Optiskt glas med konvexa konkava ytor: tillverkning, applikation. Lins, förstoringsglas

Optiskt glas är ett speciellt sättgjord transparent glas, som används som delar för optiska instrument. Det skiljer sig från den vanliga renheten och ökad transparens, enhetlighet och färglöshet. Även i detta är dispersion och brytkraft kraftigt normaliserad. Överensstämmelse med sådana krav ökar komplexiteten och produktionskostnaden.

berättelse

Du kan hitta många exempel på hushållsbruk av linser, till exempel ett förstoringsglas - ett vanligt förstoringsglas - hjälper till att skapa en liten projektor från en vanlig smartphone, men optiska glasögon visade sig inte så länge sedan.

Objektiv har varit kända sedan antiken, men den första seriösaFörsöket att skapa ett glas liknande det som används i moderna instrument kan tillskrivas XVII-talet. Så nämnde den tyska kemisten Kunkel i ett av hans verk fosfor- och borsyrorna som utgör glaskomponenten. Han talade också om borosilikatkronan, som ligger nära några moderna material på kompositionen. Detta kan kallas den första framgångsrika erfarenheten av glasproduktion, som har vissa optiska egenskaper och tillräcklig fysisk och kemisk enhetlighet.

I industrin

Tillverkning av optiska glasögon i industriellaskalan började i början av XIX-talet. Schweiziska Gian och Fraunhofer introducerade en relativt stabil metod för att erhålla sådant glas vid en fabrik i Bayern. Nyckeln till framgång var mottagandet av smältblandning med hjälp av cirkulära rörelser av en lera stav vertikalt nedsänkt i glas. Som ett resultat var det möjligt att erhålla ett optiskt glas av tillfredsställande kvalitet med en diameter av upp till 250 mm.

Modern produktion

Vid framställning av färg optiska glasögontillsatser används med innehållet av koppar, selen, guld, silver och andra metaller. Matlagning sker från laddning. Den laddas i eldbeständiga krukor, som i sin tur placeras i en glasugn. Laddningens sammansättning kan innehålla upp till 40% av avfallsglas, en viktig punkt är överensstämmelsen mellan kulletsammansättningen och brygglaset. Glasmassan under tillagningen blandas kontinuerligt med ett keramiskt eller platinblad. Således uppnås ett homogent tillstånd.

Smältningen tas regelbundet för ett prov enligtsom styr kvalitet. Ett viktigt steg för matlagning är förtydligande: i glasmassan av de klargörande ämnen som ursprungligen tillsattes till laddningen släpps en betydande mängd gaser. Stora bubblor formar, som snabbt stiger, fånga de mindre bubblorna som oundvikligen bildas under matlagningsprocessen.

Sammanfattningsvis avlägsnas krukorna ur ugnen eftersom sakta svalnar ner. Kylning, försenad med speciella metoder, kan ta upp till åtta dagar. Det måste vara likformigt, annars kan mekaniska påkänningar uppstå i massan, vilket orsakar sprickor.

egenskaper

Optiskt glas är materialet för produktionlinser. De är i sin tur uppdelade i utseende i samling och spridning. Samlare innehåller en bikonvex och en flat-konvex lins, samt en konkav konvex lins, kallad "positiv menisk".

Optiskt glas har ett antal egenskaper:

• Brytningsindexet bestäms av två spektrallinjer, som kallas natriumdouble-len;
• medeldispersion, med vilken menas skillnaden i brytning av de röda och blåa linjerna i spektret;
• dispersionsfaktor - numret som anges av förhållandet mellan medeldispersion och brytning.

Färgoptiskt glas används för att producera absorptionsfilter. Beroende på materialet utmärks tre huvudtyper av optiska glasögon:

• oorganisk;
• plexiglas (organisk);
• mineral-och organiska.

Sammansättningen av oorganiskt glas innefattar oxider och fluorider. Quartz optiskt glas avser även oorganisk (kemisk formel SiO₂). Kvarts har ett lågt brytningsindex och hög index för ljustransmission, är det kännetecknas av beständighet mot värme. Brett öppenhet intervall kan användas i moderna telekommunikationer (fiberoptisk kabel, etc), som silikatglas är oumbärlig vid tillverkning av optiska linser, till exempel, göra förstoringsglas av kvarts.

Baserat på kisel

Genomskinligt silikatglas kan antingen varaoptisk och teknisk. Optisk tillverkas genom att smälta bergkristall, det här är det enda sättet att få en helt homogen struktur. I ogenomskinliga glasögon svarar små gasbubblor inuti materialet på färgen.

Förutom kvartsglas baserat på kiselproducerat och så kallat kiselglas, vilket, trots en liknande bas, har andra optiska egenskaper. Silikonelement kan bryta röntgen och överföra infraröd strålning.

Organiskt glas

Den så kallade plexiglasen är gjord på basis avsyntetiskt polymermaterial. Detta transparenta och hårda material avser termoplast och används ofta som ersättning för kvartsglas. Plexiglas är resistent mot många miljöfaktorer, t.ex. hög luftfuktighet och låga temperaturer, men det är mycket mjukare och därför känsligare för mekaniska effekter. På grund av sin mjukhet är organiskt optiskt glas lätt att bearbeta - det kan "tas" även av det enklaste verktyget för skärning av metall.

Detta material är utmärkt för laserbehandling, det är lätt att applicera ett mönster eller gravering. Som en lins reflekterar den perfekt infraröd strålar, men saknar ultraviolett och röntgenstrålar.

ansökan

Optiska glasögon används ofta förTillverkningen av linser, som i sin tur används i många optiska system. En enda samlingslins används som förstoringsglas. I teknik är linser en viktig eller stor del av system som kikare, optiska sevärdheter, mikroskop, teodoliter, teleskop och även kameror och videoutrustning.

Inte mindre viktigt är optiska glasögon för behoven hosoftalmologi, för utan dem är det svårt eller omöjligt att korrigera synliga brister (närsynthet, astigmatism, hyperopi, störning av boende och andra sjukdomar). Linser till glasögon med dioptrar kan tillverkas både av kvartsglas och av högkvalitativ plast.

astronomi

Optiska glasögon är de viktigaste och de dyrastekomponent i något teleskop. Många fans samlar själv refraktorer, det kräver lite, men viktigast av allt - en glashållare med glödlampa.

I början av artonhundratalet tillverkades enkraftfull astronomisk lins, eller snarare dess polering, tog flera år. Till exempel kontaktade chefen för University of Chicago William Harper 1982 miljonären Charles Yerkes med en begäran om att finansiera observatoriet. Yerkes investerade omkring tre hundra tusen dollar i det, och fyrtiotusen gick för att köpa en lins för det starkaste teleskopet vid den tiden på planeten. Observatoriet namngavs till hedersfinansieraren Yerkes, och hittills anses denna refraktor med en linsdiameter av 102 cm vara den största i världen.

Teleskop med en stor diameter är reflektorer, det finns ett ljus-skördspegelelement.

Det finns en annan typ av lins som används som eni astronomi och i oftalmologi - ett glas med konvexa konkava ytor, som kallas menisk. Det kan vara av två typer: spridning och samling. I dissecting meniscus är den extrema delen tjockare än centralen, och i samlingen är mer tunn den centrala delen.