DE1172059B

DE1172059B - Method and device for investigating the properties of surface layers of translucent materials

Info

Publication number: DE1172059B
Application number: DEC22235A
Authority: DE
Inventors: Paul Henri Acloque; Claude Guillemet
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1959-09-01
Filing date: 1960-08-29
Publication date: 1964-06-11

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung der Eigenschaften von Oberflächenschichten lichtdurchlässiger Werkstoffe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung der Eigenschaften von Oberflächenschichten lichtdurchlässiger Werkstoffe und richtet sich ferner auf eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.Method and device for investigating the properties of surface layers translucent materials The invention relates to a method for examination the properties of surface layers of translucent materials and aligns also on a device suitable for carrying out this method.

Es ist bekannt, optische Eigenschaften, insbesondere die Doppelbrechung eines durchsichtigen Werkstoffes dadurch zu bestimmen und zu messen, daß durch die gesamte Dicke des zu untersuchenden, z. B. in Form eines Plättchens oder einer Folie vorliegenden Stoffes ein vorzugsweise polarisiertes Lichtstrahlenbündel hindurchgeschickt wird. Dabei kann der optische Weg dieses Lichtstrahlenbündels senkrecht oder schräg zu den Oberflächen des Plättchens verlaufen. Die Bestimmung der Spannungen, die bekanntlich in Beziehung zu den Gangunterschieden des Strahlenganges eines polarisierten Lichtes stehen, erfolgt durch Integration der Differenzen des Strahlenganges längs dieses Weges. Eine solche ist jedoch insbesondere dann, wenn die Summe der Gangunterschiede trotz Vorliegen eines Systems von unter Umständen sehr bedeutenden Spannungen gleich Null ist, z. B. dann, wenn dieses Spannungssystem aus parallel zu den Oberflächen gerichteten Spannungen besteht, die sich von der einen zur anderen Seite des Plättchens verändern, sich jedoch, wie beispielsweise bei homogen vorgespanntem Glas, ausgleichen, unmöglich. It is known optical properties, especially birefringence a transparent material to determine and measure that through the total thickness of the examined, z. B. in the form of a plate or a film present substance a preferably polarized light beam sent through will. The optical path of this light beam can be perpendicular or oblique run to the surfaces of the platelet. Determining the stresses that as is well known in relation to the path differences of the beam path of a polarized one Light is done by integrating the differences in the beam path lengthways this way. Such is particularly the case when the sum of the path differences despite the presence of a system of potentially very significant tensions Is zero, e.g. B. when this tension system is made parallel to the surfaces directional stresses that extend from one side to the other of the platelet change, but balance out, as is the case with homogeneously toughened glass, for example, not possible.

Es ist auch bereits bekannt, daß beim Auftreffen des Lichtstrahlenbündels unter dem Totalreflexionswinkel auf ein optisch dünneres Medium eine Grenzschichtwelle entsteht, die man im dichteren Medium beobachten kann (Annalen der Physik, 6. Folge, Bd. 4, Heft 8, 1949, S. 409 bis 431). It is also already known that when the light beam hits a boundary layer wave at the total reflection angle onto an optically thinner medium that can be observed in the denser medium (Annalen der Physik, 6th episode, Vol. 4, Issue 8, 1949, pp. 409 to 431).

Die bekannte Anordnung zum Nachweis dieser Grenzschichtwelle besteht im wesentlichen darin, daß ein rechtwinkliges Prisma, dessen Hypothenuse als Grenzfläche benutzt wird, das dichtere Medium bildet, während die Lichtquelle durch einen beleuchteten Spalt auf einer Kathete realisiert wird. Das reflektierte Licht wird durch eine Schneidenblende auf der zweiten Kathete abgedeckt. The known arrangement for the detection of this boundary layer wave exists essentially that a right-angled prism, its hypotenuse as the interface is used, which forms the denser medium, while the light source is illuminated by one Gap is realized on a cathetus. The reflected light is passed through a Cutting aperture covered on the second cathetus.

