Настройка микроинтерферометра

1. Включите лампу 12 и положите испытуемую деталь 11 на столик прибора исследуемой поверхностью вниз (к объективу) (рис. 11). Для настройки правильного освещения необходимо обратиться к лаборанту.

Рис. 11

2. Поверните рукоятку 2 так, чтобы отгравированная на ней стрелка расположилась вертикально, и с помощью микрометрического винта 4 сфокусируйте интерферометр на исследуемую поверхность (получите ее резкое изображение).

3. Поворотом рукоятки 2включите головку объектива 5 (стрелка на рукоятке должна расположиться горизонтально); при этом в поле зрения должны быть видны интерференционные полосы (аналогичные изображенным на рис. 10).

4. С помощью микрометрического винта 1 добейтесь наиболее резкого изображения полос и такого положения, при котором в поле зрения будут видны одновременно изображение контролируемой поверхности и интерференционная картина.

5. Для получения бóльшей контрастности полос рекомендуется поворотом кольца 7 несколько уменьшить отверстие апертурной диафрагмы.

6. Необходимый для работы интервал между полосами интерференционной картины установите вращением головки винта 3 вокруг собственной оси.

7. Поворотом винта 3 вокруг оси головки объектива 5 установите интерференционные полосы перпендикулярно штриху (исследуемой царапине) на испытуемой поверхности.

8. Для работы с монохроматическим светом включите один из светофильтров сдвинув пластину 6 до упора.

3.2. Измерение с помощью винтового окулярного микрометра
и обработка результатов

Оценка качества полированной поверхности производится по результатам ряда измерений, выполняемых с помощью окулярного микрометра. Перед началом измерений следует, поворачивая окулярный микрометр 8 вокруг своей оси, выставить его так, чтобы подвижный индекс, состоящий из двух рисок, совпал с направлением интерференционных полос (в неискривленной их части) (рис. 12).

Рис. 12

Затем для определения высоты или глубины одной из находящихся в поле зрения микроинтерферометра неровностей, выполните следующие операции:

а) измерьте интервал между интерференционными полосами d;

б)измерьте высоту изгиба полосы DN;

в) вычислите глубину или высоту неровности h по формуле

, (20)

где среднее значение длины волны используемого освещения: для белого света (в отсутствии светофильтра) принимается 0,54 мкм., в случае желтого светофильтра – 0,59 мкм., а в случае зеленого светофильтра – 0,55 мкм.

Для определения интервала между интерференционными полосамиивысоты их изгибаперекрестие в поле зрения окулярного микрометра совместите с серединой одной из темных полос, а затем по неподвижной шкале в поле зрения и по барабану микрометрического винта произведите отсчет величины . Полные миллиметры отсчитываются по шкале, десятые и сотые доли миллиметра – по барабану винта. Вращая барабан микрометрического винта, совместите перекрестие с серединой соседней темной полосы и про­изводите отсчет величины , а затем на­ведите перекрестие на вершину изгиба этой полосы и произведите от­счет величины . По формулам

, (21)

(22)

вычислите интервал между интерференционными полосами и высоту изгиба. Локальную глубину неровности определите по формуле (20).

Таблица 2

№ цара- пины	№ изме-рения	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мкм	, мкм	, мкм

Пункты «а», «б» и «в» для одной и той же царапины следует повторить еще два раза, выбирая в качестве начальной каждый раз другую интерференционную линию. Среднее значение глубины выбранной неровности найдите путем усреднения

, (23)

где - измерений, выполненных для -ой царапины.

Все измеренные и вычисленные величины занесите в табл. 2.

Перемещая столик с образцом винтами 9 и 10, (см. рис. 11), в по­ле зрения окулярного микрометра введите другую неровность и для нее произведите описанные выше измерения и расчеты.

Для получения усредненного значения неровности по всей исследуемой поверхности

(24)

необходимо найти среднюю высоту или глубину как минимум трех неровностей на этой поверхности. В формуле (24) - число исследованных царапин.

Получив значение , определите класс шероховатости поверхности по табл. 3, в которой приведены предельные значения для пяти классов шероховатости поверхности по ГОСТ 2789–73.

Таблица 3

Класс шероховатости
, мкм	0,5–0,8	0,25–0,5	0,12–0,25	0,06–0,12	до 0,06

Примечания:

Если царапина имеет глубину h за пределами классов 10–14, то прибор МИИ-4 измерения не выполнит.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
НА КОМПЬЮТЕРНОМ ИМИТАТОРЕ

1. На экране монитора в меню «Физическая лаборатория», подведя курсор и щелкнув левой кнопкой мыши, откройте раздел «Оптика и квантовая физика». Затем этой же кнопкой выберите лабораторную работу «Исследование качества полированной поверхности с помощью микроинтерферометра Линника» и, подведя курсор, активируйте клавишу «Выполнить». При этом откроется окно с изображением и описанием имитируемого прибора. Ознакомившись с прибором, активируйте левой кнопкой мыши клавишу «Выполнить» и войдите в окно с изображением поля зрения окулярного микрометра, вспомогательного рисунка и таблицы, в которую компьютерная программа будет заносить результаты измерений.

2. Выберите в поле зрения окулярного микрометра одну из царапин.

3. Совместите перекрестие окулярного микрометра с центральной линией любой темной интерференционной полосы этой царапины (в пределах неискривленного участка линии, т.е. выше или ниже изгиба). Управляйте перекрестием с помощью стрелок клавиатуры.

4. Нажав кнопку «Записать», занесите значение в экранную таблицу.

5. Переместите перекрестие на соседнюю центральную линию и, нажав кнопку «Записать», занесите значение в экранную таблицу.

6. Перемещая перекрестие вверх или вниз, а затем вправо или влево наведите его на вершину изгиба этой линии. Нажмите кнопку «Записать», и занесите значение в экранную таблицу.

7. Повторите п.п. 3-6 еще два раза, выбирая в качестве начальной линии каждый раз центральную линию другой темной интерференционной полосы. Результаты измерений перенесите с экранной таблицы в табл. 2 тетради.

8. Нажмите кнопку «Новый опыт» и, выбрав в поле зрения окулярного микрометра новую царапину, повторите п.п. 3-7 с тем, чтобы получить девять наборов параметров , и для трех царапин.

9. Используя формулы (21), (22), (20) и (23) вычислите значения локальных интервала между интерференционными полосами , высоты изгиба , глубины царапины , а также среднее значение глубины каждой из трех исследованных царапин .

10. По формуле (24) вычислите усредненное значение глубин царапин по всей исследуемой поверхности , а результаты всех вычислений занесите в табл. 2.

11. Используя полученное значение и данные табл. 3 определите класс шероховатости исследованной поверхности.