Оптические свойства стекла – : , ,

Содержание

Оптическое свойство - стекло - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Оптическое свойство - стекло

Cтраница 1

Оптические свойства стекла характеризуют его как материал, отличающийся от других твердых тел высокой оптической прозрачностью и способностью исключительно широко изменять светопреломление, а также поглощение в видимой, ультрафиолетовой, инфракрасной и рентгеновской частях спектра.  [1]

Оптические свойства стекла широко используются в оптическом приборостроении.  [2]

Оптические свойства стекла ( в первую очередь показатель преломления) могут изменяться в довольно широких пределах путем надлежащего изменения его состава. В зависимости от рода примесей и их количества меняются оптические свойства стекла.  [3]

Оптические свойства стекол характеризуются, кроме того, показателем преломления, коэффициентом дисперсии и средней дисперсией. Особенно эти характеристики важны при получении оптических стекол.  [4]

Оптические свойства стекол являются их важными свойствами и характеризуются показателями светопропускания ( прозрачности), светопреломлением, отражением и рассеиванием. Обычные силикатные стекла пропускают всю видимую часть спектра и практически не пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.  [5]

Оптические свойства стекол являются результатом их взаимодействия с электромагнитным излучением.  [7]

Оптические свойства стекла широко используются в оптическом приборостроении.  [8]

Оптические свойства стекла поддаются точной регулировке главным образом изменением химического состава стекла, а также применением соответствующих методов термической и механической его обработки; важнейшими из свойств являются преломление, дисперсия, двойное лучепреломление, отражение и поглощение света.  [9]

Оптические свойства стекла характеризуются светопропуеканием, показателем преломления и дисперсией - зависимостью показателя преломления от длины волны излучения. Показатель преломления уменьшается, когда увеличивается длина волны.  [10]

Оптические свойства стекла характеризуют его как материал, отличающийся от других твердых тел высокой оптической прозрачностью и способностью исключительно широко изменять светопреломление, а также поглощение в видимой, ультрафиолетовой, инфракрасной и рентгеновской частях спектра.  [11]

Оптические свойства стекол зависят от их окраски, которая определяется химическим составом стекол, а также от состояния поверхности изделий. Оптические изделия должны иметь изотропную, свободную от напряжений структуру, которую получают отжигом, и гладкие полированные поверхности.  [12]

Оптические свойства фторфос-фатных стекол являются промежуточными между свойствами чисто фто-ридных и чисто силикатных стекол. Кроме фторфосфатных стекол, к группе фторсодержащих стекол относятся: фторборатные, фторгерманатные и фторкремневые стекла.  [14]

Основными оптическими свойствами стекла являются показатель преломления, средняя и частные дисперсии и коэффициент дисперсии.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Оптическое стекло — Википедия

Опти́ческое стекло́ — прозрачное стекло специального состава, используемое для изготовления различных деталей оптических приборов.

От обычного технического стекла отличается особенно высокой прозрачностью, чистотой, бесцветностью, однородностью, а также строго нормированными преломляющей способностью, дисперсией, в необходимых случаях - цветом. Выполнение всех этих требований значительно усложняет и удорожает производство оптического стекла.

В силу исключительно высоких требований, предъявляемых к качеству изображения в оптических системах, естественно возникла необходимость в изготовлении широкого ассортимента специальных сортов стекла, различных по своим свойствам.

Химический состав[править]

В состав шихты для варки оптического стекла обычно входит чистый кремнезём, сода, борная кислота, нередко - соли бария, оксид свинца, фториды и другие компоненты.

Основные оптические свойства стекла[править]

Основные свойства оптического стекла характеризуются показателем преломления, средней дисперсией и коэффициентом дисперсии. В отдельных случаях для характеристики оптических стёкол используется частные дисперсии и относительные частные дисперсии.

Показатель преломления[править]

С XIX века (со времён Шотта и Аббе) и до недавнего времени для характеристики оптических стёкол использовался показатель преломления , определяемый для жёлтой спектральной D-линии натрия (λ=589,3 нм).

Однако это не одиночная линия, а пара: так называемый «натриевый дублет», что не могло не сказаться на точности измерений. Поэтому сейчас в качестве главного показателя преломления () принимают его значение либо для жёлтой d-линии гелия с λ=587,56 нм, либо для жёлто-зелёной e-линии ртути с λ=546,07 нм. Первый () используется такими производителями как Schott, Hoya, Ohara и др., второй (), в частности, принят в документации российских производителей.