Diese Anordnung ist für die Beobachtung der Grenzschichtstrahlung besonders ungünstig. Dadurch, daß das einfallende bzw. reflektierte Strahlenbündel divergierend ist, entsteht im Bereich der Blendenkante auf der Austrittskathete eine Überlagerung der Grenzschichtstrahlung und der reflektierten Strahlen. This arrangement is for the observation of the boundary layer radiation particularly unfavorable. The fact that the incident or reflected beam is divergent, arises in the area of the diaphragm edge on the exit cathet a superposition of the boundary layer radiation and the reflected rays.

Um daher eine vollständige Ausschaltung der reflektierten Strahlen zu erreichen, muß man gleichzeitig einen Teil der Grenzschichtstrahlung abdecken. Berücksichtigt man aber, daß die Intensität der Grenzschichtstrahlung mit der 3. Potenz der Entfernung vom Einfallsbereich abnimmt, so wird ersichtlich, daß gerade durch die bekannte Anordnung der wichtigste Teil der Grenzschichtstrahlung fortfällt. Darüber hinaus wird die Grenzschichtstrahlung durch Beugungslicht vom Eintrittsspalt überdeckt, das eine etwa 100 O00fache Intensität aufweist. Dieses Beugungslicht kann in befriedigender Weise nur mittels eines zusätzlichen Objektivs abgelenkt werden.In order, therefore, to completely eliminate the reflected rays To achieve this, one must cover part of the boundary layer radiation at the same time. However, if one takes into account that the intensity of the boundary layer radiation with the 3rd Power of the distance from the area of incidence decreases, it can be seen that straight Due to the known arrangement, the most important part of the boundary layer radiation is omitted. In addition, the boundary layer radiation is diffracted from the entrance slit covered, which has about 100,000 times the intensity. This diffraction light can only be deflected in a satisfactory manner by means of an additional lens will.

Es war auch nicht bekannt, daß die Grenzschichtstrahlung Informationen über die Eigenschaften der Oberschichten im dünneren Medium, insbesondere über ihren Spannungszustand, liefern könnte. It was also not known that the boundary layer radiation information about the properties of the upper layers in the thinner medium, especially about theirs State of tension, could deliver.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Untersuchung der Eigenschaften der Oberflächenschichten lichtdurchlässiger Werkstoffe und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtstrahlenbündel durch einen auf die zu untersuchende Oberfläche aufgesetzten Körper aus optisch dichterem Material im wesentlichen unter dem Grenzwinkel der Totalreflexion auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet und die sich längs der Grenzfläche des die zu untersuchende Oberfläche aufweisenden, optisch dünneren Materials fortpilanzende Lichtenergie bei Wiedereintritt in das dichtere Medium unter Ausblendung unmittelbar hinter dem Einfallsbereich des reflektierten Lichtes beobachtet wird. The invention is based on this prior art to a method of studying the properties of the surface layers more translucent Materials and is characterized in that a light beam through a Body made of optically denser material placed on the surface to be examined essentially below the critical angle of total reflection on the one to be examined Surface and which extends along the interface of the one to be examined Light energy propagating on the surface, optically thinner material when re-entering the denser medium with fading out immediately behind the Incidence area of the reflected light is observed.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung von Oberflächenspannungen verwendet man vorzugsweise polarisiertes Licht. When using the method according to the invention for measuring Surface tensions are preferably used with polarized light.

Dabei wird in weiterer Ausbildung der Erfindung das austretende Lichtstrahlenbündel vorzugsweise mit einem Streifenkompensator aufgenommen, dessen Mittelebene rechtwinklig zu dem austretenden Lichtstrahlenbündel liegt und dessen natürliche Streifenrichtung parallel zu der Einfallsebene verläuft, so daß der Kompensator geradlinige, gegenüber ihrer normalen Richtung geneigte Streifen erzeugt, deren Neigung eine Funktion der Doppelbrechung des Mediums ist und derart eine Messung der Oberflächenspannung ermöglicht. In a further embodiment of the invention, the emerging bundle of light rays preferably recorded with a strip compensator, the center plane of which is at right angles to the exiting light beam and its natural stripe direction runs parallel to the plane of incidence so that the compensator is rectilinear, opposite its normal direction produces inclined strips, the inclination of which is a function of the Is birefringence of the medium and thus enables a measurement of the surface tension.

