei den vorkommenden kleinen Keilwinkeln grosse Schwierigkeiten macht, kann man den der Schneide f benachbarten Teil der Keile c und r auch wegfallen lassen.
Tabelle 2.
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<tb>
<tb>
Jazz
<tb> - <SEP> 7 <SEP> 3 <SEP> 14'
<tb> - <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 47
<tb> @2,13 <SEP> 4 <SEP> 11'
<tb> - <SEP> 2 <SEP> 40 <SEP> 15'
<tb> -], <SEP> 86 <SEP> 4 <SEP> 19'
<tb> +0,26 <SEP> 6 <SEP> 2'
<tb> +0,51 <SEP> 6 <SEP> 21'
<tb> +0,69 <SEP> 6 <SEP> 36'
<tb> +2 <SEP> 9 <SEP> 30'
<tb>
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der F-Linie 0,0126171 mm und der G-Linie 0, 0128100 mm. Es beträgt also in dem zwischen der C-Linie und der F-Linie gelegenen Bereiche des Spektrums die Änderung des Ganguntersehiedes T etwa 30 o. im Bereiche zwischen der B-Linie und der G-Linie etwa 5% des kleinsten Wertes.
Diese Abhängigkeit des Gangunterschiedes l'von der Wellenlänge ist der Grund, dass selbst bei Benutzung gereinigten Natriumlichtes als Lichtquelle das Drehvermögen eines Stoffes nur ungenau bestimmt werden kann. wobei nach Lippich der Fehler etwa 0, 2% ausmacht.
Das dritte Beispiel der Erfindung (Fig. 4) ist zum Ersatze der vorstehend beschriebenen Quarzplatte bestimmt und besteht aus einer planparallelen Platte, die aus einer Einzelplatte h aus Kalkspat und einer Einzelplatte i aus Quarz zusammengesetzt ist. Die Einzelplatten 7t und t sind parallel zur Achse aus Kristallen geschnitten und in Subtraktionsstellung aneinandergefügt. Die relative Dispersion der Doppelbrechung der Kalkspatplatte h beträgt N1 = 23,68, die der Quarzplatte i N12 = 33, 67.
Die Dicken der beiden Platten sind d3 = 0,16651 mm und d4 = 4,46941 mm. In der folgenden Tabelle 3 sind die Gangunterschiede 1'1 und 1'2 der Einzelplatten und der daraus für die zusammengesetzte Platte sich ergebende Gangunterschied T=T2 - T1 für Licht der verschiedenen Spektrallinien in Millimetern angegeben.
Tabelle 3.
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<tb>
<tb> r <SEP> T <SEP> r
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP>
<tb> B <SEP> 0, <SEP> 0281494 <SEP> 0, <SEP> 0401621 <SEP> 0, <SEP> 0120127
<tb> 0 <SEP> 0,0282793 <SEP> 0,0403051 <SEP> 0,0120258
<tb> D <SEP> 0,0286356 <SEP> 0,0407163 <SEP> 0,0120807
<tb> E <SEP> 0,0290786 <SEP> 0,0411700 <SEP> 0,0120914
<tb> F <SEP> 0,0294882 <SEP> 0,0415119 <SEP> 0,0120237
<tb> G <SEP> 0,0302291 <SEP> 0,0421465 <SEP> 0,0119174
<tb>
Das Beispiel ergibt nach Gleichung 2) eine resultierende relative Dispersion N der Doppelbrechung mit dem Werte N = 5753, also einen Wert, der praktisch gleich Unendlich gesetzt werden kann. Der resultierende Gangunterschied r ist innerhalb des Bereiches von der C-Linie bis zur F-Linie mit einer Genauigkeit von etwa 0, 5%, innerhalb
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Die Platte des vierten Beispiels (Fig. 5) ist aus zwei planparallelen Einzelplatten k und l zusammengesetzt. Die Platte k besteht aus Quarz, der senkrecht zur Achse aus dem Kristall geschnitten ist, die Platte ! aus Natriumchlorat. Die Einzelplatten sind in Subtraktionsstellung zusammengefügt, haben
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Dispersion der Rotationsdoppelbrechung für die Quarzplatte k ist nach Gleichung 4) mit Ri = 2, 81, für die Natriumchloratplatte l mit R2 = 2,97 bestimmt worden. In Tabelle 4 sind für verschiedene Werte R der resultierenden relativen Dispersion der Rotationsdoppelbrechung gemäss Gleichung 5) die Dicken da der Einzelplatte han millimeters sowie die spezifischen Werge #C, #D, #F des Drehungsvermögens der Gesamtplatte für Licht von der Wellenlänge der Spektrallinien C, D und F angegeben.
Die Dicke der Quarzplatte k beträgt in allen Fällen d5 = 1 mm.
Tabelle 4.
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<tb>
<tb>
R <SEP> d6 <SEP> (mm) <SEP> #C <SEP> #D <SEP> #F
<tb> 00 <SEP> 7,255 <SEP> 0, <SEP> 997 <SEP> 1, <SEP> 22 <SEP> 1, <SEP> 3-1
<tb> 8,18 <SEP> 7,484 <SEP> 1, <SEP> 57 <SEP> 1, <SEP> 94 <SEP> 2, <SEP> 42
<tb> 1, <SEP> 58-. <SEP> 8, <SEP> 088 <SEP> 3, <SEP> 100 <SEP> 1, <SEP> 40 <SEP> 5, <SEP> 26
<tb> 1, <SEP> 36. <SEP> CY, <SEP> 543 <SEP> 0, <SEP> 805 <SEP> 1, <SEP> 04 . <SEP> 2, <SEP> 09
<tb> 0, <SEP> 17 <SEP> 6,845 <SEP> 0,033 <SEP> 0,075 <SEP> 0,571
<tb>