В настоящее время достигнутые пределы значений промышленных оптических стёкол составляют примерно 1,43 — 2,17.

Допустимое отклонение зависит от категории оптического стекла и нормируется величиной ±(3-20)·10−4.

Средняя дисперсия[править]

Средняя дисперсия — определяется как разность показателей преломления nF для синей линии спектра λ=488,1 нм и nC для красной линии спектра с λ=656,3 нм; Величина средней дисперсии представляется как (nF-nC)·105 и лежит в диапазоне 639 — 3178, с допустимым отклонением ±(3-20)·10−5.

Коэффициент дисперсии[править]

Коэффициент дисперсии (число Аббе, ) — задаётся отношением разности показателя преломления без единицы к средней дисперсии.
Ранее определялось выражением, включающим показатель преломления для жёлтой спектральной линии натрия.

В настоящее время основными вариантами коэффициента дисперсии являются, либо

либо

где средняя дисперсия определяется, как разность показателей преломления для голубой (

F' ) и красной (C' ) линий кадмия.

В настоящее время значения для промышленных оптических стёкол находятся в пределах от 17 до 95.

Частные дисперсии и относительные частные дисперсии[править]

Частные дисперсии — это разности двух значений показателя преломления при некоторых произвольно выбранных длинах волн и , не совпадающих с длинами волн и , выбранными для расчёта средней дисперсии (и как правило, с более узким спектральным интервалом).

Относительные частные дисперсии  — это отношения частных дисперсий к средней дисперсии.

Хотя, для большинства оптических стёкол зависимость относительных частных дисперсий от коэффициента средней дисперсии (числа Аббе) близка к линейной, однако, зависимость показателя преломления оптического материала от длины волны света представляет собой сложную кривую. Форма этой кривой определяется параметрами конкретного материала и будет различной для разных типов оптических стёкол. Таким образом, частные дисперсии и относительные частные дисперсии служат для детализации зависимости изменений показателя преломления стекла от изменений длины волны.

Такая детализация необходима при расчёте высококачественных ахроматических и апохроматических компонентов, поскольку учёт хода относительных дисперсий, на этапе выбора стёкол, позволяет в дальнейшем значительно уменьшить вторичный спектр. Так как, в общем случае, величина вторичного спектра пропорциональна отношению разности частных дисперсий выбранной пары стёкол к разности показателей средних дисперсий этих стёкол.

где: и  — относительные частные дисперсии; и  — коэффициенты средней дисперсии; -фокусное расстояние объектива.

Для практики наиболее важны — частная дисперсия для синего участка спектра или (где  — показатель преломления для фиолетовой g-линии ртути) и соответствующая ей относительная частная дисперсия (или ), поскольку в пределах именно этого участка показатель преломления материалов изменяется с длиной волны наиболее значительно.

Показатель ослабления излучения[править]

Интенсивность оптического излучения, проходящего через стекло, уменьшается вследствие поглощения и рассеяния излучения стеклом. Степень уменьшения интенсивности излучения, обусловленного суммарным действием обоих механизмов, характеризуют показателем ослабления стекла.

Различают и используют показатель ослабления монохроматического излучения и показатель ослабления для белого света стандартного источника А[1].

По величине показателя ослабления для белого света излучения источника А установлены восемь категорий качества, определяемых предельными значениями [2].

К первой, высшей категории, относятся стёкла у которых лежит в пределах от 0,0002 до 0,0004 см−1. У таких стёкол коэффициент внутреннего пропускания слоя толщиной 10 см составляет величины от 0,991 до 0,995[2].

Стёкла, относящиеся к восьмой, низшей категории, имеют , располагающийся в пределах от 0,0066 до 0,013 см−1. Этому диапазону значений показателя ослабления соответствует диапазон значений коэффициента внутреннего пропускания слоя стекла толщиной 10 см от 0,741 до 0,859[2].

