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Interferenzgerät Bei Interferenzuntersuchungen ist es wichtig; den
Ort der Interferenzstreifen im Raum. den Abstand und die Richtung der Streifen im
Gesichtsfeld ändern zu können. Die bisher gebräuchlichen Apparate sind so eingerichtet,
daß die Drehung der Spiegel um zwei im wesentlichen zueinander senkrechte Achsen
erfolgt, die beide in oder nahezu in den Spiegelebenen liegen. Das hat zur Folge,
daß Ort, Abstand und Richtung der Streifen bei jeder Drehung eines Spiegels stets
gleichzeitig geändert werden und daß diese drei Bestimmungsstücke in komplizierter
Weise miteinander gekoppelt sind.
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In dieser IÇopplung liegt ein erheblicher Nachteil der Anordnung.
Zwar bleibt der Ort der Streifen, der von dem Ort des umströmten Profils usw. abhängt.
im allgemeinen während eines Versuches fest; es ist aber zum genauen Studium der
gasdynamischen Erscheinungen durchaus erwünscht, Richtung und Abstand der Streifen
unabhängig voneinander und vom Ort verändern zu können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. die Anordnung so zu treffen,
daß die genannen drei Bestimmungsstücke unabhängig voneinander eingestellt werden
können. Die Erfindung geht dabei von einem Interferenzgerät aus, bei dem zwei Spiegel.
die zwei verschiedenen Lichtstrahlwegen angehören, parallel zueinander gestellt
sind und bei dem der Abstand und die Neigung der Interferenzstreifen sowie ihre
Lage im Raum durch Drehen der beiden anderen Spiegel um je zwei zueinander im wesentlichen
senkrechte Achsen eingestellt werden. Gemäß der Erfindung liegt bei einem solchen
Gerät eine der leiden Drehachsen der verstellbaren Spiegel im Raum fest und steht
im wesentlichen senkrecht zu den Flächen der beiden parallel gestellten Spiegel,
während die andere Drehachse den Flächen der drdbaren Spiegel parallel ist
und
relativ zu den Spiegeln fest liegt. Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind
die Verstelleinrichtungen für die Drehungen um die raumfesten Achsen der drehbaren
Spiegel so gekoppelt, daß sich die Spiegel bei Betätigung um gleiche Winkelbeträge
dreben.
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Eine weitere Verbesserung besteht drain, daß die Vorrichtungen für
die Drehungen der Spiegel um die relativ zu den Spiegeln festen Achsen so miteinander
gekoppelt sind, daß nach Einschalten der Kopplung bei Änderungen der Drehwinkel
die Summe dieser Winkel konstant bleibt.
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Zur Erläuterung zeige Abb. 1 einen schematischen Schnitt durch das
Interferenzgerät.
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Das Gerät enthält vier Spiegel 1, 2 3. 4. von denen 2 und 3 wenig
oder gar nicht durch lässig. i und 4 dagegen halbdurchlässig sind.
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Das Licht gelangt von der Lichtquelle 1 auf zwei verschiedenen Wegen
zum Beobachtungsfernrohr F bzw, der photographichen Kamera. nämlich entweder nach
Reflexion an I und 2 oder nach Reflexion an 3 und 4. Stehen alle vier Spiegel exakt
parallel und gehen ihre Oberflächen genau durch die Ecken eines Rechteckes, so sind
die beiden Lichtwege genau gleich. und die auf heiden Wegen ankommenden Strahlen
verstärken sich. Bei geringer Verstellung der Spiegel erscheinen im Gesichtsfeld
des Fernrohres Interferenzstreifen. Es ist nun zweckmäßig und auch üblich. nur zwei
der vier Spiegel zu verstellen. und zwar je einen aus den beiden Strahlengängen.
während die beiden anderen Spiegel parallel zueinander gestellt werden. Bei den
gebräuchlichen Apparaten sind die Spiegel 2 und 3 der Abb. 1 fest und einander parallel.
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I,egt man diese Voraussetzung, die aber durchaus nicht die einzig
mögliche ist. zugrunde, so erhält man, wie man durch eine einfache geometrisch-optische
Betrachtung nachträglich leicht bestätigen kann scharfe und deutliche Interferenzen
auch bei großer Ausdehnung der Lichtquelle dann. wenn dafür gesorgt wird. daß die
Spiegel I und q um zwei zueinander und zu den Flächen der Spiegel 2 und 3 parallele
Achsen gedreht werden. Die Kippachsen von 1 und 4 müssen daher senkrecht zu den
in Abb. 1 eingezeichneten Geraden PP und QQ sein. die ihrerseits den Loten auf den
Flächen 2 und 3 parallel sind.
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Abb. 2 zeigt einen senkrecht zu den Achsen PP und QQ in Richtung
4-B geführten Schnitt durch Abb. I. Die rechteckig angenommenen Spiegel 1 und 4
sind um Achsen RR bzw. SS drehbar, die ihrerseits in je einem drehbaren Rahmen sitzen.
Diese Rahmen können um die Geraden PP bzw. QQ der Abb. 1 gedreht werden. was in
der Figur durch Kugellager angedeutet ist. \Vird die Drehung der beiden Rahmen so
gekoppelt, daß RR und SS parallel bleihen. so erhält man stets scharfe lnterferenzen.
Die Richtung von RR bestimmt dann allein die Richtung der Interferenzstreifen im
Gesichtsfeld. Abb. 3 zeigt die Lage des Spiegels 4 und des zugehörigen Rahmens nach
einer Drehung um die Achse ÖÖ.
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Der Vorteil dieser Anordnung l)esteht einmal darin, daß man die Richtung
der Streifen unabhängig von ihrm Abstand und ihrem Ort von vornherein einstellen
kann und zweitens darin. daß Drehungen um verhältnismäßig große Winkel vorzunehmen
sind, so daß etwaige Fehler prozentual lileill werden.
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Die Spiegel I und 4 sind nun noch um die Achsen RR bzw, SS zu drehen,
und zwar um sehr kleine Winkel α1 und α4. Der Ort zur Interferenzen
hängt nun allein von den Verhältnis α1/α4 ab, der Streifenabstand von
der Summe α1 + α4 (und außerdem in geringem Maße von der Richtung der
Drehachse PP).
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Durch geeignete Kopplung der Verstellvorrichtungen, z. B. derart.
daß nach Einschalten der Kopplung die Summe 21 + 24 konstant bleibt, ergibt sich
daraus die Möglichkeit, Ort und Abstand der Streifen ,getrennt einzustellen.
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Ein besonderer Vorteil der Anordnung liegt noch darin, daß statt
der Spiegel 1 und 4. wie bisher angenommen, die benachbarten Spiegel 2 und 4 (oder
1 und 3) als beweglich. die beiden anderen als fest und parallel uzeinander angenommen
werden können. Hierdurch ergeben sich weitere konstruktive Vereinfachungen.
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Die zum Ausgleich von Gangunterschieden nötige Vorrichtung zur Parallelverschiebung
eines Spiegels kann entweder an einem der drehbaren oder an einem der nicht drehbaren
Spiegel angebracht werden.