Vorzugsweise wird dabei ein Streifenkompensator verwendet, dessen Streifenlokalisierungsebene außerhalb des Kompensators liegt, weil dadurch die Koinzidenz eines Streifens mit einem Meßfaden besonders genau beobachtet werden kann. Preferably, a strip compensator is used, its Stripe localization plane lies outside the compensator, because this causes the coincidence of a strip can be observed particularly precisely with a measuring thread.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine ein Lichtstrahlenbündel erzeugende Lichtquelle, einen optischen Zwischenkörper mit höherem Brechungsindex im Vergleich zu dem des zu untersuchenden Körpers, der das Lichtstrahlenbündel vorzugsweise unter Verwendung einer Immersionsflüssigkeit mit einem Brechungsindex mindestens in der Höhe des zu untersuchenden Körpers unter dem Grenzwinkel der Totalreflexion auf den zu untersuchenden Körper richtet, eine zwischen den einfallenden und den aus dem zu untersuchenden Körper austretenden Lichtstrahlen angeordnete Blende sowie ein Empfangsorgan zur Beobachtung des austretenden Lichtes. One for carrying out the method according to the invention in particular A suitable device is characterized by a beam generating a light beam Light source, an optical intermediate body with a higher refractive index in comparison to that of the body to be examined, which is preferably below the light beam Use of an immersion liquid with a refractive index at least in the Height of the body to be examined below the critical angle of total reflection aligns the body to be examined, one between the incident and the the light rays exiting the body to be examined and arranged aperture a receiving organ for observing the emerging light.

Zweckmäßig verwendet man dabei eine Beleuchtungseinrichtung, welche die Erzeugung eines Lichtstrahlenbündels von dünner, flacher Form erlaubt. A lighting device is expediently used in this case, which allows the generation of a light beam of thin, flat shape.

Dazu besteht die Lichtquelle vorzugsweise aus einem geradlinigen Leuchtfaden und ist parallel zu sich verschiebbar angeordnet, wobei der Leuchtfaden immer parallel zu einem Schlitz von verstellbarer Breite liegt, welcher das einfallende Strahlenbündel begrenzt.For this purpose, the light source preferably consists of a straight filament and is arranged displaceably parallel to itself, the filament always being parallel to a slot of adjustable width, which is the incident beam limited.

Unterhalb des Schlitzes ist der optische Körper in Gestalt eines aus einem oder mehreren Teilen bestehenden Blockes aus durchsichtigem Werkstoff angeordnet, dessen ebene Grundfläche auf der oberen Fläche des zu untersuchenden durchsichtigen Körpers aufruht, dessen eine Seitenfläche eine Totalreflexion des einfallenden Strahlenbündels bewirkt und der eine andere Fläche aufweist, welche die Totalreflexion des austretenden Lichtstrahlenbündels bewirkt. Below the slot is the optical body in the form of a block of transparent material consisting of one or more parts arranged, its flat base on the upper surface of the to be examined transparent body rests, one side surface of which is a total reflection of the causes incident beam and which has a different surface, which causes total reflection of the exiting light beam.

Der optische Körper weist vorzugsweise in seiner Grundfläche in der Nähe der Einfallsstrahlen des Lichtstrahlenbündels eine Kerbe auf, welche mit einem die störenden Strahlen absorbierenden Stoff angefüllt ist. The optical body preferably has in its base area Sew a notch to the incident rays of the light beam, which is marked with a the interfering radiation-absorbing substance is filled.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist im Strahlengang der beobachteten Strahlen ein Kompensator aus zwei doppeltbrechenden einachsigen Lamellen angeordnet, deren eine Lamelle mit zueinander parallelen Flächen so geschnitten ist, daß diese Flächen einen vorbestimmten Winkel zu ihrer optischen Achse bilden und deren andere mit kleinem Winkel prismatisch gestaltet und so geschnitten ist, daß ihre optische Achse parallel zu ihrer Brechungskante liegt und die beiden Lamellen so miteinander vereinigt sind, daß ihre optischen Achsen im rechten Winkel zueinander liegen. In a further embodiment of the invention, the observed is in the beam path Rays a compensator composed of two birefringent uniaxial lamellae arranged, whose one lamella is cut with mutually parallel surfaces so that this Surfaces form a predetermined angle to their optical axis and the other is designed with a small prismatic angle and cut so that its optical Axis is parallel to its refraction edge and the two lamellas so with each other are united that their optical axes are at right angles to each other.

