Kaca optik dengan permukaan cembung-cekung: pembuatan, permohonan. Lens, kaca pembesar

Kaca optik adalah kaca transparan yang dibuat khas, yang digunakan sebagai alat untuk alat optik. Ia berbeza dari kebersihan biasa dan peningkatan ketelusan, keseragaman dan tidak berwarna. Juga, penyebaran dan kuasa refraktori adalah tegas di dalamnya. Pematuhan terhadap keperluan tersebut meningkatkan kerumitan dan kos pengeluaran.

Sejarah

Anda boleh menemui banyak contoh penggunaan sehari-hari kanta, sebagai contoh, kaca pembesar - kaca pembesar biasa - akan membantu membuat projektor kecil dari telefon pintar biasa, tetapi cermin mata optik telah muncul tidak lama dahulu.

Kanta telah diketahui sejak zaman dahulu, tetapi percubaan serius yang pertama untuk membuat kaca, serupa dengan apa yang digunakan dalam alat moden, boleh dikaitkan dengan abad XVII. Oleh itu, ahli kimia Jerman Kunkel dalam salah satu karya beliau menyebutkan asid fosforik dan borik yang membentuk komponen kaca. Dia juga bercakap tentang mahkota borosilicate, yang hampir dengan beberapa bahan moden pada komposisi. Ini boleh dipanggil pengalaman pertama yang berjaya dalam pengeluaran kaca, yang mempunyai sifat optik tertentu dan keseragaman fizikal dan kimia yang mencukupi.

Dalam industri

Pengilangan gelas optikal pada skala perindustrian bermula pada awal abad ke-19. Swiss Gian, bersama-sama dengan Fraunhofer, memperkenalkan kaedah yang agak stabil untuk memperoleh kaca tersebut di kilang di Bavaria. Kunci kejayaan adalah penerimaan campuran mencair dengan gerakan bulat batang tanah liat secara menegak di dalam kaca. Oleh itu, adalah mungkin untuk mendapatkan kaca optik yang memuaskan, dengan diameter sehingga 250 mm.

Pengeluaran moden

Dalam pengeluaran bahan tambahan gelas optik dengan bahan yang mengandungi tembaga, selenium, emas, perak dan logam lain digunakan. Memasak berlaku dari pertuduhan. Ia dimuatkan ke dalam panci tahan api, yang kemudian diletakkan di dalam relau kaca. Komposisi pertuduhan itu boleh menyertakan hingga 40% kaca sisa, satu titik penting adalah konsistensi komposisi cullet dan kaca pembuatan bir. Glassmass semasa memasak terus dicampur dengan pisau seramik atau platinum. Jadi, keadaan homogen tercapai.

Secara berkala, cair diambil pada sampel, yang mengawal kualiti. Tahap penting memasak adalah penjelasan: dalam jisim kaca bahan-bahan yang menjelaskan pada asalnya ditambah pada campuran, sejumlah besar gas dilepaskan. Bentuk gelembung besar yang cepat naik, menangkap gelembung kecil yang tidak dapat dielakkan semasa memasak.

Akhirnya, periuk dikeluarkan dari ketuhar, selepas itu perlahan-lahan menyejuk. Penyejukan, tertunda dengan kaedah khas, boleh bertahan sehingga lapan hari. Ia mesti seragam, sebaliknya dalam jisim boleh dibentuk tekanan mekanikal yang menyebabkan retakan.

Hartanah

Kaca optik adalah bahan untuk menghasilkan kanta. Mereka, pada gilirannya, dibahagikan kepada rupa ke dalam pengumpulan dan penyebaran. Pengumpul termasuk biconvex dan kanta cembung rata, serta lensa cekung-cembung, dipanggil "meniskus positif."

Gelas optik mempunyai beberapa ciri:

• Indeks bias, ditentukan oleh dua garis spektrum, yang dipanggil natrium doublet;
• Penyebaran min, yang mana bermakna perbezaan pembiasan garis merah dan biru spektrum;
• Pekali penyebaran - nombor yang diberikan oleh nisbah penyebaran dan pembiasan min.

Kaca optik warna digunakan untuk menghasilkan penapis penyerapan. Bergantung kepada bahan tersebut, tiga jenis utama gelas optik dibezakan:

• Bukan organik;
• Plexiglass (organik);
• Mineral-organik.

