143036. lajstromszámú szabadalom • Műszer vékony szálak keresztmetszete körtől való eltérésének mérésére

Megjelent: 1956. június hó 1-én ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 143.036. SZÁM 42. b. 9-13. OSZTÁLY — 01—19. ALAPSZÁM Műszer vékony szálak keresztmetszete körtől való eltérésének mérésére A Magyar Állam, mint a feltalálók: Bottka Pál, dr. Lukács Gyula és Gyimóthy István kutatók, budapesti lakosok jogutóda. A bejelentés napja: 1952. november 20. A találmány szerinti műszer azt a célt szolgálja, hogy vele vékony szálak — pl. izzólámpába való izzószálak — líeresztmetszeti alakjának a körtől való eltérését egyszerűen és pontosan meg lehessen állapítani, ill. meg lehessen mérni. Minthogy igen vékony, nevezetesen pl. 1—3 század milliméter átmérőjű szálakról van szó, a találmány szerint a mérésre a fényinterferencia jelenségét használjuk fel. Ebből a célból a szálat két, egymáshoz képest közel derékszögben álló ütközőhöz fektetjük, ahol az egy-egy ponton megtámaszkodik, a szál kerületének két szemközti pontjához pedig egy-egy tapintót illesztünk. A tapintók egy-egy tükörrel állnak összeköttetésben, amelyek Michelson-féle interferometer fényvisszaverő tükrei. A tükrök alaphelyzete az, amelyben a tapintók az ütközőket érintik (zérus szálvastagság). Ennek megfelelően egy bizonyos inteferenciakép áll elő. A szál betétele folytán az interferenciakép a tapintók (és megfelelően a tükrök) elmozdulása közötti különbségnek megfelelően megváltozik, aminek alapján a műszeren a szál két mérete közötti különbség közvetlenül leolvasható. A készülék egy kiviteli példáját a mellékelt rajz ábrázolja. Az 1 szálat, amelyet a készülékkel vizsgálni akarunk, az egymással közel derékszöget bezáró 2, 3 ütközőkhöz támasztjuk, amelyeknek lapjait egyegy, nagy pontossággal síkra megmunkált zafirhasáb alkotja. A vizsgálandó szálhoz, mint tapintó, a 4 és 5 kétkarú emelő egy-egy karja támaszkodik, ugyancsak egy-egy zafirhasábocska útján, míg az emelők másik végén egy-egy 6, 7 síktükör van megerősítve. A 6 és 7 síktürök elmozdulásának különbségét a Michelson-féle interferometer elvének felhasználása révén igen nagy pontossággal megmérhetjük. Az elrendezés olyan, hogy a 4, 5 emelők a 2, 3 ütközők megfelelő lapjaira és egymásra is közel merőlegesek és a készülék jobb és baloldala a 8 szögfelező síkhoz képest egymásnak közel tükörképe; a két tükör síkja által bezárt szögnek sem kell pontosan 90°-nak lennie. A 8 szimmetriasíkban a két tükör- normálisának metszéspontja közeieben a félig áteresztő, félig visszaverő 9 tükör van elhelyezve. Ha 10-nél egy fényforrást, pl. monokromatikus fényforrást helyezünk el, akkor a fény egyrészt a 10-9-6-9-11, másrészt a 10-9-7-9-11 úton fog haladni és minthogy a két fénysugár a 6 és 7 tükör elhagyása után a 8 réteghez általában különböző hosszúságú út megtétele után érkezik vissza, a 1 I-nél elhelyezett mikroszkópban interferencia csíkok jelennek meg. A 6, 7 és 9 tükrök a 10 fényforrással és a 11 mikroszkóppal együtt egy ^Michelson-féle interferométert alkotnak. A "rnűszer alaphelyzetében, amikor a tapintók zafirprizm^i az ütközőkre feküsznek, az interferenciaképet úgy kell beállítani, hogy az útkülönbség nélküli fénysugarak által keltett interferencia ^csík a mikroszkóp látómezejének közepén kijelölt zérus skálavonásra essék, az interferenciacsíkok távolsága pedig a skálavonások távolságának feleljen meg. Az interferenciakép ilyen beállítása a féligáteresztő tükör finom eltolásával és a rajz síkjára merőleges tengely körüli elforgatásával érhető el. Az interferenciakép egyértelmű beállításához és az interferenciacsíkok eltolódásának megállapításához az interferenciacsíkok azonosíthatósága szükséges. E célból fehér fényt használunk, amely esetben az interferenciacsíkok egymástól színeik alapján megkülönböztethetők. A mikroszkóp zérus skála vonására rendszerint azt a sötétebb csíkot állítjuk, amelytől egyik ill. másik irányban a csíkok zöldes, ill. vöröses színűek. A műszert így beállítva és a vizsgálandó szálat az ütközőkre, a tapintók alá helyezve, a következőket tapasztaljuk: Ha a szál keresztmetszete köralakú, akkor az interferenciakép a keresztmetszet nagyságától független, mert egy vastagabb szál behelyezésekor a két tükör egyenlő mértékben mozdul el, a fénysugár által megtett utak különbsége tehát a zérus skálavonásnál változatlan marad. Ha azonban a szálnak az ütközők lapjaira merőleges két mérete különböző, az interferenciacsíkok eltolódnak és az eltolódásból a méretek különbsége ismert módon meghatározható. Ha a fény hullámhosszát középértékben pl. kereken 500 millimikronnak tekintjük és a kétkarú emelők karviszonya 5:1, akkor az interferenciaképnek két csíktávol-