-
Interferometer
Die Erfindung betrifft ein Interferometer, insbesondere
zur Untersuchung von Flüssigkeiten und Gasen, und zeichnet sich dadurch aus, daß
es eine planparallele Platte aufweist, deren eine Fläche zur Strahlenteilung und
-wiedervereinigung und deren andere Fläche als Spiegel dient, daß ferner ein Winkelspiegel
mit veränderbarem Winkel für die Umlenkung sowohl der an der Strahlenteilungsfläche
reflektierten als auch der durch diese Fläche durchgelassenen Strahlen vorgesehen
ist und daß die Platte und der Winkelspiegel derart ausgebildet und angeordnet sind,
daß die an der Teilungsschicht reflektierten Lichtstrahlen bei Einfall in den Winkelspiegel
auf eine andere Spiegelfläche des Winkelspiegels treffen als die durch die Teilungsschicht
hindurchgelassenen Strahlen. Dadurch wird erreicht, daß die geteilten Strahlen im
Interferometer in entgegengesetzter Richtung umlaufen, so daß die Interferenzerscheinungen,
welche bei Einführung einer zu untersuchenden Probe in den einen Lichtweg und einer
Vergleichsprobe in den anderen Lichtweg erzeugt werden, im allgemeinen, d. h. sofern
der Winkel des Winkelspiegels nicht gerade go0 beträgt, im Endlichen-liegen, und
es können durch Änderung des Winkels des Winkelspiegels die Streifenbreite und deren
Abstand voneinander geregelt werden. Gegenüber den bekannten Geräten, welche aus
einer planparallelen Glasplatte und einem rechtwinkligen Prisma bestehen, wobei
Glasplatte und Prisma derart angeordnet sind, daß die geteilten Lichtstrahlen zunächst
auf die eine reflektierende Fläche des Prismas fallen und dann auf
die
andere, wird insofern ein Vorteil erzielt, als bei der letztgenannten Anordnung
die Interferenzerscheinungen stets im Unendlichen liegen. Eine Änderung des Prismenwinkels
hat daher keinen Einfluß auf den Streifenabstand, denn die interferierenden Strahlen
ändern wohl ihre Richtung, bleiben aber im übrigen stets parallel. Es müssen also,
um eine Streifenregelung vornehmen zu können, andere geeignete Mittel, z. B. zusätzliche
planparallele Platten, welche in den Lichtwegen anzuordnen sind, vorgesehen werden,
welche das Gerät komplizieren und die Bedienung unbequem machen.
-
Die genannten Streifenregelungen sind aber notwendig, wenn z,B. an
Hand der Brechzahlen der zu untersuchenden Flüssigkeiten auf die Konzentration von
in den Flüssigkeiten gelösten Gasen über einen großen Bereich geschlossen werden
soll.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Gerät ist es dazu nur erforderlich, zur
Messung hoher Konzentrationen, welche eine große Streifenzahl pro Längeneinheit
erfordern, den Winkel des Winkelspiegels etwas über go hinaus zu vergrößern und
umgekehrt, zur Bestimmung niedriger Konzentrationen, den Winkel etwas zu verkleinern.