Vorzugsweise sind die beiden Lamellen des Kompensators fest in einem in seiner Ebene verschiebbaren Schieber eingefaßt, der rechtwinklig zu dem Lichtstrahlenbündel liegt. The two lamellae of the compensator are preferably fixed in one framed in its plane displaceable slide, which is perpendicular to the light beam lies.

Man kann auch eine einen Meßfaden, z. B. einen eingravierten Strich aufweisende, in der Lokalisie rungsebene der Streifen liegende, in ihrer Ebene drehbare Glasplatte vorsehen, deren Drehungen auf einem damit fest verbundenen, mit Gradeinteilung versehenen Ring ablesbar sind. You can also use a measuring thread, e.g. B. an engraved line having, lying in the localization plane of the strips, rotatable in their plane Provide a glass plate whose rotations are firmly attached to it, with graduation provided ring are readable.

Zweckmäßig wird ein ausschaltbares, auf einem in dem Gehäuse verschiebbaren Schieber angeordnetes Objektiv vorgesehen, welches das Anvisieren einer an einem bestimmten Punkt des zu untersuchenden Prüfkörpers angeordneten Markierung ermöglicht. It is useful to have a switchable one that is slidable on one in the housing Slider arranged lens provided, which allows the sighting of a on one enables marking arranged at a certain point of the test specimen to be examined.

Nachstehend wird als Beispiel eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, und zwar für die Untersuchung einer ebenen Lamelle, an Hand der Figuren beschrieben, von denen F i g. 1 ein Schnitt durch die gesamte Vorrichtung ist und F i g. 2 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des Kompensators besonderer Ausbildung veranschaulicht. The following is an example of an embodiment of an apparatus for carrying out the method according to the invention, specifically for the investigation a flat lamella, described with reference to the figures, of which F i g. 1 a cut through the entire device and F i g. 2 in a schematic representation Embodiment of the compensator of special training illustrated.

Die Lichtquelle besteht aus einer in einem Träger 2, der mit Außengewinde versehen ist und auf den ein Gewindering4, welcher der axialen Verstellung der Lampe dient, aufgeschraubt ist, gelagerten Lampe 1 mit geradem Glühfaden. Die Drehung des Trägers um seine Achse wird durch einen nicht dargestellten Zapfen verhindert. Der Lampe ist ein parallel zu ihrem Faden 6 liegender Schlitz 5 zugeordnet, der durch zwei zueinander parallele Lippen begrenzt ist, deren eine, 7, zwecks Verstellung der Breite des Schlitzes gegenüber der anderen durch eine Schraube 8 mit Rändelkopf verschieblich ist. Diese Anordnung ermöglicht es, ein pinselartiges Lichtstrahlenbündel von rechteckigem, sehr langgestrecktem Querschnitt genau definierter Richtung und bestimmter Dicke zu erzeugen. Dieses flache Lichtstrahlenblindel passiert eine z. B. aus einer polarisierenden Kunststoffolie be stehende Polarisiervorrichtung 9, durch die ihm eine z. B. um 450 gegenüber der Mittelebene des Strahlenbündels geneigte Schwingungsrichtung erteilt wird. The light source consists of one in a carrier 2, the one with an external thread is provided and on which a threaded ring4, which the axial adjustment of the lamp serves, is screwed on, mounted lamp 1 with straight filament. The rotation the carrier about its axis is prevented by a pin, not shown. The lamp is assigned a slot 5 lying parallel to its thread 6, the is limited by two parallel lips, one of which, 7, for the purpose of adjustment the width of the slot opposite the other by a screw 8 with a knurled head is movable. This arrangement enables a brush-like light beam of rectangular, very elongated cross-section of precisely defined direction and to produce a certain thickness. This flat light beam blind passes a z. B. from a polarizing plastic film be standing polarizer 9, by giving him a z. B. inclined by 450 relative to the central plane of the beam Direction of vibration is given.