Типы оптических стёкол[править]

В основу исторически сложившейся классификации оптических стёкол легло общее представление о связи между химическим составом и оптическими постоянными. До работ Шотта оптические стёкла состояли почти исключительно из кремнезёма в соединении с окислами натрия, калия, кальция и свинца. Для таких стёкол существует функциональная зависимость между показателями преломления

n и коэффициентами средней дисперсии v, что и было отражено в так называемой диаграмме Аббе. На этой диаграмме бесцветные оптические стёкла располагаются в виде широкой области вытянутой от нижнего левого угла диаграммы к её правому верхнему углу. Таким образом, можно было увидеть взаимосвязь изменения двух основных оптических характеристик с химическим составом оптических стёкол. Причём, с возрастанием показателя преломления, коэффициент дисперсии, как правило, уменьшался.

В связи с этим были выделены два основных типа оптических стёкол: кро́ны (стёкла с низким показателем преломления и высоким значениями коэффициента дисперсии) и фли́нты (стёкла с низкими значениям коэффициента дисперсии и высоким показателем преломления). При этом к группе кронов относились натриево-силикатные стекла, а к группе флинтов — стёкла, содержащие свинец.

В дальнейшем, в связи с ростом числа оптических стёкол, потребовалось делить диаграмму Аббе на бо́льшее число участков, соответствующих новым типам. Так, от кронов отделились лёгкие, тяжёлые и сверхтяжёлые кроны (ЛК, ТК, СТК), а от флинтов — лёгкие, тяжёлые и сверхтяжёлые флинты (ЛФ, ТФ, СТФ). К тому же, между лёгкими кронами и лёгкими флинтами появилась группа кронфлинтов.

Появились новые типы стёкол, как на основе несиликатных стеклообразователей (боратные, фосфатные, фторидные и др.), так и включающие новые компоненты (окислы лантана, тантала, титана). Такие типы часто (в каталогах зарубежных производителей — как правило) обозначаются с применением названий химических элементов, окислы которых и придают стёклам специфические свойства.

Использование подобных стёкол, для которых характерны иные сочетания главного показателя преломления и коэффициента дисперсии, существенно расширили область занимаемую оптическими стёклами на диаграмме Аббе. К тому же, связь между уменьшением коэффициента дисперсии и возрастанием показателя преломления стала менее заметной.

«Особые» стёкла[править]

Файл:PgF Diagram Graphic.svg

Отклонения относительных частных дисперсий некоторых оптических стёкол и кристаллов (CaF2 и BaF2) от «нормальной прямой»

Кроме того, существуют так называемые «особые» стёкла, или стёкла с

«особым ходом частных дисперсий». Большинство из них относятся к двум типам, объединённым собирательными терминами «ланг-кроны» (кроны с увеличенными относительными частными дисперсиями) и «курц-флинты» (флинты с уменьшенными частными дисперсиями). Эти наименования, происходящие от немецких слов lang (длинный) и kurz (короткий), весьма условны, и для большинства «особых» стёкол не связаны напрямую с особенностями химического состава и/или структуры.

В современных каталогах оптических стёкол для отображения «особых» характеристик используются графики (диаграммы) зависимости относительных частных дисперсий от коэффициента средней дисперсии (например, от в каталоге Schott). На этих графиках оптические стёкла располагаются вдоль так называемой «нормальной прямой», непосредственно на которой находятся стёкла с линейной зависимостью от .

При этом, стёкла с незначительным отклонением хода частных дисперсий () и находящиеся вблизи нормальной прямой принято называть «нормальными», а расположенные на бо́льшем удалении (имеющие бо́льшее отклонение хода частных дисперсий) — «особыми» («abnormal»).

Диаграмма «относительная частная дисперсия — коэффициент дисперсии» так же была предложена Эрнстом Аббе, однако, во избежание путаницы, её не принято называть именем автора.

Из стёкол, относящихся к первому из типов (ланг-кроны), следует отметить так называемые низкодисперсные стёкла, различные по составу, но отличающиеся как высокими значениями коэффициента средней дисперсии, так и высоким значением относительной частной дисперсии (то есть, значительным отклонением хода частных дисперсий от «нормального»).

Группа «курц-флинтов» так же объединяет различные по составу стёкла. В частности, под это определение подпадают практически все Шоттовские стёкла типов LaK, LaF, LaSF, а также российские СТК и ТБФ с высоким содержанием окиси лантана. Причём отклонения особых флинтов от «нормальной прямой», как правило, невелики.

