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Interferometer Bei den bisher bekannten Interferometern, z. B. dem
von M i c h e 1 s o n , erzeugen zwei Planspiegel r und s der Abb. z in Verbindung
mit der Transmissionsplatte t eine planparal@ lele oder nahezu planparallele Luftplatte,
deren Dicke durch Vor- und Rückwärtsbewegen eines der beiden Spiegel, und zwar des
Arbeitsspiegels s, veränd ierlich ist. Der zweite als Vergleichsspiegel bezeichnete
Spiegel r besitzt dagegen nur eine Justiervorrichtung, die es gestattet, die Luftplatte
genau parallelflächig oder gelegentlich auch keilflächig einzustellen.
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Bei diesen Interferometern gibt es nur eine Nullstellung, d. h: nur
eine Stellung der beiden Spiegel, in welcher sie von der lichtteilenden Ebene der
Transmissionsplatte t optisch gleich weit entfernt sind. Es kennzeichnet sich diese
Nullstellung durch Sichtbarkeit der Interferenzkurven niederster Ordnung im weißen
Licht.
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Wird der Arbeitsspiegels verschoben, so geht diese Nullstellung verloren
und läßt sich nur durch Rückwärtsbewegen dieses Spiegels wieder erreichen.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird auch der bisher nur justierbare
Vergleichsspiegel r vor- und rückwärts beweglich gemacht, so daß man die Verschiebung
des Arbeitsspiegels s wieder ausgleichen kann. Dadurch ist es möglich, die durch
Verschiebung des Arbeitsspiegels s verschwundenen, im weißen Licht sichtbar gewesenen
Interferenzkurven niederer Ordnung immer wieder einzustellen. Damit ist der Apparat
auch zu Repetitionsmessungen brauchbar.
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Sollte bisher die Größe der Verschiebung des Arbeitsspiegels s zwischen
zwei Endlagen interferometrisch gemessen werden, so mußte die Verschiebung des Arbeitsspiegels
s so langsam erfolgen, daß man während dieser' Bewegung die Perioden der Interferenzerscheinung
zählen konnte. Nach der vorliegenden Erfindung ist der Geschwindigkeit dieser Spiegelbewegung
keine Grenze mehr gesetzt, denn man kann jetzt die stattgefundene Verschiebung des
Arbeitsspiegels s (Abb. a) interferometrisch dadurch ausmessen, daß man die kompensierende
Bewegung des Vergleichsspiegels r unter Zählung der Perioden der Interferenzerscheinung
vornimmt.
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Bei dieser Messung ist auch jede nachträgliche Verschiebung des Arbeitsspiegels
s unnötig, denn man kann durch Bewegung des Vergleichsspiegels r jederzeit eine
Nullstellung des Apparats erreichen.
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Durch passende Ausbildung der Parallelführung des Arbeitsspiegels
s, z. B. nach Art einer bis auf Milligramme ausbalanzierten Tafelwaage
w w der Abb. a, kann die Bewegung dieses Spiegels s schon durch Einwirkung
sehr kleiner Kräfte, wie sie z. B. wachsende Pflanzenkeime ausüben können, erfolgen,
so daß man den Verlauf des Wachstums eines zarten Pflänzchens p unter verschiedenen
Einflüssen interferometrisch beobachten, messen oder registrieren kann.
Natürlich
kann diese Spiegelbewegung auch durch andere Ursachen, z. B. durch die Längen- oder
Lagenveränder ung von Körpern, die infolge von mechanischen, thermischen, hygroskopischen,akustischen,elektrischen,
magnetischen usw. Einflüssen erfolgen, bewirkt werden.
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Werden beide Spiegel r und s in der eben beschriebenen
Weise sehr leicht beweglich gemacht, so können beide durch kleine Kräfte beeinflußt
werden, und es sind Differenzbeobachtungen, Messungen und Registrierungen der dabei
entstehenden Bewegungen möglich.
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Der leicht bewegliche Arbeitsspiegel s der Abb. 2 wird zu interferometrischen
Messungen mit dem zu untersuchenden Körper in passende Verbindung gebracht; damit
ist die Lage des Arbeitsspiegels s zur Transmissionsplatte t gegeben. Zu Beginn
der Arbeit muß dann durch Bewegung des Vergleichsspiegels r der gleiche optische
Abstand der beiden Spiegel zur lichtteilendenEbene derTransmissionsplatte t hergestellt
werden. Dies ist für den in solchen Arbeiten nicht Erfahrenen zeitraubend und keineswegs
leicht.
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Deshalb kann eine. zeitweiae - nur während dieser Einstellung benutzte
- mechanische Kopplung zwischen den beiden Spiegeln zur Erleichterung der Nullpunkteinstellung
dienen. Abb. 2 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Verbindung.
Am Schlitten m, der den Vergleichsspiegel r trägt 'und durch Mikrometerschraube
bewegt wird, ist eine um 45° gegen seine Bewegungsrichtung geneigte Platte n starr
befestigt. An dieser Platte gleitet, durch Federdruck oder auf andere Weise gegen
n gepresst, ein mit der Parallelführung w w des Arbeitsspiegel s verbundener
Stift o. Wird der Vergleichsspiegel r mittels des Schlittens m der Transmissionsplatte
t genähert, so wird der Stift o im selben Maß abwärts gedrückt und damit der Arbeitsspiegel
s zur Transmissionsplatte t gehoben. Bei umgekehrter Bewegung von m entfernt sich
der Arbeitsspiegel s von t genau so wie der Vergleichsspiegel r. Es wird also der
Arbeitsspiegel s durch Platte n und Stift o entsprechend dem Vergleichsspiegel r
in Bezug auf die Transmissionsplatte t bewegt, so daß die Nullstellung beider Spiegel
auch dann erhalten bleibt, wenn der Arbeitsspiegel s mit Hilfe von Platte ia und
Stift o mit dem zu untersuchenden Körper in Verbindung gebracht wird. Nach Erreichung
der Einstellung wird der Stift o - etwa durch Umklappen: -außer Verbindung mit der
Platte n gebracht, und beide Spiegel sind, wie bei der Messung erforderlich, unabhängig
voneunander beweglich.
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Die hierdurch gegebene Möglichkeit der selbsttätigenNullpunkteinstellung
verkürzt die sonst zeitraubende Arbeit des Einstellens und ist für weniger Geübte
eine Hilfe, welche das Arbeiten mit dem Interferometer besonders in der technischen
Praxis erleichtert und fördert.
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An die Stelle der Spiegel r und s, die mit den zu untersuchenden Körpern
in Verbindung gebracht werden müssen, kann in bekannter Weise auch unmittelbar eine
spiegelnde Fläche der betreffenden Körper selbst treten.