Das flache Bündel von polarisiertem Licht 10, das in der Figur in vollen Linien dargestellt ist, erreicht dann einen optischen Körper 11, der eine solche Form besitzt, daß er für das einfallende Licht als Prisma mit Totalreflexion wirkt und der durch seine Fläche 12 die Strahlen des Bündels von polarisiertem Licht nach der Fläche 13 der zu untersuchenden Lamelle 14 hin unter einem Einfallswinkel hinleitet, der sehr nahe dem Grenzeinfallswinkel des aus Prisma und Lamelle bestehenden Systems liegt, so daß die gebrochenen Strahlen in dem Stoff der Lamelle einen Brechungswinkel von nahezu 900 bilden. The flat bundle of polarized light 10 shown in the figure in is shown in full lines, then reaches an optical body 11, the one has such a shape that it is a prism with total reflection for the incident light acts and which through its surface 12 the rays of the bundle of polarized light towards the surface 13 of the lamella 14 to be examined at an angle of incidence which is very close to the critical angle of incidence of the prism and lamella System lies so that the refracted rays in the fabric of the lamella have an angle of refraction form of nearly 900.

Dieser optische Körper 11, der ein einheitlicher Körper sein oder auch aus miteinander vereinigten Teilkörpern bestehen kann, besitzt eine ebene Fläche 15, die in engem Kontakt mit der Fläche 13 der zu untersuchenden Lamelle stehen kann. Er besteht aus einem durchsichtigen Material, dessen Brechungsindex größer oder wenigstens gleich dem des Materials, aus dem die zu untersuchende Lamelle besteht, ist. This optical body 11, which may or may not be a unitary body can also consist of partial bodies united with one another, has a flat surface 15, which are in close contact with the surface 13 of the lamella to be examined can. It consists of a transparent material with a higher refractive index or at least equal to that of the material from which the lamella to be examined is made, is.

Im Falle der Durchführung der Untersuchung im polychromatischen Licht wird zunächst die durch den Stoff, aus dem der optische Körper besteht, hervorgerufene Dispersion berücksichtigt. Um für alle Strahlungen einen Brechungswinkel von gleichem Wert zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Dispersion des optischen Körpers in bezug auf die zu untersuchende Lamelle festzustellen.If the examination is carried out in polychromatic light is first of all that caused by the substance of which the optical body is made Dispersion considered. To have an angle of refraction of the same value for all radiations To obtain, it is appropriate to the dispersion of the optical body with respect to determine the lamella to be examined.

Zum Beispiel kann der Körper 11 zwecks Untersuchung von Glasgegenständen mit dem Brechungsindex 1,52 einen Brechungsindex von 1,6 aufweisen. For example, the body 11 can be used to examine glass objects with a refractive index of 1.52 have a refractive index of 1.6.

Die Neigung der Strahlen, die auf die Oberfläche 15 des optischen Körpers 11, die in Kontakt mit der Fläche der Lamelle 14 steht, auftreffen, ist also erheblich größer als der Grenzwinkel des optischen Körpers gegenüber Luft. Damit das Licht aus dem optischen Körper austreten und in die Oberflächenschichten der Lamelle mit einem nahe 900 liegenden Brechungswinkel eintreten kann, muß zwischen die ebene Fläche 15 des optischen Körpers 12 und die ebene Fläche 13 der Lamelle 14 eine Immersionsflüssigkeit eingeschaltet werden, deren Brechungsindex größer ist als der der Lamelle. Im Falle einer Glaslamelle mit dem Index 1,52 und eines optischen Körpers mit dem Index 1,6 wird z. B. Trikresylphosphat mit dem Brechungsindex 1,56 verwendet. The inclination of the rays falling on the surface 15 of the optical Body 11, which is in contact with the surface of the lamella 14, strike is thus considerably larger than the critical angle of the optical body with respect to air. So that the light can exit the optical body and into the surface layers the lamella can enter with a refraction angle close to 900, must be between the flat surface 15 of the optical body 12 and the flat surface 13 of the lamella 14 an immersion liquid can be switched on, the refractive index of which is greater is than that of the lamella. In the case of a glass lamella with the index 1.52 and one optical body with the index 1.6 is z. B. tricresyl phosphate with the refractive index 1.56 used.

