DE337482C - Vorrichtung zum Messen von Lichtschwaechungen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Messen von Lichtschwächungen. Die bekannten subjektiven Verfahren zum Messen von Lichtschwächungen, wie sie beispielsweise zur Gehaltsbestimmung absorbierender Stoffe gebräuchlich sind, beruhen auf der .meßbaren Veränderung der Helligkeit zweier Vergleichsfelder bis zum Verschwinden eines Unterschiedes. Die Genauigkeit der Einstellung ist durch die Unterschiedsempfindlichkeit des Auges, welche unter günstigen Umständen bei etwa i Prozent der zu vergleichenden- Lichtstärken liegt, begrenzt.
• Durch Verwendung der im folgenden beschriebenen neuen Vorrichtung ist es möglich geworden, die Empfindlichkeit der Messung um das io- bis ioofache zu steigern.
• Um dies zu erreichen, muß das Licht einer Hilfslichtquelle, durch einen Polarisator linear polarisiert, in zwei kohärente, senkrecht zueinander polarisierte Komponenten zerlege werden, welche diagonal zur Schwingungsrichtung des Polarisators liegen. Diese beiden Komponenten werden durch die zu vergleichenden Stoffe, deren Lichtschwächung bestimmt werden soll und .die verschieden stark absorbieren, in verschiedenem Grade geschwächt und dann wieder durch Interferenz vereinigt. Handelt es sich um dichroitische oder partiell polarisierende Gegenstände, so wird selbstverständlich nur der eine Gegenstand in den Strahlengang eingeschaltet. Im allgemeinen wird dadurch elliptisch polarisiertes Licht entstehen, .dessen Schwingungsellipse eine Neigung zur Polarisatorschwingung besitzt. - Die Größe dieses Neigungswinkels ist ein _-Maß--für dieverschiedene Lichtstärke der beiden Komponenten und läßt sich mittels eines Analysators messen, dessen Minimumstellung die Neigung angibt. Die Schärfe der Einstellung des Analysators in die Richtung .d-er Ellipsenachsen kann nun wesentlich erhöht werden, wenn man den Polarisator mit Halbschatteneinrichtung ausrüstet. Die Schärfe der Einstellung auf gleiche Helligkeit ist um so größer, je gestreckter die Sch.-,vingungs= ellipse und je geringer die Phasendifferenz der beiden interferierenden Komponenten ist. Diese ist durch einen Kompensator leicht auf Null einzustellen.
• Eine mit der Halbschatteneinrichtung zu erreichende Einstellungsgenauigkeit von o,oi° entspricht einer Meßgenauigkeit der zu vergleichenden Lichtstärken von etwa o,i Prozent, die durch eine besonders exakte Optik noch zu übertreffen ist.
• Am einfachsten ist die Vorrichtung zum Messen des Dichroismus doppeltbrechender Kristalle und von anderen durchsichtigen oder partiell polarisierenden Gegenständen mit dichroitischen Eigenschaften anzuwenden. In diesem Fall bewirkt das betreffende Objekt selbst die Zerlegung in die beiden Komponenten, und beim Austritt aus demselben entsteht ohne weiteres direkt elliptisch polarisiertes Licht. Der quantitative Betrag des Dichroismus erfolgt durch exakte Messung der Neigung der Schwingungsellipse mittels der Halbschatteneinrichtung.
• Um die Lichtabsorption zweier nicht dichroitischer Stoffe, z. B. von absorbierenden Gasen, Flüssigkeiten oder festen Körpern, zu vergleichen, muß die Zerlegung in die beiden linear polarisierten Komponenten durch eine der bekannten Prismenkombinationen, z. B. durch ein Wollastonpr.isma, geschehen. Die Strahlen werden daidurch räumlich voneinander getrennt und können durch die zu vergleichenden Lösungen geleitet werden. Die Wiedervereinigung und Interferenz geschieht dann durch eine analoge Prismenkombination wie bei der Zerlegung. Da .durch geringe Dichteunterschiede und anderen Ursachen in den beiden Strahlenwegen im allgemeinen die Strahlen nicht in gleicher Phase zur Interferenz kommen, muß zur Erreichung der größten Einstellungsschärfe entweder auf einer oder auf beiden Seiten eine d'urchsichtige Schicht von veränderlicher Dicke eingeschaltet werden. Als solche ist z. B. ein verstellbarer Doppelglaskeil zu verwenden.
• Die Vorrichtung erlaubt eine Reihe von Anwendungen, von denen nur wenige Beispiele angeführt seien: z. Die Gehaltsbestimmung absorbierender Stoffe, welche mit den gewöhnlichen kolorimetrischen und spektrophotometrischen Methoden nur bis zu einer beschränkten Genauigkeitsgrenze durchzuführen ist, kann mit weit größerer Genauigkeit erfolgen.
• 2. Die Veränderung der Absorption absorbierender Stoffe durch äußere Einflüsse, wie Temperatur, Druck, Bestrahlung, chemische, elektrische und magnetische Ursachen, sowie durch Veränderung des Lösungsmittels läßt sich durch Anwendung der obenbeschriebenen Vorrichtung mit großer Schärfe untersuchen.
• 3.- Bei Kenntnis der genauen Abhängigkeit der Absorption von diesen Einflüssen lassen sich Messungen .dieser Ursachen selbst durchführen.
• _g. Die genaue Messung des Dichroismus akzidentell doppeltbrechender Medien oder des Polarisationszustandes partiell polarisierender Geenstände erlaubt genaue Rückschlüsse auf die Ursachen der akzidentellen Doppelbrechung oder der Polarisation.
• Um die Vorrichtung auch für Strahlenarten nutzbar zu machen, welche vom Auge nicht direkt wahrgenommen werden können, kann man die subjektive Beobachtung durch eine photographische oder elektrische Beobachtungsmethode ersetzen.
• Hierzu sind z. B. photoelektrische und thermoelektrische Meßmethoden, geeignet, welche entweder in einer Differentialschaltung die Helligkeit der Halbschattenfelder zu vergleichen gestatten, oder ohne die Halbschatteneinrichtung am Polarisator durch Minimumeinstellung die Neigung der Schwingungsellipse auffinden lassen.

Claims (1)

1>.\TrNT-ANSPRUcII: Vorrichtung zum Messen von Lichtschwächungen, bei der das Licht einer Hilfslichtquelle in zwei senkrecht zueinander polarisierte Strahlen zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um in deren Gang den oder die zu untersuchenden Stoffe einzuschalten, die hierdurch geschwächten Strahlen zur Interferenz zu bringen und die Lage der hierbei entstehenden Schwingungsellipse zu bestimmen.