«Особые» флинты с повышенными значениями относительной частной дисперсии (ланг-флинты) — это, как правило, либо тяжёлые и сверхтяжёлые флинты с максимальным содержанием окиси свинца, либо титановые флинты с высоким содержанием окиси титана.

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

Варка оптического стекла производится из шихты в специальных огнеупорных горшках, помещаемых в стекловаренную печь. В составе шихты может быть до 40 % стеклобоя того же состава, что и варящееся стекло. Процесс варки длится около 24 часов. Нагрев производится, как правило, с помощью водородных горелок, при этом температура в печи достигает 1500 °C. В процессе варки стекломассу непрерывно перемешивают керамической или платиновой мешалкой для достижения однородного состояния и несколько раз берут пробу для контроля качества. Одним из этапов варки является осветление. На этом этапе в стекломассе выделяется большое количество газов из веществ-осветлителей, добавляемых в шихту. Образующиеся крупные пузыри быстро поднимаются к поверхности, захватывая по пути более мелкие, которые в любом случае образуются при варке. По окончании плавки стекла горшок извлекается из печи и подвергается замедленному охлаждению, длящемуся 6-8 дней. При неравномерном остывании массы в ней образуются механические напряжения, которые могут вызывать 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, а из специальных прессованных плиток или заготовок. Во избежание возникновения напряжений, вызываемых неравномерным охлаждением массы, полученные таким способом заготовки нагревают до 500 °C и затем подвергают исключительно медленному охлаждению в электрических печах, так называемому отжигу. Если при этом температура упадет резко, в стекле возникнут напряжения, которые приведут к появлению анизотропии, включая анизотропию показателя преломления. Также может образоваться вторичная мошка.

После отжига получившуюся заготовку исследуют с помощью оптических приборов контроля качества и составляют карту дефектов, на которой указывают размеры, местоположение и характер пороков стекла.

Технологические дефекты[править]

К технологическим дефектам оптических стёкол относят камни, пузыри, мошку, дымки, свили и напряжения.

  • Камни представляют собой мелкие непрозрачные частицы, отделившиеся от горшка во время варки стекла, или нерасплавившиеся частицы шихты. Небольшое количество и малые размеры камней, если они не находятся в фокальной плоскости или вблизи неё, 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.
  • Напряже́ния возникают вследствие неоднородности стекла, вызываемой, как правило, его неравномерным охлаждением в процессе изготовления. Механически напряжённое состояние стекла вызывает так называемое двойное лучепреломление. В обычных условиях двойное лучепреломление незаметно на глаз, и определяется проверкой стекол при помощи специального прибора — полярископа. Непосредственно в оптических деталях напряжения (и соответствующее двойное лучепреломление) могут возникать под действием собственной массы детали, или давления на стекло при закреплении его в оправах.

Для оптических стёкол установлены категории и классы по качеству (ГОСТ 23136-93). То есть весь спектр дефектов разбит на диапазоны (по их количеству, размеру, форме) в которые должны входить марки стёкол. Для бесцветного оптического стекла существуют нормы ГОСТ 3514-94 (ранее ГОСТ 3514-76). Для цветного оптического стекла — ГОСТ 9411-91 (ранее ГОСТ 9411-76).

Поскольку оптическое стекло изготавливается для конкретных целей, то нормируются не только наличие дефектов, но и отклонения оптических показателей от нормы. Выбирать стекло для своих нужд легче, если заранее определить критерии качества.

Обычно, руководствуясь картой дефектов, заготовку распиливают алмазными пилами на более мелкие прямоугольные или вырезают из неё цилиндры с помощью круговых пил. Получающимся заготовкам стараются придать форму, максимально приближенную к форме будущего оптического изделия с небольшим запасом. Также достаточно часто прямоугольные заготовки нагревают до состояния пластической деформации и прессованием получают из них изделия формы, близкой к требуемой. Затем эти заготовки закрепляют в блоки (как правило, из гипса) и шлифуют. Шлифование включает в себя несколько стадий; на каждой из последующей используют все более мелкие абразивные зерна. После каждой стадии шлифования стекло промывают. После того, как стекло отшлифовано, заготовку полируют и затем контролируют его форму (фигуру). Полирование стекла является длительным физико-химическим процессом, который длится до 3-х суток. После полирования получается готовая рабочая поверхность изделия, готовая к использованию. Эту поверхность защищают, извлекают заготовку из блока и вновь собирают блок, но заготовки крепят другой стороной кверху и аналогично шлифуют и полируют другие рабочие поверхности.