Um die störenden Lichtstrahlen, deren Intensität im Verhältnis zu der des hindurchgehenden Lichtstrahlenbündels sehr groß ist, auszuschalten, ist es notwendig, eine zweckentsprechende Blende, wie z. B. einen lichtundurchlässigen Schirm oder eine Reflexionsfläche zu verwenden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform wird eine rechtwinklig zu der Fläche 15 des optischen Körpers verlaufende ausgehöhlte Kerbe 16 mit einem absorbierenden Stoff, wie Teer, gefüllt, welcher diese parasitären Strahlungen abstoppt. To the disturbing rays of light, their intensity in relation to which is very large of the light beam passing through, is to be switched off it is necessary to use an appropriate aperture, such as. B. an opaque one Use a screen or a reflective surface. According to the illustrated embodiment a hollowed out perpendicular to the surface 15 of the optical body Notch 16 filled with an absorbent material such as tar, which these parasitic Stops radiation.

Nachdem die Lichtstrahlen die Oberflächenschicht der Lamelle durchdrungen haben, treten sie von neuem über die Fläche 15 in den optischen Körper 11 ein. Sie werden dann auf der zweckentsprechend orientierten Fläche 17 des Körpers 11 total reflektiert und nach einem Empfangstubus 18 geleitet. After the rays of light penetrated the surface layer of the lamella have, they re-enter the optical body 11 via the surface 15. she are then total on the appropriately oriented surface 17 of the body 11 reflected and passed to a receiving tube 18.

Der Empfangstubus 18 enthält einen Kompensator 19, der gemäß der Erfindung in der im folgenden zu beschreibenden Weise ausgebildet ist: Eine 1,9 mm dicke Lamelle mit zueinander parallelen Flächen 20 (Fig. 2) wird aus einem doppeltbrechenden einachsigen Material in solcher Weise ausgeschnitten, daß ihre optische Achse 21 um 9° gegenüber ihren zueinander parallelen Flächen geneigt ist. Mit dieser Lamelle wird eine prismatische Lamelle 22 aus dem gleichen Material, deren optische Achse 23, die in der Figur nur als Punkt erscheint, parallel zu ihrer Brechungskante verläuft, vereinigt. The receiving tube 18 contains a compensator 19, which according to FIG Invention is designed in the manner to be described below: A 1.9 mm thick lamella with mutually parallel surfaces 20 (Fig. 2) is made of a birefringent uniaxial material cut out in such a way that its optical axis 21 is inclined by 9 ° with respect to their mutually parallel surfaces. With this slat becomes a prismatic lamella 22 made of the same material, whose optical axis 23, which only appears as a point in the figure, runs parallel to its refraction edge, united.

Diese Achse kreuzt die vorher erwähnte Achse. Die Fläche 24 der prismatischen Lamelle ist um 20 30' gegenüber ihrer anderen mit der Lamelle mit zueinander parallelen Flächen vereinigten Fläche geneigt.This axis crosses the aforementioned axis. The face 24 of the prismatic Lamella is by 20 30 'opposite its other with the lamella having parallel to each other Surfaces unified surface inclined.

Ihre größte Dicke beträgt 2,25 mm. Bei dem aus dieser Gesamtheit bestehenden Kompensator liegt die Lokalisierungsebene P der Streifen in 9 mm Abstand von der Fläche 24. Die angegebenen Zahlen beziehen sich auf das Ausführungsbeispiel und haben deshalb keinen begrenzenden Charakter.Their greatest thickness is 2.25 mm. With the one consisting of this totality The compensator is the localization plane P of the strips at a distance of 9 mm from the Surface 24. The numbers given relate to the exemplary embodiment and therefore do not have a limiting character.

Diese beiden Lamellen des Kompensators werden in einem in einer Ebene rechtwinklig zu dem Lichtstrahlenbündel liegenden Schieber 19 a fest, und zwar derart angeordnet, daß die Brechungskante der prismatischen Lamelle in der Austrittsebene der Strahlen liegt. Dieser Schieber kann gegebenenfalls in seiner Ebene verschieblich sein, so daß sogar in polychromatischem Licht die Streifen innerhalb eines ausgedehnten Bereichs von Gangunterschieden beobachtet werden können. These two slats of the expansion joint are in one plane at right angles to the light beam lying slide 19 a fixed, in such a way arranged that the refractive edge of the prismatic lamella in the exit plane the rays lies. This slide can optionally be in his Movable level so that even in polychromatic light the stripes are within an extended one Range of path differences can be observed.