Komposisi kaca tak organik termasuk oksida dan fluorida. Kaca optik kuarza juga merujuk kepada anorganik (formula kimia SiO ₂ ). Kuarza mempunyai pembiasan sedikit dan transmisi ringan yang tinggi, ia dicirikan oleh rintangan haba. Pelbagai ketelusan membolehkannya menggunakannya dalam telekomunikasi moden (kabel serat optik dan sebagainya), juga kaca silicate sangat diperlukan dalam pembuatan lensa optik, contohnya, kuarza dibuat oleh kaca pembesar.

Berdasarkan silikon

Kaca silikat telus boleh menjadi optik dan teknikal. Optik dibuat oleh kristal batu lebur, ini adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan struktur yang sepenuhnya homogen. Dalam kaca mata yang tidak jelas, gelembung kecil di dalam bahan merespon warna.

Sebagai tambahan kepada kaca kuarza berdasarkan silikon, kaca silicon yang dipanggil dihasilkan, yang walaupun mempunyai pangkalan yang sama, mempunyai sifat optik lain. Unsur-unsur silikon mampu membiasakan sinar-X dan melepaskan radiasi inframerah.

Gelas organik

Plexiglass yang dipanggil dibuat berdasarkan bahan polimer sintetik. Bahan telus dan keras ini merujuk kepada termoplastik dan sering digunakan sebagai pengganti untuk kaca kuarza. Plexiglas tahan banyak faktor persekitaran, seperti kelembapan yang tinggi dan suhu rendah, tetapi ia lebih lembut, dan oleh itu lebih sensitif terhadap kesan mekanikal. Oleh kerana kelembutannya, kaca optik organik mudah diproses - ia boleh "diambil" walaupun oleh alat paling mudah untuk memotong logam.

Bahan ini sangat baik untuk pemprosesan laser, mudah digunakan pola atau ukiran. Sebagai kanta, ia mencerminkan sinar inframerah dengan sempurna, tetapi merindui ultraviolet dan sinar-X.

Permohonan

Cermin mata optik digunakan secara meluas untuk pembuatan lensa, yang mana pula, digunakan dalam banyak sistem optik. Satu kanta pengumpulan digunakan sebagai kaca pembesar. Dalam teknologi, kanta adalah bahagian penting atau utama sistem seperti teropong, pemandangan optik, mikroskop, teodolit, teleskop, serta kamera dan peralatan video.

Tidak kurang penting adalah cermin mata optik untuk keperluan oftalmologi, kerana tanpa mereka adalah sukar atau mustahil untuk membetulkan kecacatan visual (kecelaruan, astigmatisme, hyperopia, gangguan penginapan dan penyakit lain). Kanta untuk kacamata dengan diopter boleh dibuat dari kaca kuarza, dan dari plastik berkualiti tinggi.

Astronomi

Gelas optik adalah komponen teleskop yang penting dan paling mahal. Ramai peminat sendiri mengumpul refraktori, ini memerlukan sedikit, tetapi yang paling penting - lensa kaca mentol rata.

Pada awal abad sebelum terakhir, diperlukan beberapa tahun untuk menghasilkan satu lensa astronomi yang kuat, atau sebaliknya, untuk menggosoknya. Sebagai contoh, pada tahun 1982, ketua Universiti Chicago William Harper mengalamatkan jutawan Charles Yerkes dengan permintaan untuk membiayai pemerhatian. Yerkes melabur kira-kira tiga ratus ribu ringgit di dalamnya, dan empat puluh ribu pergi membeli kanta untuk teleskop paling kuat pada masa itu di planet ini. Observatorium itu dinamakan sebagai penghormatan kepada Yerkes pembiaya, dan setakat ini refraktor ini dengan diameter lensa 102 cm dianggap sebagai yang terbesar di dunia.

Teleskop dengan diameter yang besar adalah reflektor, di dalamnya cermin adalah elemen pengumpulan cahaya.

Terdapat satu lagi jenis lensa yang digunakan dalam astronomi dan dalam bidang oftalmologi - sebuah kaca dengan permukaan cembung-cekung yang disebut meniskus. Ia boleh terdiri daripada dua jenis: penyebaran dan pengumpulan. Dalam meniscus membedah, bahagian melampau lebih tebal daripada pusat, dan dalam mengumpul lebih nipis adalah bahagian tengah.