Просветление оптики[править]

После полирования производится контроль качества поверхности стекла и затем для улучшения характеристик изделия может быть произведено просветление оптики путем нанесения тонких прозрачных плёнок, как правило, диэлектрических. Эти плёнки улучшают оптические характеристики и могут улучшать механические, например, защищать стекло от помутнения при длительном нахождении во влажной атмосфере.

Одни из первых серьёзных попыток получения оптического стекла, то есть стекла достаточной химической и физической однородности, и обладающего специфическими оптическими свойствами, можно отнести к XVII веку. Так, в труде немецкого химика Кункеля (Johannes Kunckel) «Ars vitraria experimentalis» (1689 г.) упоминается о борной и фосфорной кислотах, как компонентах стекла, и о боросиликатном кроне, близком по составу к некоторым современным сортам. В 1663 г. в патенте англичанина Тильсона упоминается о введении окиси свинца в «флинт-глас», а в XVIII веке это стекло начинают применять для изготовления ахроматических линз сперва Честер Мур Холл (1729 г.), а затем, и с бо́льшим успехом, Питер Доллонд (1758 г.).

Началом промышленного производства оптического стекла можно считать результат многолетней работы швейцарца Гинана, которому, совместно с Фраунгофером, удалось внедрить на заводе Утцшнайдера в Бенедиктбойерне (Бавария) более или менее надёжный способ получения хорошего оптического стекла в горшках емкостью до 400 кг. Ключом к успеху был изобретённый Гинаном приём механического перемешивания расплава во время варки, круговыми движениями глиняного стержня, вертикально опущенного в стекло. В 1811 году, Гинаном и Фраунгофером, было запущено в производство два сорта оптического стекла: крон (72 % SiO2, 18 % K2O, 10 % CaO) и флинт (45 % SiO2, 12 %K2O, 43 % PbO)

Разработанный технологический процесс позволял изготавливать вполне удовлетворительные линзы диаметром до 200—250 мм. Однако сортамент оптических стёкол выпускаемых стекольными заводами в первой половине XIX века был практически ограничен двумя его типами.

Во второй половине XIX века немецкий химик Отто Шотт осуществляет, по предложению Эрнста Аббе, фундаментальное исследование влияния на свойства стекла различных компонентов, а в 1884 г. О. Шотт и Э. Аббе и К. Цейсс основывают в Йене завод начавший выпуск разнообразных сортов оптического стекла.

  • И. Я. Бубис и др., под общ. ред. С. М. Кузнецова и М. А. Окатова, Справочник технолога оптика. Л. Машиностроение. 1983
  • Волосов Д. С. Фотографическая оптика. М., «Искусство», 1971.
  • Кулагин, С. В. Оптическое стекло // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • Качалов Н. Стекло. Издательство АН СССР. Москва. 1959
  • Н. Н. Качалов и В. Г. Воано. Основы производства оптического стекла. Л. ОНТИ-Химтеорет, 1936
  • Краткий фотографический справочник. Под общей редакцией д.т. н. Пуськова В. В., изд. 2-е, М., Искусство, 1953.
  • Яштолд-Говорко В. А. Фотосъёмка и обработка. Съемка, формулы, термины, рецепты. Изд. 4-е, сокр. М., «Искусство», 1977.
  • ГОСТ 23136-93 — Материалы Оптические — Параметры
  • ГОСТ 3514-94 — Стекло Оптическое Бесцветное — Технические условия
  • ГОСТ 9411-91 — Стекло Оптическое Цветное — Технические условия

www.wiki-wiki.ru

Оптические свойства пористых стекол Текст научной статьи по специальности «Физика»

катном стеклах. Увеличение концентрации эрбия приводит к увеличению скорости миграции возбуждения между ионами эрбия, и различие между спектрами люминесценции соответствующих магнитных и электрических переходов уменьшается. Полученные данные могут быть использованы при расчетах и оптимизации волоконных и интегрально-оптических лазеров и усилителей света на основе материалов, активированных ионами эрбия.

Литература

1. Kushida T, Takushi E, Oka V. // J. Luminescence. 1976. 12/13. P. 723-727.

2. ЛебедевВ.П., ПржевускийА.К. // Физ. твердоготела. 1977. 19. С. 1373-1376.