Die Strahlen erreichen nach ihrem Durchgang durch den Kompensator einen Analysator 26. After passing through the compensator, the rays reach an analyzer 26.

Innerhalb des Tubus 18 liegt ein weiterer mit einem mit einer Gradeinteilung versehenen Ring 31 ausgerüsteter Tubus30, der gleichzeitig ein Okular 27 vom positiven Typ und einen Meßfaden29, der in ein Glasplättchen eingraviert ist, enthält. Das Okular kann in der Längsrichtung des Tubus 18 zwecks Anpassung an das Auge des Bedienungsmannes zwecks genauen Erkennens des Meßfadens verstellt werden. Der Meßfaden selbst ist gegenüber dem Tubus 18 fest und liegt ortsfest in der Lokalisierungsebene der Streifen des Kompensators. Er wird durch Drehung des mit der Gradeinteilung versehenen Ringes31 verdreht, um den Meßfaden in die Lage parallel zu den Streifen zu bringen. Der Ring 31 ermöglicht es, den Winkel, um den der Meßfaden verdreht worden ist, bis er mit den Streifen zusammenfällt, was durch das Okular beobachtet wird, abzulesen bzw. zu messen. Die Gradeinteilung kann in Tangenswerten des Winkels erfolgen und ermöglicht dann die unmittelbare Ablesung des Wertes der Spannung. Another one with a graduation is located within the tube 18 provided with ring 31 equipped tube 30, which at the same time has an eyepiece 27 from the positive Type and a measuring thread 29 which is engraved in a glass plate contains. That The eyepiece can be in the longitudinal direction of the tube 18 for the purpose of adapting to the operator's eye can be adjusted for the purpose of precise identification of the measuring thread. The measuring thread itself is with respect to the tube 18 and is stationary in the localization plane of the strips of the compensator. It is set by turning the graduated ring31 twisted to bring the measuring thread into position parallel to the strips. The ring 31 makes it possible to determine the angle by which the measuring thread has been rotated until it is with the strip collapses, what is observed through the eyepiece, read or to eat. The graduation can take place in tangent values of the angle and is made possible then the immediate reading of the value of the voltage.

Die Vorrichtung umfaßt ferner eine besonders vorteilhafte Einrichtung zum Auswählen eines bestimmten Punktes der Oberfläche der zu untersuchenden Lamelle durch Visieren einer auf ihrer Fläche angebrachten Markierung. Die Vorrichtung weist zu diesem Zwecke einen von zwei Öffnungen durchbohrten Schieber33 auf. In einer dieser Öffnungen ist ein kleines Objektiv 32 angeordnet, welches, wenn es sich in der Achse des Rohres befindet, in die Beobachtungsebene des Okulars das Bild eines bestimmten Punktes auf der Lamelle projiziert. Wenn der Schieber in der anderen Richtung bewegt wird, so wird das Objektiv ausgeschaltet, und das zu untersuchende Licht passiert die zweite Öffnung des Schiebers. The device also comprises a particularly advantageous device for selecting a specific point on the surface of the lamella to be examined by sighting a mark made on its surface. The device has for this purpose a slide 33 pierced by two openings. In a A small lens 32 is arranged in these openings, which when it is in the axis of the tube is, in the observation plane of the eyepiece the image of a projected on the lamella at a certain point. When the slide in the other Direction is moved, so the lens is turned off, and the to be examined Light passes through the second opening of the slide.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind sämtliche Teile in einem Gehäuse untergebracht, das eine die Lampe umgebende Schutzhaube 34 aufweist, an der die Lampe über ihre Verstellvorrichtung befestigt ist. Ferner ist ein den optischen Kontaktkörper umschließendes, sich jedoch nicht auf der Oberfläche der zu untersuchenden Lamelle abstützendes Gestell 35 vorgesehen. An diesem Gestell sind die regelbare Schlitzanordnung 5 und der Polarisator 9 befestigt. In the device shown in Fig. 1, all parts are housed in a housing which has a protective hood 34 surrounding the lamp, to which the lamp is attached via its adjustment device. Furthermore, a den optical contact body enclosing, but not on the surface of the To be examined lamella supporting frame 35 is provided. On this frame the adjustable slot arrangement 5 and the polarizer 9 are attached.

