Verre optique avec des surfaces convexes-concaves: fabrication, l'utilisation. Lens, loupe

Verre optique – il est spécialement conçu verre transparent, qui est utilisé en tant que pièces pour des dispositifs optiques. Elle se distingue de la pureté et la transparence habituelle, l'uniformité et incolore. Il a également strictement rationnée dispersion et le pouvoir de réfraction. Le respect de ces exigences augmente la complexité et le coût de la production.

histoire

Vous pouvez trouver de nombreux exemples d'utilisation domestique de lentilles, comme une loupe – loupe ordinaire – il aide à créer une petite projection à partir d' un téléphone intelligent ordinaire, mais les lunettes optiques ont été pas si longtemps.

Les lentilles sont connues depuis les temps anciens, mais la première tentative sérieuse de créer une fenêtre qui est similaire à celui utilisé dans les appareils modernes, peuvent être attribués au XVIIe siècle. Ainsi, le chimiste allemand Kunkel dans l'une de ses œuvres mentionné l'acide phosphorique et de l'acide borique dans le composant de verre. Il a également parlé de la couronne de borosilicate, qui est proche de la composition de certains matériaux modernes. Cela peut être appelé la première expérience réussie dans la fabrication du verre, ayant certaines propriétés optiques et un degré suffisant d'homogénéité physique et chimique.

dans l'industrie

Fabrication de verre optique à l'échelle industrielle a commencé au début du XIXe siècle. Gian conjonction avec Swiss Fraunhofer introduit à l'une des usines en Bavière méthode relativement stable pour la production d'un tel verre. Le succès de la réception à l'état fondu le mélange en utilisant un mouvement circulaire immergé verticalement dans la tige en verre d'argile. En conséquence, il est possible d'obtenir un verre optique de qualité satisfaisante, avec un diamètre de 250 mm.

production moderne

Dans la préparation de matériaux additifs utilisés en verre optique de couleur avec le cuivre, le sélénium, l'or, l'argent et d'autres métaux. Cuisiner vient du lot. Il est chargé dans des pots de coupe-feu, qui, à son tour, est placé dans un four de fusion de verre. La composition de charge peut inclure jusqu'à 40% du verre des déchets, le point important est que la composition de calcin de verre et la cuisine. Verre fondu pendant la cuisson sous agitation continue avec une spatule en céramique ou en platine. Ainsi, il est atteint un état homogène.

Périodiquement, la masse fondue est prise d'essai, dans lequel la qualité est contrôlée. Une étape importante est le blanchiment d'ébullition: dans le verre de fond de clarificateurs initialement ajoutée à la composition de la charge, commence la sélection quantité importante de gaz. Forme de grosses bulles qui montent rapidement, en saisissant en même temps des bulles plus petites inévitablement formés lors du processus de cuisson.

En conclusion, les pots sont extraits du four et refroidit lentement. Refroidissement, des techniques spéciales lentes, peuvent durer jusqu'à huit jours. Il doit être uniforme, ou peut être formé dans la masse des contraintes mécaniques qui provoquent des fissures.

propriétés

verre optique – un matériau pour la fabrication de lentilles. Ils ont, à leur tour, sont divisés par type dans la collecte et la dispersion. Accumulés se réfère lentille biconvexe et plano-convexe et une concave-convexe, porte le nom de « ménisque ».

Le verre optique a un certain nombre de caractéristiques:

• l' indice de réfraction est déterminée par deux raies spectrales, qui sont appelés doublet de sodium;
• la variance moyenne, qui est définie comme étant la différence entre l'indice de réfraction des lignes rouges et bleue du spectre;
• facteur de dispersion – le nombre donné par le rapport de la dispersion moyenne et l'indice de réfraction.

Coloré Verre optique est utilisé pour la production de filtres d'absorption. En fonction du matériau, il y a trois principaux types de verre optique:

• inorganique;
• Plexiglas (organiques);
• minéraux et organiques.

La composition du verre inorganique comprennent des oxydes et des fluorures. verre optique fusionné concerne également inorganique (formule chimique SiO _2). Le quartz a un faible indice de réfraction et haut indice de transmission de la lumière, il est caractérisé par une résistance à la chaleur. plage de transparence large peut être utilisé dans les télécommunications modernes (câble à fibres optiques, etc.), comme le verre de silicate est indispensable dans la fabrication de lentilles optiques, par exemple, faire la loupe du quartz.

Sur la base de silicium

Transparent verre de silice peut être à la fois optique et technique. Optique fabriqué par fusion de cristal de roche, seulement ainsi obtenue structure totalement homogène. Les lunettes opaques responsables de la couleur de petites bulles de gaz à l'intérieur du matériau.

En plus du verre de silice produite sur une base de silicium et le verre de silicium que l'on appelle, qui, en dépit de la base similaire a des propriétés optiques différentes. Les éléments de silicium peuvent diffracter les rayons X et un rayonnement infrarouge de passer.

plexiglas

Le soi-disant verre acrylique est basée sur un matériau polymère synthétique. Ce matériau transparent et le solide est une matière thermoplastique et est souvent utilisé comme un remplacement pour le verre de quartz. Plexiglas résistant à de nombreux facteurs environnementaux tels que l'humidité et à basse température, mais il est beaucoup plus souple et donc plus sensibles au stress mécanique. En raison de la douceur du verre optique organique juste dans le traitement – il peut « prendre » même les outils les plus simples pour couper le métal.

Ce matériau est parfaitement adapté pour le traitement au laser, il est facile d'appliquer un motif ou la gravure. En tant que lentille, il reflète parfaitement les rayons infrarouges, mais transmet la lumière ultraviolette et les rayons X.

application

Le verre optique est largement utilisé pour la production de lentilles, qui, à leur tour, sont utilisés dans de nombreux systèmes optiques. lentille de collecte à l'unité utilisé comme une loupe. Les lentilles de technique sont une partie importante du primaire ou des systèmes tels que des jumelles, des lunettes, des microscopes, des théodolites, des télescopes, des caméras et des équipements.

Tout aussi importants sont le verre optique pour les besoins de l'ophtalmologie, car sans eux difficile, voire impossible de corriger les défauts de la vue (myopie, astigmatisme, hypermétropie, la perturbation de l'hébergement et d'autres maladies). Verres de lunettes avec dioptries peut être faite soit à partir de verre de quartz et de plastique de haute qualité.

astronomie

verres optiques sont importants et le composant le plus cher de tout télescope. Beaucoup de fans se recueillir réfracteurs, cela nécessite un peu, mais la chose la plus importante – lentille plan en verre.

Au début du siècle dernier pour faire une des lentilles astronomiques puissants, et plus précisément sur son poli, il pourrait prendre plusieurs années. Par exemple, en 1982, au millionnaire Charles Yerkes a tourné la tête de l'Université de Chicago Vilyam Harper demande observatoire des finances. Yerkes mis en elle environ trois cent mille dollars, et quarante mille ont été consacrés à l'achat de lentilles pour les plus puissants au moment du télescope sur la planète. Observatoire a été nommé d'après le financier Yerkes, et jusqu'à présent, cet objectif réfracteur avec un diamètre de 102 cm est considéré comme le plus grand dans le monde.

Les télescopes ayant un grand diamètre sont des réflecteurs, il y a un élément de miroir, la récolte de lumière.

Il existe un autre type de lentilles utilisés en astronomie et en ophtalmologie – verre avec des surfaces convexes-concave, qui est appelé le ménisque. Il peut être de deux types: la dispersion et la cueillette. La partie de bord du ménisque de la dispersion centre plus épaisse et plus mince dans la collection est une partie centrale.