Материалы оптические. Методы измерений показателя преломления

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

МАТЕРИАЛЫ ОПТИЧЕСКИЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

ГОСТ 28869-90

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ

КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москв
а

УДК 681.7.03.001.4:006.354 Группа П49

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МАТЕРИАЛЫ ОПТИЧЕСКИЕ

Методы измерений показателя преломления
Optical materials.
Methods of measuring the refractive index

ОКСТУ 4409

Дата введения 01.01.92
Настоящий стандарт распространяется на оптическое стекло (далее—стекло) и оптические кристаллы кубической сингонии (далее — кристаллы) и устанавливает обязательные методы изме­рений показателя преломления (гониометрические и рефрактомет­рические) в видимой и инфракрасной областях спектра.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Метод измерения показателя преломления следует выбирать в зависимости от предельной погрешности измерений, приведенной в приложении 1, технико-экономической целесообразности выпол­нения требований к изготовлению образца для измерений, установ­ленных для каждого метода.
В случае необходимости проведения измерений показателей пре­ломления и дисперсий с повышенной точностью требования к ка­честву измеряемых образцов, к. средствам и условиям измерения должны устанавливаться в зависимости от конкретного объекта и цели измерения, с учетом особенностей используемого прибора и заданной погрешности.
1.2. Гониометрические методы включают:
метод наименьшего отклонения;
метод автоколлимации.
Рефрактометрические методы включают: |
метод измерения на рефрактометре Пульфриха;
метод измерения на V-рефрактометре;
Издание официальное
© Издательство стандартов, 1991
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
‘ метод измерения на рефрактометре Аббе;
метод измерения на компенсационном рефрактометре;
интерференционный сравнительный метод измерения (метод Обреимова).
1.3. Измерение показателя преломления проводят для длин волн, при которых нормируют качество или характеризуют свойства оп­тического материала.
По измеренным показателям преломления вычисляют значения средней дисперсии и коэффициента дисперсии. Значения частных дисперсий и относительных частных дисперсий вычисляют при не­обходимости.
Длины волн и соответствующие им линии спектра химических элементов указаны в приложении 2.
1.4. Все использованные средства измерений должны быть по­верены или аттестованы.
1.5. Выбор методов измерения показателя преломления — па приложению 1.

2. МЕТОД НАИМЕНЬШЕГО ОТКЛОНЕНИЯ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ НА ГОНИОМЕТРЕ

2.1. Сущность метода
2.1.1. Метод наименьшего отклонения основан на измерении пре­ломляющего угла 0 образца в форме призмы с главным сечением 1 в виде равнобедренного треугольника и угла наименьшего отклоне­ния єл луча с длиной волны X, проходящего в призме параллельно ее основанию (черт. 1).

2.1.2. Показатель преломления (п(Х)) рассчитывают по формуле ©-К
sin 5—
П(Х)=- 1 . (1)
sin 2
2.2. Требованияк отбору образцов
2.2.1. Отбор образцов следует проводить по технической доку­ментации, утвержденной в установленном порядке.
2.2.2. Образец оптического материала должен иметь форму трех­гранной равнобедренной призмы с преломляющим углом О, соответ­ствующим требованиям формулы
0=2 [ arcsin (61>;5) ] . (2)
2.2.3. Длина рабочих сторон АВ и ВС главного сечения образ­ца должна обеспечивать требование к предельному углу разреше­ния зрительной трубы (п. 2.3.1).
Размеры рабочей преломляющей грани образца должны быть не менее 30X50 мм.
2.2.4. Допуск плоскостности рабочих граней образца стекла не должен быть более 0,25 интерференционной полосы, образца крис­талла — не более 0,5 интерференционной полосы.
Угол между рабочими гранями и опорной плоскостью, парал­лельной главному сечению призмы, должен быть 90 ° ±1
2.2.5. Поверхности рабочих граней образца, заключающие преломляющий угол 0, должны быть отполированы. Параметр шероховатости Кг ^0,050 мкм — по ГОСТ 2789.
2.2.6. В рабочем объеме образца не должно быть скоплений пузырей и включений.
Требования к качеству материала — по ГОСТ 23136:
оптическая однородность— 1-й категории;
бессвильность (категория и класс) — 1А;
двулучепреломление — 2-й категории.
Поверхности рабочих граней образца не должны иметь царапйн, точек, участков с недополировкой, а также налетов, пятен, пленок и других следов разрушения поверхностей.
2.2.7. Коэффициент пропускания т (К) образца должен быть не менее 0,30.
2.3. Т р е бо ванияк средствам измерений
2.3.1. Гониометры и гониометры-спектрометры, используемые для измерения показателя преломления, должны соответствовать требованиям табл. 1.
Та бл ица 1
Наименование показателя, размерность
Значение показателя
Диапазон длин волн, нм
40'0—700
Диапазон измеряемых значений показателя прелом­ления
Не ограничен

Продолжение табл. 1
. *
Наименование показателя, размерность
Значение показателя
Диапазон измерения плоских углов
0—360 °
Пределы допускаемой погрешности при измерении любого углового интервала
+2"
Предельный угол разрешения зрительной трубы, не более
2,5"