Der optische Körper 11 und das Gestell 35 sind miteinander, z.B. durch zwei nicht dargestellte, in in ihre Wandungen ausgesparte Schlitze eingesetzte Keile fest verbunden. Mit dem Gestell 35 ist der die Schlitze, in welchem der Schieber des Kompensators und der des ausschaltbaren Objektivs verschiebbar ist, aufweisende Empfangstubus 18 verbunden.The optical body 11 and the frame 35 are mutually, for example, through two wedges, not shown, inserted into slots recessed in their walls firmly connected. With the frame 35 is the slots in which the slide of the compensator and that of the lens which can be switched off is displaceable, having Receiving tube 18 connected.

Claims

Claims: 1. Method for investigating the properties the surface layers of translucent materials n -z e i c h n e t that a light beam passes through one on the to be examined Body made of optically denser material essentially below the surface the critical angle of total reflection on the surface to be examined directed and which extend along the interface of the surface to be examined, optically thinner material propagating light energy on re-entry into the denser medium with fading immediately behind the area of incidence of the reflected Light is observed.

2. The method according to claim 1 for measuring surface tensions, characterized in that polarized light is used.

3. The method according to claim 1 and 2 for measuring surface tension, characterized in that the emerging light beam through a strip compensator is received, the center plane of which is perpendicular to the exiting light beam and its natural stripe direction is parallel to the plane of incidence, so that the compensator is rectilinear, inclined in relation to its natural direction Stripes are generated, the slope of which is a function of the birefringence of the medium and thus enables the surface tension to be measured.

4. The method according to claim 3, characterized in that a strip compensator whose stripe localization plane is outside the compensator is used.

5. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 4, characterized by a beam generating a light beam Light source, an optical intermediate body with a higher refractive index in comparison to that of the body to be examined, which is preferably below the light beam Use of an immersion liquid with a refractive index at least in the Height of the body to be examined below the critical angle of total reflection aligns the body to be examined, one between the incident and the the light rays exiting the body to be examined and arranged aperture a receiving organ for observing the emerging light.

6. The device according to claim 5, characterized by a lighting device, which allows the generation of a light beam of thin, flat shape.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the light source consists of a straight filament, arranged to be displaceable parallel to itself is and the filament is always parallel to a slot of adjustable broad lies, which limits the incident beam.

8. Apparatus according to claim 5 to 7, characterized in that below the slot the optical body in the form of one or more Parts of existing blocks of transparent material is arranged, its plane Base rests on the upper surface of the transparent body to be examined, one side surface of which causes total reflection of the incident beam and which has another surface, which is the total internal reflection of the exiting Light beam causes.

9. Apparatus according to claim 5, characterized in that the optical Body in its base in the vicinity of the rays of incidence of the light beam has a notch which is filled with a substance absorbing the interfering radiation is.

10. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a compensator in the beam path of the observed beams is arranged from two birefringent uniaxial lamellae, one lamella is cut with mutually parallel surfaces so that these surfaces have a predetermined Form an angle to its optical axis and the other prismatic with a small angle is designed and cut so that its optical axis is parallel to its edge of refraction lies and the two lamellas are united with one another that their optical Axes are at right angles to each other.

11. The device according to claim 10, characterized. that the both slats of the compensator firmly in a slide that can be moved in its plane are bordered, which is at right angles to the light beam.

12. Apparatus according to claim 10 and 11, characterized by a a measuring thread, e.g. B. having an engraved line in the localization plane the strip lying, rotatable in its plane, the rotations on a permanently connected, graduated ring can be read.

13. Apparatus according to claim 5 to 12, characterized by a switchable lens arranged on a slider that can be moved in the housing, which is the aiming at a certain point of the test body to be examined arranged marking allows.