3. Holl D.W. and Weber M.J. // Appl. Phys. Lett. 1983. 42. №2. P. 157-159.

4. Феофилов П.П. Поляризованная люминесценция атомов, молекул и кристаллов. М.: ГИФМЛ. 1959. 288 с.

5. Никоноров Н.В., Пржевуский А.К., Рохмин A.C., Чухарев A.B., Ульяшенко A.M. Исследование поляризованной люминесценции в лазерных стеклах, активированных эрбием. // Оптика и спектроскопия, 2004. Т. 96. №2. С. 203-209.

2

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ

Н.А. Есикова (Институт аналитического приборостроения РАН) Научный руководитель - к.т.н., с.н.с. А.А. Евстрапов (Институт аналитического приборостроения РАН)

Измерены спектральные характеристики двухфазных и пористых стекол. Рассмотрено влияние сорбируемой в порах воды на пропускание пористых стекол и подтвержден эффект релаксации в пористых структурах. Найдены спектральные диапазоны преобладания релеевского рассеяния, при котором применимы простые модели. Определены оптические и структурные характеристики пористых стекол. Оценены размеры пор и пористость.

Пористые стекла (ПС) - продукты химической проработки термообработанных ще-лочноборосиликатных стекол определенного состава. Они обладают рядом преимуществ по сравнению с другими пористыми материалами: термической, химической и микробиологической устойчивостью, прозрачностью в видимой части спектра, лучевой прочностью, регулируемыми структурными характеристиками и превосходными адсорбционными свойствами [1]. Новые возможности и перспективы открываются в случае применения ПС как функциональных элементов микрофлюидных чипов (электроосмотических насосов, микро- и на-нофильтров, индикаторных и сенсорных элементов). В связи с широким применением оптических методов детектирования в микрофлюидных аналитических системах (МФАС) и других микроаналитических системах, представляется целесообразным исследовать оптические свойства ПС с целью изучения возможности применения пористых структур, как сенсорных элементов. Актуальным в таком исследовании является получение максимальной информации о структурных характеристиках ПС из оптических спектров.

Измерение спектральных зависимостей светопропускания ПС позволяет получить интегральную информацию об образце и его структуре: о поглощении материала, об отражении и рассеянии светового потока от границ раздела сред и неоднородностей структуры. В двухфазных стеклах с низким поглощением света для оценки оптических характеристик (показателя преломления и коэффициента поглощения) вполне оправдано применение простых моделей, где предполагается, что коэффициенты поглощения и рассеяния малы по сравнению с коэффициентом преломления. В других случаях, когда существенную роль играет светорассеяние, необходимо использовать иные модели, учитывающие поглощение и рассеяние света.

Одним из наиболее вероятных источников светорассеяния двухфазных стекол, по мнению авторов [2, 3], является структурная неоднородность ликвационного типа (размеры каркаса кремнеземной фазы и ликвационных каналов, занимаемых нестойкой фазой), параметры которой определяются составом исходного стекла и режимом его тепловой обработки. Чем крупнее области структурной неоднородности, тем больше светорассеяние в двухфазных стеклах [2]. Пористые стекла также имеют неоднородности ликвационного типа, но отличаются от двухфазных наличием дополнительных неодно-родностей - отложения кремнегеля (страты, стержневидные структуры и т.п.), поры и микровключения (микрокристаллические фазы). Эти неоднородности слабо поглощают свет, поэтому вклад в ослабление светового потока вносит светорассеяние. Пропускание в видимой области спектра пластин ПС снижается с увеличением размеров ликва-ционных областей неоднородности в исходных двухфазных стеклах [3].

Введение

Оценки и характеристики

В зависимости от размеров, формы и распределения неоднородностей следует ожидать различные варианты рассеяния света. Наиболее хорошо изучены случаи реле-евского рассеяния, когда размеры фазовых неоднородностей гораздо меньше, чем длина волны зондирующего излучения. Наличие более крупных неоднородностей в ПС приводит к дифракционному рассеянию и рассеянию Ми. В реальных образцах не следует исключать наличие как мелких, так и крупных неоднородностей (хотя бы в силу того, что локальная концентрация мелких неоднородностей может рассматриваться как макровключение), что может приводить к сложной картине рассеяния света. Для некоторых образцов удается выявить спектральный диапазон, где превалирует тот или иной тип светорассеяния (обычно - релеевское) и определить характеристики микроструктур, используя достаточно простые модели и приближенные решения [4-6].

