GB/T 7962.1-2010 无色光学玻璃测试方法 第1部分：折射率和色散系数

　　ICS 81 . 040 . 01 N 05

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 7962 . 1—2010代替 GB/T 7962 . 1—1987

　　无色光学玻璃测试方法

　　第 1 部分:折射率和色散系数

　　Test methods of colourless optical glass—

　　part 1 : Refractive index and coefficient of dispersion

　　201 1-01-14 发布 201 1-05-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　中 华 人 民 共 和 国

　　国 家 标 准

　　无色光学玻璃测试方法

　　第 1 部分:折射率和色散系数

　　GB/T 7962 . 1—2010

　　*

　　中 国 标 准 出 版 社 出 版 发 行

　　北京复兴门外三里河北街 16 号

　　邮政编码 : 100045

　　网址: www. gb168. cn

　　服务热线 :010-68522006

　　2011 年 6 月第一版

　　*

　　书号 : 155066 ● 1-42737

　　版权专有 侵权必究

　　GB/T 7962 . 1—2010

　　前 言

　　GB/T 7962《无色光学玻璃测试方法》分为 20 个部分:

　　— 第 1 部分:折射率和色散系数 ;

　　— 第 2 部分:光学均匀性 斐索平面干涉法 ;

　　— 第 3 部分:光学均匀性 全息干涉法 ;

　　— 第 4 部分:折射率温度系数 ;

　　— 第 5 部分:应力双折射 ;

　　— 第 6 部分:杨氏模量 、剪切模量及泊松比 ;

　　— 第 7 部分:条纹度 ;

　　— 第 8 部分:气泡度 ;

　　— 第 9 部分:光吸收系数 ;

　　— 第 10 部分:耐 X射线性能 ;

　　— 第 11 部分:可见折射率精密测试 ;

　　— 第 12 部分:光谱内透射比 ;

　　— 第 13 部分:导热系数 ;

　　— 第 14 部分:耐酸稳定性 ;

　　— 第 15 部分:耐潮稳定性 ;

　　— 第 16 部分:线膨胀系数 、转变温度和弛垂温度 ;

　　— 第 17 部分:紫外 、红外折射率 ;

　　— 第 18 部分:克氏硬度 ;

　　— 第 19 部分:磨耗度 ;

　　— 第 20 部分:密度 。

　　本部分为 GB/T 7962 的第 1 部分 。

　　本部分代替 GB/T 7962. 1—1987《无色光学玻璃测试方法 折射率和色散系数测试方法》。

　　本部分与 GB/T 7962. 1—1987 相比 , 主要变化如下:

　　— 调整了标准的结构 , 增加了前言 、规范性引用文件 、术语和定义三部分内容 ;

　　— 仪器配套中增加了高折射率 v棱镜 , 扩大了仪器的测量范围 ;

　　— 折射率 n 的测量不确定度由 ±3×10 —5 修订为 ±5 × 10 — 5 。

　　本部分由中国机械工业联合会提出 。

　　本部分由全国仪表功能材料标准化技术委员会(SAC/TC419)归口 。

　　本部分负责起草单位:成都光明光电股份有限公司 。

　　本部分主要起草人:许国珍 、毛露路 、田丰贵 。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为:

　　—GB/T 7962. 1—1987 。

　　I

　　GB/T 7962 . 1—2010

　　无色光学玻璃测试方法

　　第 1 部分:折射率和色散系数

　　1 范围

　　GB/T 7962 的本部分规定了无色光学玻璃折射率和色散系数的测试方法 、测试步骤和数据处理等内容 。

　　本部分适用于用 v棱镜方法进行无色光学玻璃折射率和色散系数的测量 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过 GB/T7962 的本部分的引用而成为本部分的条款 。凡是注日期的引用文件 ,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分 , 然而 , 鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注日期的引用文件 , 其最新版本适用于本部分 。

　　GB/T 903 无色光学玻璃

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本部分 。

　　3 . 1

　　折射率 refractive index

　　光在真空中的传播速度与在介质中的传播速度的比值叫做介质的“绝对折射率”, 用符号 nabs 表示;光在空气中的传播速度与在介质中的传播速度的比值叫做介质的“相对折射率”, 简称折射率 , 用符号 n表示 。

　　3 . 2

　　色散系数 dispersion coefficient

　　介质对不同波长光线的折射率是不相等的 , 不同波长光线之间的折射率差值称为色散 。在无色光学玻璃中 , (nF —nc )称为中部色散 , (nd —1)/(nF —nc )称为中部色散系数 , 简称色散系数 , 用符号,d 表示 。

　　4 原理

　　本方法采用比较测量法 , 如图 1 所示 。 当单色平行光束垂直入射到 v棱镜后 。经 v棱镜和样品的多次折射 , 出射光线发生偏折 。根据折射定律 , 被测样品的折射率用式(1)计算 。

　　色散系数按式(2)计算 。

　　图 1 V棱镜测量原理图

　　1

　　GB/T 7962 . 1—2010

　　5 试剂

　　根据被测样品的折射率大小,选用表 1 所列液体进行配制 。折射液与被测样品之间的折射率差值不大于 0. 01 。

　　表 1 常用几种液体的折射率

　　序号

　　液体名称

　　折射率(nD )

　　序号

　　液体名称

　　折射率(nD )

　　1

　　煤油

　　1 . 446

　　5

　　二碘甲烷

　　1 . 741

　　2

　　液体石蜡

　　1 . 480

　　6

　　二碘甲烷加硫磺的饱和溶液

　　1 . 787

　　3

　　α—溴代萘

　　1 . 656

　　7

　　二碘甲烷加硫磺及砷碘三的饱和溶液

　　1 . 801

　　4

　　α—碘代萘

　　1 . 705

　　8

　　ASBr3 、硫磺和 AS2 S2 的混合液

　　(质量比 1 : 1 : 3)

