Kaca optik ialah kaca lutsinar yang dibuat khas yang digunakan sebagai bahagian untuk instrumen optik. Ia berbeza daripada ketulenan biasa dan peningkatan ketelusan, keseragaman dan ketiadaan warna. Ia juga menormalkan serakan dan kuasa biasan dengan tegas. Pematuhan terhadap keperluan sedemikian meningkatkan kerumitan dan kos pengeluaran.
Sejarah
Anda boleh menemui banyak contoh penggunaan kanta setiap hari, contohnya, kaca pembesar ialah kaca pembesar biasa - akan membantu anda mencipta projektor kecil daripada telefon pintar biasa, tetapi cermin mata optik telah muncul tidak lama dahulu.
Kanta telah dikenali sejak zaman dahulu, tetapi percubaan serius pertama untuk mencipta kaca yang serupa dengan yang digunakan dalam peranti moden boleh dikesan kembali ke abad ke-17. Jadi, ahli kimia Jerman Kunkel dalam salah satu karyanya menyebut asid fosforik dan borik, yang merupakan sebahagian daripada komponen kaca. Dia juga bercakap tentang mahkota borosilikat, yang hampir dengan beberapa bahan moden dari segi komposisi. Ini boleh dipanggil pengalaman pertama yang berjaya dalam pengeluaran kaca dengan sifat optik tertentu dan tahap yang mencukupikehomogenan fizikal dan kimia.
Dalam industri
Penghasilan cermin mata optik pada skala industri bermula pada awal abad ke-19. Swiss Gian, bersama dengan Fraunhofer, memperkenalkan kaedah yang agak stabil untuk menghasilkan kaca sedemikian di salah satu kilang di Bavaria. Kunci kejayaan ialah teknik mencampurkan cair dengan bantuan pergerakan bulat batang tanah liat yang direndam secara menegak dalam kaca. Hasilnya, adalah mungkin untuk memperoleh kaca optik dengan kualiti yang memuaskan, sehingga 250 mm diameter.
Pengeluaran moden
Dalam penghasilan cermin mata optik berwarna, bahan tambahan bahan yang mengandungi tembaga, selenium, emas, perak dan logam lain digunakan. Memasak datang dari caj. Ia dimuatkan ke dalam periuk refraktori, yang seterusnya diletakkan di dalam relau kaca. Komposisi caj boleh termasuk sehingga 40% sisa kaca, perkara penting ialah pematuhan komposisi cullet dan kaca lebur. Jisim kaca semasa memasak terus dicampur dengan spatula yang diperbuat daripada seramik atau platinum. Dengan cara ini keadaan seragam dicapai.
Secara berkala, leburan diambil untuk sampel, yang mengawal kualiti. Tahap lebur yang penting ialah penjelasan: dalam jisim kaca, pembebasan sejumlah besar gas bermula daripada bahan penjernih yang pada mulanya ditambahkan ke dalam campuran. Gelembung besar terbentuk dan naik dengan cepat, memerangkap buih yang lebih kecil yang pasti terbentuk semasa proses membancuh.
Akhir sekali, periuk dikeluarkan dari ketuhar, selepas itusejuk perlahan-lahan. Penyejukan, diperlahankan oleh teknik khas, boleh bertahan sehingga lapan hari. Ia mestilah seragam, jika tidak, tegasan mekanikal boleh terbentuk dalam jisim, yang menyebabkan keretakan.
Properties
Kaca optik ialah bahan untuk penghasilan kanta. Mereka, pada gilirannya, dibahagikan mengikut jenis kepada pengumpulan dan penyebaran. Kanta pengumpul termasuk kanta biconvex dan plano-convex, serta concave-convex, yang dipanggil "meniscus positif".
Kaca optik mempunyai beberapa ciri:
- indeks biasan ditentukan oleh dua garis spektrum yang dipanggil natrium doublet;
- purata serakan, yang difahami sebagai perbezaan antara pembiasan garis merah dan biru spektrum;
- pekali serakan - nombor yang diberikan oleh nisbah purata serakan dan biasan.
Kaca optik berwarna digunakan untuk penghasilan penapis penyerapan. Bergantung pada bahan, terdapat tiga jenis utama cermin mata optik:
- bukan organik;
- plexiglass (organik);
- mineral-organik.