-
Da eine solche Verstellung des Winkelspiegels verhältnismäßig große
Anforderungen an die Ausbildung der Verstellvorrichtung des Winkelspiegels stellt,
hat es sich als zweckmäßlig erwiesen, den Winkelspiegel durch an seine Stelle schaltbare
Spiegelprismen mit verschiedenen Prismenwinkeln zu ersetzen. Damit scharfe Interferenzstreifen
erhalten werden, ist die Lichtteilnngsfläche der planparallelen Platte in bekannter
Weise halbdurchlässig verspiegelt, so daß die zu messende Probe und die Vergleichsprobe
von Lichtströmen gleicher Intensität durchstrahlt werden. Damit zwischen der Glasplatte
und dem Winkelspiegel genügend llaum erhalten wird, um die zu untersuchende Probe
und die Vergleichsprobe nebeneinander ohne Schwierigkeiten anordnen zu können, wie
bei anderen Interferometern bekannt auf die Lichtteilungsfläche der planparallelen
Platte ein Prisma gekittet, wodurch eine Brechung der in die planparallele Platte
eintretenden Lichtstrahlen vermieden wird. Da es schwierig ist, eine solche Verkittung
so vorzunehmen, daß die dem Winkelspiegel zugewandten Seiten der planparallelen
Platte und des Prismas keinen Winkel miteinander bilden, wodurch zusätzliche Interferenzen
auftreten würden, kittet man vorteilhaft auf diese Flächen eine weitere planparallele
Glasplatte, so daß ein eventuell verbleibender Keilraum mit Kitt angefüllt wird.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
-
Auf eine Glasplatte I mit parallelen Flächen 3 und I4 ist ein rechtwinkliges
Prisma 2 gekittet. In der Kittfläche 3 ist einehalbdurchlässige Spiegelschicht 3'
angeordnet. Auf die Glasplatte I und das Prisma 2 ist eine weitere planparallele
Glasplatte4 gekittet, um Störungen in den Interferenzerscheinungen der Anordnungen
zu vermeiden, welche z. B. durch einen beim Zusammenkitten der Platte I und des
Prismas 2 verbleibenden Luftkeil I3 entstehen können. Durch die aufgekittete Platte
4 werden solche Interferenzen vermieden, wenn der Keil I3 mit Kitt ausgefüllt wird.
Mit Abstand von der Glasplatte 4 ist ein auswechselbares rechtwinkliges Prisma 5
angeordnet, wobei der Abstand so groß ist, daß zwischen dem Prisma 5 und der Glasplatte
4 eine Küvette mit Kanälen -6, 7 und 8 vorgesehen werden kann. In dem Kanal 7 ist
eine zu untersuchende Flüssigkeit und in den Kanälen 6 und 8 eine Vergleichsflüssigkeit
enthalten. Ein durch das Prisma 2 eintretender Lichtstrahl 9 wird an der halbdurchlässigen
Spiegelschicht 3' geteilt. Der eine Teil 10 des Lichtstrahls g geht durch den Kanal
6 und wird durch das Prisma 5 in den Kanal 8 gelenkt. Nach Reflexion an der Fläche
14 der Glasplatte I durchsetzt er die halbdurchlässige Spiegelschicht im Punkt II.
Der von der halbdurchlässigen Spiegelschicht 3' durchgelassene Teil 12 des Strahles
9 durchsetzt nach Reflexion an der Fläche 14 den Kanal 7, tritt in das Prisma 5
und durchsetzt den Kanal j erneut, wonach er sich im Punkt II mit dem Strahlenanteil
10 vereinigt. Da der Strahlenanteil 10 nur die Vergleichsflüssigkeit durchläuft
und der Anteil I2 nur die zu untersuchende Flüssigkeit, weisen beide Strahlenanteile
gegeneinander einen Gangunterschied auf und interferieren im Punkt II. Ihr Gangunterschied
und das dadurch bewirkte Verschieben des Interferenzstreifenbildes geben ein Maß
für das Brechzahlverhältnis der zu untersuchenden und der Vergleichsprobe. Im Fall,
daß das Prisma 5 durch ein nicht rechtwinkliges Prisma, wie durch das Prisma 5'
angedeutet ist, ersetzt wird, sind die das Prisma 5' verlassenden Lichtstrahlen,
wie beispielsweise für die Strahlen IO' und I2' angedeutet ist, gegeneinander geneigt,
und sie interferieren jetzt mit benachbarten Strahlen, wobei die dabei entstehenden
Interferenzstreifen näher zusammengerückt oder auseinandergezogen erscheinen, je
nachdem ob der Prismenwinkel des Prismas 5' größer oder kleiner als go'C ist. Durch
Wahl des Prismenwinkels kann deshalb leicht ein gewünschter Streifenabstand in dem
Gerät eingestellt werden.