　　2 . 000

　　6 仪器

　　6 . 1 采用 v棱镜折光仪 。其光学系统如图 2 所示 。

　　1 — 聚光镜 ;

　　2 — 滤光片 ;

　　3 — 分划板 ;

　　4 — 平行光管物镜 ;

　　5 — 被测样品 ;

　　6 —v棱镜 ;

　　7 — 望远镜物镜 ;

　　8 — 分划板 ;

　　9 — 目镜 ;

　　10— 度盘 ;

　　11— 显微物镜 ;

　　12— 测微目镜 。

　　图 2 V棱镜折光仪

　　2

　　GB/T 7962 . 1—2010

　　6 . 2 每台仪器配备四块 v棱镜和 0 点标样 , 其折射率及折射率的测量范围 , 如表 2 所示 。

　　表 2 V棱镜及 0 点标样

　　v棱镜编号

　　v棱镜及 0 点标样的折射率

　　折射率测量范围

　　1

　　约 1 . 51(K5)

　　1 . 30~1 . 70

　　2

　　约 1 . 65(ZF1)

　　1 . 40~1 . 80

　　3

　　约 1 . 75(ZF6)

　　1 . 60~1 . 90

　　4

　　约 1 . 88(ZLaF68)

　　1 . 80~2 . 00

　　6 . 3 每台仪器配置五种光谱灯 , 十种波长的滤光片 , 如表 3 所示 。

　　表 3 光谱灯及波长

　　光谱线

　　汞紫线h

　　汞红线

　　g

　　镉蓝线F’

　　氢蓝线F

　　汞绿线

　　E

　　氦黄线d

　　钠黄线D

　　镉红线c’

　　氢红线c

　　氦红线r

　　元素符号

　　Hg

　　Hg

　　cd

　　H

　　Hg

　　HE

　　Na

　　cd

　　H

　　HE

　　波长/nm

　　404 . 7

　　435 . 8

　　480 . 0

　　486 . 1

　　546 . 1

　　587 . 6

　　589 . 3

　　643 . 9

　　656 . 3

　　706 . 5

　　7 样品

　　7 . 1 样品玻璃应无肉眼可见条纹 、气泡和结石 。

　　7 . 2 样品加工成边长为 15 mm 的立方体或具有不少于一个准确直角的其他几何体 。

　　7 . 3 当样品折射率 nd ≤1 . 70 时 , 两通光面用 W14 金刚砂磨成 90。±1 ’的直角;当 nd >1 . 70 时 , 两通光面应抛光 , 表面粗糙度 Ra=0 . 025 , 面形 N=1 , △N=1 。两通光面构成 90。±30”的直角 。

　　8 测试步骤

　　8 . 1 测试室温度 :20 ℃ ±1 ℃ 。

　　8 . 2 测量前 , 样品应放在测试室恒温 0. 5 h 以上 。

　　8 . 3 用 0 级宽座直角尺检查样品角度 。

　　8 . 4 根据被测样品折射率高低选择相应的 v棱镜和 0 点标样 。

　　8 . 5 根据测试要求选择光谱灯及谱线波长 。

　　8 . 6 擦净 v棱镜 , 在 0 点标样的通光面涂上规定的折射液 , 放入 v 棱镜内 , 仔细贴置 , 排除其间的气泡 。接通电源 , 点燃光源 , 读取 θ0 。

　　8 . 7 取下标样 , 擦净 v棱镜 , 在被测样品的通光面涂上规定的折射液 , 放入 v棱镜内 , 仔细贴置 , 排除其间的气泡 , 读取 θ1 。

　　8 . 8 计算 θ(θ=θ1 —θ0 ) , 将 θ、n0 值代入式(1)计算被测样品测试谱线波长的折射率 nλ 。

　　8 . 9 重复 8. 5~8 . 8 步骤测试其他谱线波长的折射率 , nd , nF , nc … … 。

　　9 数据处理

　　9 . 1 被测样品的折射率用式(1)计算:

　　1

　　n =

　　式中:

　　n— 被测样品的折射率 ;

　　n0 —v棱镜的折射率 ;

　　θ— 光束从 v棱镜最后一面出射时的偏折角 , 单位为度(。) 。

　　GB/T 7962 . 1—2010

　　2 0 1 0

　　— .

　　9 . 2 色散系数按式(2)计算 。

　　,d ………………………………( 2 )

　　式中:

　　,d — 色散系数 ;

　　GB T 7 9 6 2 1

　　/

　　nd —d线(587 . 6 nm)的折射率 ;

　　nF—F线(486 . 1 nm)的折射率 ;

　　nc —c线(656 . 3 nm)的折射率 。

　　9 . 3 当测量地的大气压不在 101 325 +— 5(2) 333(666) pa范围时 , 则应按式(3)进行折射率测量值的修正:

　　△nP =(n—n0 )×0 . 000293× ……………………( 3 )

　　式中:

　　△nP — 折射率气压修正值 ;

　　P— 测量地大气压 , 单位为帕斯卡(pa) 。

　　9 . 4 将修正后的 nd , nF, nc代入式(2)计算 ,d值 。

　　9 . 5 色散系数,d的相对偏差值用式(4)计算 。

　　(△,d) r

　　式中:

　　(△,d) r — 样品的色散系数相对偏差值 ;

　　,d — 样品的色散系数测量值 ;

　　,d0 — 样品的色散系数标准值 。

　　9 . 6 根据测得的 nd 和(△,d) r 值 , 按 GB/T 903 中的有关规定确定 nd,,d 的类别 。

　　9 . 7 测量不确定度

　　折射率 n 的测量不确定度为 ±5 × 10 — 5 。

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