Kaca bukan organik mengandungi oksida dan fluorida. Kaca optik kuarza juga tergolong dalam bukan organik (formula kimia SiO2). Kuarza mempunyai pembiasan rendah dan penghantaran cahaya yang tinggi, ia dicirikan oleh rintangan haba. Pelbagai ketelusan membolehkan ia digunakan secara modentelekomunikasi (kabel gentian optik, dsb.), juga kaca silikat amat diperlukan dalam pembuatan kanta optik, contohnya, kaca pembesar diperbuat daripada kuarza.
Berasaskan silikon
Kaca silikat lutsinar boleh menjadi optik dan teknikal. Optik dibuat dengan mencairkan kristal batu, hanya dengan cara ini struktur homogen sepenuhnya diperolehi. Dalam gelas legap, gelembung gas kecil di dalam bahan bertanggungjawab untuk warna.
Selain kaca kuarza berasaskan silikon, apa yang dipanggil kaca silikon juga dihasilkan, yang, walaupun asas yang serupa, mempunyai sifat optik yang berbeza. Sel silikon mampu membiaskan sinar-X dan menghantar sinaran inframerah.
Gelas organik
Plexiglass yang dipanggil dibuat berdasarkan bahan polimer sintetik. Bahan lutsinar dan keras ini tergolong dalam termoplastik dan sering digunakan sebagai pengganti kaca kuarza. Plexiglas tahan kepada banyak faktor persekitaran, seperti kelembapan tinggi dan suhu rendah, tetapi ia lebih lembut dan, oleh itu, lebih sensitif kepada tekanan mekanikal. Oleh kerana kelembutannya, kaca optik organik mudah diproses - malah alat pemotong logam yang paling ringkas boleh "mengambil"nya.
Bahan ini bagus untuk pemprosesan laser dan mudah dicorak atau diukir. Sebagai kanta, ia memantulkan sinar inframerah dengan sempurna, tetapimenghantar ultraungu dan sinar-x.
Permohonan
Cermin mata optik digunakan secara meluas untuk pembuatan kanta, yang seterusnya, digunakan dalam banyak sistem optik. Kanta penumpu tunggal digunakan sebagai kaca pembesar. Dalam teknologi, kanta ialah bahagian penting atau utama sistem seperti teropong, penglihatan optik, mikroskop, teodolit, teleskop serta kamera dan peralatan video.
Cermin mata optik tidak kurang pentingnya untuk keperluan oftalmologi, kerana tanpa mereka sukar atau mustahil untuk membetulkan kecacatan penglihatan (rabun dekat, astigmatisme, rabun jauh, gangguan penginapan dan penyakit lain). Kanta cermin mata dengan diopter boleh dibuat daripada kaca kuarza dan plastik berkualiti tinggi.
Astronomi
Cermin mata optik ialah komponen penting dan paling mahal bagi mana-mana teleskop. Ramai penggemar memasang refractor mereka sendiri, ia memerlukan sedikit, tetapi perkara yang paling penting ialah kanta kaca plano-cembung.
Pada awal abad sebelum yang terakhir, ia mengambil masa beberapa tahun untuk menghasilkan satu kanta astronomi yang berkuasa, atau lebih tepat untuk menggilapnya. Sebagai contoh, pada tahun 1982, ketua Universiti Chicago, William Harper, mendekati jutawan Charles Yerkes dengan permintaan untuk membiayai balai cerap itu. Yerkes melabur kira-kira tiga ratus ribu dolar di dalamnya, dengan empat puluh ribu dibelanjakan untuk membeli kanta untuk teleskop paling berkuasa di planet ini pada masa itu. Balai cerap itu dinamakan sempena pembiaya Yerkes, dan sehingga kini refraktor ini dengan diameter kanta 102cm dianggap yang terbesar di dunia.
Teleskop dengan diameter besar ialah pemantul, di mana cermin adalah elemen pengumpul cahaya.
Terdapat satu lagi jenis kanta yang digunakan dalam kedua-dua astronomi dan oftalmologi - kaca dengan permukaan cembung-cekung, yang dipanggil meniskus. Ia boleh terdiri daripada dua jenis: menabur dan mengumpul. Dalam meniskus yang berserakan, bahagian yang melampau lebih tebal daripada yang tengah, dan dalam meniskus yang mengumpul, bahagian tengahnya lebih nipis.