2.3.2. Источник излучения должен обеспечивать работу в обла­сти от 400 до 700 нм. В качестве источника излучения следует при­менять газоразрядные лампы с наполнителями: гелием, кадмием, натрием, ртутью, водородом.
2.3.3. Для контроля рабочих условий следует применять: термометр по ГОСТ 28498 с ценой деления не более 0,1 °С; барометр с ценбй деления не более 1 кПа;
гигрометр с ценой деления не более 5 % •
2.4. Т р е бо ванияк подготовке измерений
2.4.1. Подготовку прибора к измерению и проверку его работы проводят согласно прилагаемой к нему инструкции по эксплуата­ции.
2.4.2. Перед началом измерения образцы должны быть выдер­жаны в рабочем помещении в течение времени, достаточного для того, чтобы они приняли температуру окружающего пространства.
2.4.3. Рабочие поверхности образца должны быть тщательно очищены от загрязнений. Допускается для этого использовать эти­ловый спирт по ГОСТ 18300 или спирто-эфирную смесь для чистки Оптических деталей СЭ-90. . . .
2.4.4. Измерения следует проводить в затемненном рабочем по­мещении во избежание попадания на приемник излучения прямых световых потоков.
2.5. Требованияк проведению измерений
2.5.1. Образец следует установить на столике гониометра так, чтобы он находился в центре поля зрения коллиматора и зритель­ной трубы, а его рабочие грани были перпендикулярны к визирной оси зрительной трубы;
световые пучки, падающие на его грани, отражающиеся от них и преломляющиеся, должны занимать середину отверстий объекти­вов коллиматора и зрительной трубы.
2.5.2. Измерения показателя преломления следует проводить в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.
2.5.3. Измерения проводят при нормальных условиях рабочего пространства по ГОСТ 8.050:
температура воздуха, °С 20,0±0.,5
атмосферное давление, кПа 1і01,325± 1,500
относительная влажность воздуха, % ... 58± 10і
Колебание температуры во время измерений должно быть не более 0,5 °С.
2.5.4. Допускается проводить измерения показателя преломле­ния при условиях, выходящих за пределы значений, характеризую­щих нормальные условия рабочего пространства, с учетом попра­вок на температурный коэффициент показателя преломления опти­ческого материала и показатель преломления воздуха.
Пересчет показателя преломления следует проводить по форму­ле
”. (»-»« - fa -«-20Т. (3)
Го-мпіо, 2406030 ( 15997 ]
1)• 10«= [8342,13+ ——+ х
Р Г1-4-р(6,13—0,100/)10 ®1 ідо 99 0 343№1 (4)
Х Фб’,095'5 І 1+0,0036610/ J-/• |42,У2-П,34бД0|, (4)
где no (X) —показатель преломления материала образца при нор­мальных условиях;
п (А) — показатель преломления материала образца при ус­ловиях измерения;
N (X, р, t, f) — показатель преломления воздуха при условиях изме­рения;
Л/b (X)—показатель преломления воздуха при / = 20°С, р= = 101,325 кПа, f= 1,33 кПа;
р — давление воздуха, кПа;
t — температура, °С;
f — парциальное давление водяного пара, кПа;
ko — волновое число в вакууме, равное -у , мкм-1;
Рабг —температурный коэффициент показателя преломления материала.
2.5.4.1. Парциальное давление водяного пара f рассчитывают умножая относительную влажность в процентах в рабочем прост­ранстве во время измерения на коэффициент пропорциональнос­ти К (табл. 2).
Пример пересчета приведен в приложении 3.
При невозможности или нецелесообразности приведения резуль­татов измерения к значениям, соответствующим нормальным ус­ловиям фактические значения температуры, давления и влажности должны быть записаны в протоколе с результатами измерения.
Таблица 2
t, сс
К, кПа
t, °С
' К, кПа
t, °С
К, кПа
10
0,0123
17
0,0193
24
0,0299
11
0,0131
18
0,0207
25
0,0317
12
0,0140
19 ’
0,0220
26
0,0336
13
0,0149
20' ;
0,0233
27
0,0356
14
0,0160
21 ■
■ 0.0249
28
0,0377
15
0,0171 .
22
■ ■ 0,0264
29
0,04’00
16
6,0181
23
0,0281
30
. 0,0424

2.5.5. Перед началом;-и после окончания измерений следует из­мерять температуру, воздуха вблизи измеряемого образца, ат­мосферное давление и относительную влажность в рабочем помеще­нии. За окончательный резул'ьтат;щринимают среднее арифметичес­кое полученных значений. -
2.5.6. Измерения каждого .преломляющего угла следует про­водить на трех участках лимба/При измерении каждого угла сни­мают не менее трех отсчетов, находят среднее арифметическое по­лученных значений: ■ ’ ■• • - - - - - ;
2.6. Требованияк обработке и оформлению результатов изме:р ени'йг ’
2.6.1. Значение показателя преломления рассчитывают по фор­муле (I). Расчет проводят до десятичного знака, на порядок боль­шего, чем предельная погрешность измерений.
2.6.2. Результаты измерений и-расчетов вносят в журнал, фор­ма которого утверждена в установленном’порядке, и в документ на поставку продукции (паспорт) .

3. МЕТОД АВТОКОЛЛИМАЦИИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ НА ГОНИОМЕТРАХ

3.1. Сущность метода
3.1. 1. Метод автоколлимации основан на измерении преломляю­щего угла 0 образца в форме призмы с главным сечением в виде прямоугольного треугольника и автоколлимационного угла падения (равного углу выхода) 6 луча с длиной волны X, проходящег