Оптическое стекло

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Опти́ческое стекло́ — прозрачное стекло специального состава, используемое для изготовления различных оптических приборов. В силу исключительно высоких требований, предъявляемых к качеству изображения оптических систем, естественно возникла необходимость в изготовлении широкого ассортимента специальных сортов стёкол, различных по своим свойствам. Оптическое стекло в отличие от обыкновенного должно обладать особенно высокой прозрачностью, чистотой, бесцветностью, однородностью, преломляющей способностью. Выполнение всех этих требований значительно усложняет его химический состав. В основном в состав оптического стекла входит кремнезём, сода, борная кислота, соли бария, окись свинца, фтористые соли и др.

Свойства оптического стекла характеризуются показателем преломления, средней дисперсией и однородностью массы.

Оптические натриево-силикатные стекла носят общее название кро́нов. Стекло, изготовленное с добавлением фосфорного ангидрида, называется фосфорным кроном, борного ангидрида – боро-силикатным кроном и т. д.

Оптическое стекло, в состав которого входит свинец, называется фли́нтом; при его содержании до 50% – лёгким, а свыше 50% – тяжёлым флинтом.

Для получения цветного стекла в состав белого стекла при варке вводят вещества, содержащие медь, золото, селен и др.

Варка оптического стекла производится в специальных огнеупорных горшках, помещаемых в стекловаренную печь. Процесс варки длится около 24 часов. По окончании плавки стекла горшок извлекается из печи и подвергается замедленному охлаждению, длящемуся 6-8 дней. Вследствие неравномерности остывания массы в ней образуются натяжения, которые вызывают растрескивание стекла на большое количество кусков.

После остывания куски стекла сортируются по размерам и качеству, затем годные отправляются для дальнейшей обработки. В целях сокращения времени на механическую обработку оптические детали изготавливаются не из обычных кусков стекла, полученных после варки, и из специальных прессованных плиток или заготовок. Во избежание натяжений, вызываемых неравномерным охлаждением массы, полученные таким способом заготовки подвергаются исключительно медленному охлаждению в печах, так называемому отжигу.

К недостаткам оптического стекла, которые обнаруживаются, как правило, в первичных стадиях производства, относят камни, пузыри, мошку, дымки, свили и натяжения.

• Камни представляют собой мелкие непрозрачные частицы, отделившиеся от горшка во время варки стекла, или нерасплавившиеся частицы шихты. Небольшое количество и малые размеры камней, несли они не находятся в фокальной плоскости или вблизи нее, на качество изображения не влияют, так как задерживают лишь незначительную часть проходящего через стекло света.
• Пузыри образуются в процессе варки стекла ввиду выделения газов составными частями шихты, вступающими в реакцию. Практически неизбежны при изготовлении стекла. Пузыри вызывают светорассеяние и некоторую потерю яркости изображения, так как лучи света, преломляясь на поверхностях пузырей под значительно бо́льшими углами, чем на остальной площади линзы, почти полностью поглощаются внутренними поверхностями камеры и оправы объектива.
• Мо́шка представляет собой большое скопление в массе стекла мельчайших пузырей, занимающих значительную часть его объёма. Мошка вызывает рассеяние большого количества проходящего через стекло света.
• Дымки́ имеют вид паутины или легкой волнистой дымки в среде стекла. Происходят в основном от спекания складок, образующихся в процессе прессовки, а также при спекании ранее не замеченных трещин.
• Сви́ли наблюдаются в массе стекла в виде прозрачных полосок или нитей вследствие неодинакового показателя преломления массы стекла. Представление о свиле может дать сравнение с каплей насыщенного сахарного раствора, введённой в стакан с водой. При растворении капля раствора будет образовывать в воде хорошо заметный след в виде волнистых полос и нитей.
• Натяже́ния происходят от неоднородности стекла, вызванной неравномерным охлаждением при его изготовлении или чрезмерных давлений на стекло при закреплении его в оправах. В обычных условиях они незаметны на глаз, поэтому выявляются проверкой стекол при помощи специального прибора – полярископа.

[править] Литература

• Яштолд-Говорко В. А. Фотосъёмка и обработка. Съемка, формулы, термины, рецепты. Изд. 4-е, сокр. М., «Искусство», 1977.
• Краткий фотографический справочник. Под общей редакцией д.т.н. Пуськова В. В., изд. 2-е, М., Искусство, 1953.