Авторы работ [7, 8] полагают, что в диапазоне X = (350-800) нм строгая связь величин пропускания пластин ПС с размерами их пор при г« X отсутствует. Это может быть обусловлено неоднородной структурой ПС, а именно, рассеянием светового потока на стратах, которое выражено тем в большей степени, чем больше рельефность поверхности раздела граничащих друг с другом слоев (толщиной, соизмеримой с X ) [9, 10]. При полном удалении страт раствором щелочи наблюдается снижение прозрачности образцов ПС, вызванное увеличением размеров пор. При этом возрастает значение пропускания у образцов ПС, в которых рельефность поверхности раздела слоев до щелочной проработки была резко выражена, что вызывало значительное светоослабление. Уровень пропускания макропористых стекол определяется лишь релеевским рассеянием на границе кремнеземная фаза - пора (с размерами, равными размерам ликвационных каналов). Низкая прозрачность ПС обусловлена, по-видимому, рассеянием внутренними слоями образца, в которых расположены стержневидные кремнеземные неоднородности, и возможным присутствием микрокристаллических щелочеборатных фаз [11].

Таким образом, для более полного представления о структуре ПС необходимо изучение спектров отраженного света, которые позволяют дополнить информацию о неоднородности структуры и о состоянии поверхности ПС. Зная спектральные характеристики пористых стекол и исходных двухфазных, можно оценить их оптические характеристики показатель преломления и коэффициент поглощения.

Оптические характеристики

По измеренным отражению Я и пропусканию Т для слабопоглощающих и слабо-рассеивающих стекол толщиной I коэффициент отражения от границы раздела сред г0, коэффициент поглощения к и эффективный показатель преломления п можно определить по следующим формулам [12]:

_-(т2 - Я2 + 2Я + 1)±л1(т2 - Я2 + 2Я +1)2 + 4Я(Я - 2)

г° _ 2т-2 '

1 Г - Я

к _- — 1п г Г0 Я п, (1)

21 Г0 [(2 - Я)-1] 1 + Г0 4Г0 - (1 -Г0)2к?

п _ + Г0 4Г0 - (1 - С2'-2

П 1 - Г0

кХ

где к1 _ — . Формулы применимы при выполнении условия к<103 см-1, в случае слабого 4п

релеевского рассеяния и высокой прозрачности изучаемых образцов. Получаемая погрешность определения оптических постоянных зависит от точности измерения Я и Т.

Структурные характеристики пористой среды

Так как ПС представляют собой сложную гетерогенную структуру, то поглощение и рассеяние, в основном, осуществляется на структурных неоднородностях, которые можно характеризовать средним размером неоднородностей и их количеством в единице объема. Поэтому, используя полученные оценки и выбрав соответствующую модель среды, можно найти характеристики пористой структуры: пористость (или количество рассеивающих частиц) и средний размер пор (или рассеивающих частиц). Расчет структурных характеристик основан на моделях эффективной среды, предполагающей, что эффективный показатель преломления связан с объемами и показателями преломления компонентов, составляющих среду.

В работе рассмотрены следующие модели пористый среды.

1. Для системы одинаковых произвольных частиц в случае, когда расстояние между частицами больше и длины волны, и размеров частиц, а размеры неоднородностей пренебрежимо малы, в случае малых значений (п-1),можно использовать выражение [13]:

nef NV

—L- = 1--

n

fnm2 - 1^

m

n

m V m

2

M2(nV)2 (nm2 -1)

m -1

- ' V ЯVm-L , (2)

3Я n

nef = npG - ЛЯ, (3)

пт пт 2п

т т

где - эффективный показатель преломления, пт - показатель преломления исходного двухфазного стекла, пРО - показатель преломления пористого стекла, N - количество пор в единице объема, V - средний объем пор, X - длина волны. Воспользовавшись оценками (1) и подставив их в формулы (2) и (3), можно определить объем пор, их количество в единице объема и средний радиус, предположив, что рассеяние происходит на сферических частицах.

