阿貝比長儀

簡介

在天文工作中﹐用於測量底片上譜線間的距離。比長儀的量程200毫米﹐測量精度可達±1.5微米。儀器分三部分﹕精密導軌。置片台﹐是一塊可沿導軌移動的鋼板﹐它的一側裝著一條透明毫米尺﹐另一側放待測底片。兩架固定聯結的顯微鏡﹕一架用來對物體﹐稱為對準顯微鏡﹔另一架用來對準毫米尺上的刻線和讀數﹐稱為讀數顯微鏡。移動置片台﹐當對準顯微鏡從對準一條譜線到另一條譜線時﹐讀數顯微鏡對準的毫米尺上的二次讀數之差﹐即為譜線間的距離。根據阿貝提出的原理﹐只要待測對象和毫米尺精確地位於同一高度﹐置片台的滑動誤差就不會影響測量精度。為了消除對準誤差﹐可將底片轉180°再測量一遍。熟練的測量者用這種儀器測量不對稱的譜線﹐精度往往比自動測量儀器還高。用比長儀測量底片上待測譜線和比較譜線的位置﹐根據經驗公式就可以計算出待測譜線的波長。

傳統阿貝比長儀測量原理

阿貝比長儀光路

被測物體通過反射鏡9 照明（圖1），由3 倍物鏡組2 成像在目鏡1 的分劃板上，用目鏡1 進行對線。二者組成對?線顯微鏡，其放大率為30 倍。同時，由反射鏡8 照明安裝在儀器工作檯上的標尺5，經物鏡4 放大5 倍後成像在帶有阿基米德雙螺線的分劃板7 上，從目鏡6 中進行讀數。目鏡6 、分劃板7 組成測微目鏡，測微目鏡、物鏡組4 組成讀數顯微鏡，其放大率為60倍。

測微目鏡結構

測微目鏡的結構見圖2，在固定分劃板4 上均勻刻有總長度為5 mm 的10 個分度，轉動齒輪手柄2，通過齒輪傳動，帶動旋轉分劃板7 圍繞作為軸的小鋼珠5 轉動，在旋轉分劃板上刻有10 圈阿基米德雙螺線，其螺距為0. 5 mm，在雙螺線內側刻劃有100 等分圓周刻度，在讀數顯微鏡目鏡中看到的分劃板如圖3 所示。

測量原理和精度

儀器設計要求讀數顯微鏡物鏡的放大率必須為5 倍，這樣，石英標尺上相距為1 mm 的兩條刻劃線，經物鏡成?像在?分劃板上後，其像的間距為5 mm，剛好與固定分劃板上10 個分度的總長度相等，這樣，固定分劃板上的一個刻度格的長度，對應於石英標尺上的實際距離為0. 1 mm。因此二圈螺旋線之分度值為l/ 10 mm。圓刻尺一個分度值為1/ 1 000 mm。因此轉動手柄2，分別讀出轉動前和轉動後的讀數便可以得出移動的長度。