Optické sklo s konvexnými a konkávnymi povrchmi: výroba, aplikácia. Objektív, zväčšovacie sklo

Optické sklo je špeciálnym spôsobomvyrobené priehľadné sklo, ktoré sa používa ako diely pre optické prístroje. Odlišuje sa od bežnej čistoty a zvýšenej transparentnosti, rovnomernosti a bezfarebnosti. Aj v ňom sa striktne normalizuje disperzia a refrakčná sila. Dodržiavanie týchto požiadaviek zvyšuje zložitosť a výrobné náklady.

príbeh

Nájdete veľa príkladov používania šošoviek v domácnostiach, napríklad lupu - obyčajné lupy - pomôže vytvoriť malý projektor z obyčajného smartphonu, ale optické sklá sa objavili nie tak dávno.

Objekty sú známe od staroveku, ale prvé vážnePokus o vytvorenie podobného skla ako v moderných nástrojoch možno pripísať XVII. Storočiu. Takže nemecký chemik Kunkel v jednej z jeho prác spomenul kyseliny fosforečné a kyseliny boritej, ktoré tvoria sklenenú zložku. Hovoril tiež o borosilikátovej korune, ktorá sa nachádza v blízkosti niektorých moderných materiálov v kompozícii. Toto sa dá nazvať prvou úspešnou skúsenosťou vo výrobe skla, ktorá má určité optické vlastnosti a dostatočný stupeň fyzikálnej a chemickej jednotnosti.

V priemysle

Výroba optických skiel v priemysleškála začala na začiatku 19. storočia. Švajčiarske spoločnosti Gian a Fraunhofer zaviedli relatívne stabilný spôsob získania takého skla v závode v Bavorsku. Kľúčom k úspechu bolo prijatie miešania taveniny kruhovým pohybom hlinenej tyče vertikálne ponorenej do skla. Ako výsledok bolo možné získať optické sklo uspokojivej kvality s priemerom až do 250 mm.

Moderná výroba

Pri výrobe farebných optických skielsa používajú prísady s obsahom medi, selénu, zlata, striebra a iných kovov. Varenie prebieha z nabíjania. Nakladá sa do ohňovzdorných hrncov, ktoré sa zasa umiestňujú do sklenenej pece. Zloženie náplne môže obsahovať až 40% odpadového skla, dôležitým bodom je zhoda zloženia mrežoviny a varného skla. Sklená múčka počas varenia sa nepretržite mieša s keramickou alebo platinovou čepeľou. Preto sa dosiahne homogénny stav.

Periodicky sa tavenina odoberá vzorke podľaktorý kontroluje kvalitu. Dôležitým štádiom varenia je objasnenie: v sklenenej hmote číriacich látok pôvodne pridaných do náplne sa uvoľňuje značné množstvo plynov. Vznikajú veľké bublinky, ktoré rýchlo stúpajú, zachycujú menšie bubliny, ktoré sa nevyhnutne tvoria počas procesu varenia.

Nakoniec sa nádoby z pece odstrániaktoré sa pomaly ochladzujú. Chladenie, oneskorené pomocou špeciálnych metód, môže trvať až osem dní. Musí byť rovnomerné, inak môže dôjsť k mechanickému namáhaniu v hmote, ktoré spôsobuje praskliny.

vlastnosti

Optické sklo je materiál na výrobušošovky. Na druhej strane sú rozdelené do zberu a rozptylu. Kolektory obsahujú bikonvexnú a plocho-konvexnú šošovku, ako aj konkávne konvexnú šošovku nazývanú "pozitívny meniskus".

Optické sklo má niekoľko vlastností:

• Index lomu, určený dvoma spektrálnymi čiarami, ktoré sa nazývajú dublet sodný;
• znamená disperziu, ktorou sa rozumie rozdiel refrakcie červenej a modrej čiary spektra;
• koeficient disperzie - číslo dané pomerom strednej disperzie a lomu.

Farebné optické sklo sa používa na výrobu absorpčných filtrov. V závislosti od materiálu sa rozlišujú tri hlavné typy optických okuliarov:

• anorganická;
• plexisklo (organické);
• minerálnych a organických.

