Optisk glass er et spesiallaget transparent glass som brukes som deler til optiske instrumenter. Det skiller seg fra vanlig renhet og økt gjennomsiktighet, ensartethet og fargeløshet. Det normaliserer også strengt spredning og brytningskraft. Overholdelse av slike krav øker kompleksiteten og kostnadene ved produksjonen.
Historie
Du kan finne mange eksempler på daglig bruk av linser, for eksempel er et forstørrelsesglass et vanlig forstørrelsesglass - vil hjelpe deg med å lage en liten projektor fra en vanlig smarttelefon, men optiske briller har dukket opp for ikke så lenge siden.
Linser har vært kjent siden antikken, men det første seriøse forsøket på å lage glass som ligner på det som brukes i moderne enheter kan spores tilbake til 1600-tallet. Så den tyske kjemikeren Kunkel nevnte i et av verkene hans fosforsyre og borsyre, som er en del av glasskomponenten. Han snakket også om borosilikatkrone, som er nær noen moderne materialer når det gjelder sammensetning. Dette kan kalles den første vellykkede erfaringen i produksjon av glass med visse optiske egenskaper og en tilstrekkelig grad avfysisk og kjemisk homogenitet.
I bransjen
Produksjonen av optiske briller i industriell skala startet på begynnelsen av 1800-tallet. Sveitsiske Gian introduserte sammen med Fraunhofer en relativt stabil metode for å produsere slikt glass ved et av anleggene i Bayern. Nøkkelen til suksess var teknikken med å blande smelten ved hjelp av sirkulære bevegelser av en leirestang vertik alt nedsenket i glass. Som et resultat var det mulig å oppnå optisk glass av tilfredsstillende kvalitet, opptil 250 mm i diameter.
Moderne produksjon
Ved produksjon av fargede optiske glass brukes tilsetningsstoffer av stoffer som inneholder kobber, selen, gull, sølv og andre metaller. Matlaging kommer fra kostnaden. Den fylles i ildfaste gryter, som igjen plasseres i en glassovn. Sammensetningen av ladningen kan omfatte opptil 40% av glassavfall, et viktig poeng er samsvaret med sammensetningen av cullet og smeltende glass. Glassmasse under matlaging blandes kontinuerlig med en slikkepott laget av keramikk eller platina. På denne måten oppnås en enhetlig tilstand.
Periodisk tas smelten for en prøve, som kontrollerer kvaliteten. Et viktig stadium av smelting er klaring: i glassmassen begynner frigjøringen av en betydelig mengde gasser fra de klaringsstoffene som opprinnelig ble tilsatt blandingen. Store bobler dannes og stiger raskt, og fanger de mindre boblene som uunngåelig dannes under bryggeprosessen.
Til slutt tas grytene ut av ovnen, deretterkjøl ned sakte. Avkjøling, bremset ned av spesielle teknikker, kan vare opptil åtte dager. Den må være jevn, ellers kan det dannes mekaniske påkjenninger i massen som forårsaker sprekker.
Properties
Optisk glass er et materiale for produksjon av linser. De er på sin side delt inn etter type i innsamling og spredning. Samlelinser inkluderer bikonvekse og plankonvekse linser, så vel som konkave-konvekse, k alt "positiv menisk".
Optisk glass har en rekke egenskaper:
- brytningsindeks bestemt av to spektrallinjer k alt natriumdubletten;
- gjennomsnittlig spredning, som forstås som forskjellen mellom brytningen av de røde og blå linjene i spekteret;
- dispersjonskoeffisient – et tall gitt av forholdet mellom gjennomsnittlig spredning og refraksjon.
Farget optisk glass brukes til produksjon av absorpsjonsfiltre. Avhengig av materialet er det tre hovedtyper optiske briller:
- uorganisk;
- plexiglass (organisk);
- mineral-organisk.
Uorganisk glass inneholder oksider og fluorider. Kvarts optisk glass tilhører også uorganisk (kjemisk formel SiO2). Kvarts har lav brytning og høy lystransmisjon, den er preget av varmebestandighet. Et bredt spekter av gjennomsiktighet gjør at den kan brukes i modernetelekommunikasjon (optiske fiberkabler, etc.), også silikatglass er uunnværlig ved fremstilling av optiske linser, for eksempel er et forstørrelsesglass laget av kvarts.
Basert på silisium
Transparent silikatglass kan være både optisk og teknisk. Optisk lages ved å smelte bergkrystall, bare på denne måten oppnås en helt homogen struktur. I ugjennomsiktige glass er det små gassbobler inne i materialet som er ansvarlige for fargen.
I tillegg til silisiumbasert kvartsglass produseres også det såk alte silisiumglasset, som til tross for en lignende base har forskjellige optiske egenskaper. Silisiumceller er i stand til å bryte røntgenstråler og overføre infrarød stråling.
Økologisk glass
Det såk alte plexiglasset er laget på basis av et syntetisk polymermateriale. Dette gjennomsiktige og harde materialet tilhører termoplast og brukes ofte som erstatning for kvartsglass. Plexiglass er motstandsdyktig mot mange miljøfaktorer, som høy luftfuktighet og lave temperaturer, men det er mye mykere og derfor mer følsomt for mekanisk påkjenning. På grunn av sin mykhet er organisk optisk glass lett å behandle - selv det enkleste metallskjæreverktøyet kan "ta" det.
Dette materialet er flott for laserbehandling og enkelt å mønstre eller gravere. Som en linse reflekterer den perfekt infrarøde stråler, menoverfører ultrafiolett og røntgenstråler.
Application
Optiske briller er mye brukt til produksjon av linser, som igjen brukes i mange optiske systemer. En enkelt konvergerende linse brukes som forstørrelsesglass. Innen teknologi er linser en viktig eller hoveddel av slike systemer som kikkerter, optiske sikter, mikroskoper, teodolitter, teleskoper, samt kameraer og videoutstyr.
Optiske briller er ikke mindre viktige for behovene til oftalmologi, fordi uten dem er det vanskelig eller umulig å korrigere synshemminger (nærsynthet, astigmatisme, langsynthet, akkommodasjonsforstyrrelser og andre sykdommer). Brilleglass med dioptri kan lages av både kvartsglass og høykvalitets plast.
Astronomi
Optiske briller er en viktig og dyreste komponent i ethvert teleskop. Mange hobbyfolk setter sammen sine egne refraktorer, det krever lite, men det viktigste er en plankonveks glasslinse.
På begynnelsen av forrige århundre tok det flere år å produsere én kraftig astronomisk linse, eller rettere sagt å polere den. For eksempel, i 1982 henvendte sjefen for University of Chicago, William Harper, seg til millionæren Charles Yerkes med en forespørsel om å finansiere observatoriet. Yerkes investerte rundt tre hundre tusen dollar i det, med førti tusen brukt på å kjøpe en linse til det kraftigste teleskopet på planeten på den tiden. Observatoriet ble oppk alt etter finansmannen Yerkes, og til nå denne refraktoren med en linsediameter på 102cm regnes som den største i verden.
Teleskoper med stor diameter er reflektorer, der speilet er et lyssamlende element.
Det finnes en annen type linse som brukes både innen astronomi og oftalmologi - glass med konveks-konkave overflater, som kalles menisken. Det kan være av to typer: spredning og innsamling. I spredningsmenisken er den ytterste delen tykkere enn den sentrale, og i samlemenisken er den sentrale delen tynnere.
