Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 23. 5 juni 1943 - Gustaf Isings mätinstrument, av Tryggve Eeg-Olofsson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskrift
Fig. 1.
Ljusfördelningen, överst vid
cirkelformig
mikroskopöppning och ett
lysande halvplan,
_ _ _ _ därunder vid tvd
rektangulära
öppningar och punkt- eller linjeformad ljuskälla. J är
intensiteten. Som abskissa är avsatt avståndet från geometriska
bilden av halvplanets kant respektive ljuskällans mitt.
ten med en ogenomskinlig skärm, varigenom
avbildningen kommer att förmedlas endast av
strålar, som passerar genom de båda spalter, som
bildas en på var sida om den centrala skärmen. I
bildplanet erhålles en diffraktionsbild med
omväxlande ljusa och mörka strimmor, vilka
medge en cirka fem gånger noggrannare avläsning än
vid ordinär mikroskopinställning på kanten av
en opak visare (se fig. 1). Mikroskopet tjänstgör
härvid som en interferometer i vilken en
förflyttning av diffraktionsbilden en fransbredd
motsvarar en förflyttning av indextråden ungefär stycket
X
— där X är ljusets våglängd och A
frontobjekti-J- A
vets numeriska apertur. Värdet på A kan fås att
närma sig värdet 1, varför metoden är ungefär
lika känslig som interferometeranordningar med
speglar i vilka en spegelförflyttning 1 förskjuter
interferensbilden en fransbredd. Ovanstående
ultrainikroskopiska anordning användes med
förstoringar upp till några tusen.
Emellertid lönar det sig icke att driva
förstoringen längre än att den Brownska rörelsen hos
mätsystemet nätt och jämnt framträder dvs. att
den Brownska medelavvikelsen från
jämviktsläget motsvarar ungefär ^ till y^ skaldel på av-
läsningsskalan (för vilken en skaldel förutsättes
uppta samma synvinkel som 1 à 1,5 mm på
avståndet för tydligt seende).
Hur den Brownska rörelsen hos mätsystemet
(galvanometerspolen eller galvanometernålen)
bestämmer den naturliga gränsen för
galvanometerns känslighet, visar Ising i en avhandling från
1926. Gränsen är oberoende av instrumentets
speciella konstruktion och endast beroende av
gal-vanometerkretsens motstånd, dämpning och tiden
för tagande av en observation (ungefär lika stor
som svängningsperioden vid ett kritiskt dämpat
system). Exempelvis är, vid en galvanometer med
svängningsperioden 2 s, motståndet 100 ohm och
kritisk dämpning det Brownska medelfelet vid
rumstemperatur i en strömmätning 7,9 • 10’—12 A
och i en spänningsmätning 7,9 * 10~~10 V. I
avhandlingen klarlägges vidare naturen hos en del
förut iakttagna nollpunktsvariationer vid
högkänsliga galvanometrar, vilka tidigare alltid tillskrivits
yttre mikroseismiska störningar.
Det praktiska uppnåendet av
känslighetsgränsen kan ske på olika vägar. Vid direkt avläsning
uppnås den lättast för nålgalvanometrar, vilkas
känslighetsgräns (vid vanliga
enkel-observatio-ner) dock på grund av den svaga
elektromagnetiska dämpningen motsvarar en relativt hög
strömstyrka. Dessutom äro nålgalvanometrarna
mycket utsatta för störningar, som i praktiken
vanligen äro av en högre storleksordning än de
Brownska rörelserna. Vid spolgalvanometrar
uppnåddes känslighetsgränscn först av holländarna
Moll och Burger med hjälp av deras termorelä.
De tydde emellertid, som ovan nämnts, de
iakttagna fluktuationerna som mikroseismiska
störningar.
Omkring 1930 lyckades Ising med hjälp av den
ovan beskrivna ultramikroskopiska
avläsnings-metoden konstruera en spolgalvanometer, vid
vilken den Brownska gränsen är direkt
iakttagbar utan reläanordning. Fig. 2 visar ett
vertikalsnitt genom instrumentets spole och järnkärna.
Den cirkulära spolen S utgjordes av 25 varv
0,05 mm tjock järnfri koppartråd. Den var
upphängd i det radiella magnetfältet mellan
polskorna P och järnkärnan K i en starkt spänd
kvartstråd D med korta ändar, varigenom syste-
Fig. 2. Vertikalsnitt
(schematiserat) genom spole
5cm och järnkärna i
spolgalvanometer.
Fig. 3. Galvanometer placerad
på mikroskopbordet.
294
10 juli 1943
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