Zloženie anorganického skla zahŕňa oxidy a fluoridy. Kremenné optické sklo sa vzťahuje aj na anorganický (chemický vzorec SiO₂). Kremeň má nízky index lomu a vysoký index priepustnosti svetla, sa vyznačuje odolnosťou voči teplu. Široký rozsah transparentnosť môže byť použitý v moderných telekomunikácií (optický kábel, atď.), Ako kremičité sklo je nevyhnutné na výrobu optických šošoviek, napríklad, aby sa lupu z kremeňa.

Na báze kremíka

Môže byť aj priehľadné kremičité sklooptické a technické. Optika sa vyrába tavením skalného kryštálu, je to jediný spôsob, ako získať úplne homogénnu štruktúru. V nepriehľadných okuliaroch reagujú na farbu malé bubliny plynu vo vnútri materiálu.

Okrem kremeňového skla na báze kremíkaa takzvané silikónové sklo, ktoré napriek podobnej báze má iné optické vlastnosti. Silikónové prvky sú schopné lúči 'röntgenové lúče a prechádzajú infračervené žiarenie.

Organické sklo

Takzvaný plexisklo sa robí na základesyntetický polymérny materiál. Tento transparentný a tvrdý materiál sa vzťahuje na termoplasty a často sa používa ako náhrada za kremeňové sklo. Plexisklo je odolné voči mnohým environmentálnym faktorom, ako je vysoká vlhkosť a nízke teploty, ale je oveľa mäkšia a preto citlivejšia na mechanické efekty. Vďaka svojej mäkkosti je organické optické sklo ľahko spracovateľné - môže byť "odobrané" aj najjednoduchším nástrojom na rezanie kovu.

Tento materiál je vynikajúci pre laserové spracovanie, je ľahké použiť vzor alebo rytie. Ako šošovka dokonale odráža infračervené lúče, ale chýba ultrafialové žiarenie a röntgenové lúče.

prihláška

Optické sklá sú široko používanévýrobu šošoviek, ktoré sa zasa používajú v mnohých optických systémoch. Jediná zberná šošovka sa používa ako lupa. V technológii sú šošovky dôležitou alebo hlavnou súčasťou systémov, ako sú ďalekohľady, optické zameriavače, mikroskopy, teodolity, teleskopy a kamery a video zariadenia.

Nemenej dôležité sú optické sklá pre potrebypretože bez nich je ťažké alebo nemožné napraviť vizuálne nedostatky (krátkozrakosť, astigmatizmus, hyperopia, narušenie ubytovania a iné ochorenia). Objektívy na okuliare s dioptérmi môžu byť vyrobené ako z kremenného skla, tak z vysoko kvalitného plastu.

astronómie

Optické sklá sú najdôležitejšie a najdrahšiezložku akéhokoľvek teleskopu. Mnohí fanúšikovia samy zhromažďujú refraktory, čo si vyžaduje len málo, ale hlavne - sklenenú šošovku s plochou žiarovkou.

Na začiatku devätnásteho storočia bola výroba jednéhosilný astronomický objektív, alebo skôr jeho leštenie, trvalo niekoľko rokov. Napríklad v roku 1982 vedúci univerzity v Chicagu William Harper oslovil milionára Charlesa Yerkesa so žiadosťou o financovanie observatória. Yerkes investoval do neho asi tritisíc dolárov a štyridsať tisíc si šiel kúpiť šošovku pre najsilnejší ďalekohľad v tej dobe na planéte. Observatórium bolo pomenované na počesť financovateľa Yerkes a zatiaľ tento refraktor s priemerom šošoviek 102 cm je považovaný za najväčší na svete.

Teleskopy s veľkým priemerom sú reflektory, v ktorých je zrkadlo prvkom na zhromažďovanie svetla.

Existuje iný typ objektívu používaný ako av astronómii a v oftalmológii - pohárik s konvexnými konkávnymi povrchmi, ktorý sa nazýva meniskus. Môže byť z dvoch typov: rozptyl a zhromažďovanie. V disekčnom menisku je extrémna časť silnejšia než centrálna časť a pri zbieraní je tenšia centrálna časť.