2. Для прозрачных (А=0) тонких пористых сред, поры которых - пустоты сферической формы, соединяющиеся между собой, с эффективным размером ^пор~0,5-10 нм

(модель открытых пор) применима формула Бруггемана [14].

2 2 2 2 п - п . п - п .

П 2-"" 2 2 + (1 -п)-т-пг = 0, (4)

п ¡0 + 2п2 п2т + 2п2

где прог=1 - показатель преломления пустот (воздуха), п - пористость.

3. В гетерогенной системе одинаковых сферических частиц из материала с показателем преломления п в матрице с показателем преломления пт эффективный показатель преломления может быть определен как [5]

nef = nm

(1 + 2f Урог + 2(1 - f )m

ml

(1 - f )2 +(2 + f) где f - относительный объем, занимаемый частицами в среде.

Образцы и оборудование

В работе исследовались образцы двухфазного стекла NFF и пористого стекла PG9 (по данным электронной микроскопии пористость образцов около 30 %) толщиной 1, 2 и 4 мм. Образцы предоставлены профессором Т.В. Антроповой, институт химии силикатов РАН. Спектры пропускания и отражения измерялись на спектрофотометре HITACHI U3410 (Япония).

Результаты и обсуждение Пропускание

Из полученных спектров (рис. 1) следует, что пропускание двухфазных стекол выше, чем пористых. При выщелачивании двухфазных стекол происходит изменение

их оптических характеристик, связанных с формированием новых поглощающих и рассеивающих структур - пор. В коротковолновой области спектра (менее 700 нм) пропускание ПС значительно меньше, чем у двухфазных стекол. Для ПС наблюдаются три явно выраженных пика поглощения, максимумы которых соответствуют 1400, 1900 и 2200 нм. Аналогичные пики поглощения, но значительно меньшей интенсивности, проявляются и для двухфазных стекол на длине волны 1400 и в диапазоне 2200-2350 нм.

— ^ 1

— ^ 2

4

-Т- РС9 1

РС9 2

РС9 4

500 600

длина волны,нм

80

60

40

20

0

700

800

Рис. 1. Пропускание двухфазных стекол ЫРР и ПС Р09 в видимой части

Рис. 2. Пропускание ПС Р09 до и после термической обработки

Обнаруженные характерные пики поглощения в большей степени проявлялись для ПС. Можно предположить, что изменение пропускания в ближней ИК области связано с пористой структурой. Но сами пористые структуры не могут вызывать высокое ослабление светового потока. Рассеяние в ближней ИК области на порах должно быть невелико. Сравнивая полученные результаты характерных пиков поглощения с литературными данными, можно предположить, что, в основном, поглощение определяют молекулы воды, адсорбированные в порах из окружающей среды. Эта гипотеза была подтверждена следующими экспериментами.

Образцы Р09 толщиной 1 и 2 мм в течение получаса сушили в печи при температуре 120 °С. После этого они помещались в двулучевой спектрофотометр, и измерялось пропускание в диапазоне 1200-2400 нм (4166-8333 см-1) непосредственно после сушки и через 15, 30 и 120 мин пребывания на воздухе при комнатной температуре.

Из полученных зависимостей (рис. 2) следует, что по мере пребывания высушенных структур на воздухе происходит релаксация спектральных свойств и возвращение их к начальным. Это, по-видимому, вызвано сорбцией в пористой среде вторичного кремнезема и воды [4], имеющей полосы поглощения на 1890-1960 нм, и 14101610 нм, относящиеся к обертонам и составным тонам валентных и деформационных

колебаний ОН-группы [15]. Для двухфазные стекол также наблюдаются подобные пики, но со значительно меньшей интенсивностью. Это может свидетельствовать о сорбции молекул воды на поверхности двухфазного стекла, в нанопорах и нанотрещинах.

Определение спектральных диапазонов, в которых преобладает

релеевское рассеяние

Чтобы получить достоверные оценки оптических характеристик стекол, необходимо использовать адекватные модели. Это, в свою очередь, приводит к задаче определения области применения тех или иных моделей. Большинство достаточно простых моделей разработано для случая релеевского рассеяния образцов. Поэтому первоначально необходимо определить, состоятельна ли гипотеза о релеевском светорассеянии образца и как соотносятся эффекты поглощения и светорассеяния в образце.

Ослабление светового потока в среде из частиц связано с поглощением и рассеянием на этих частицах. В случае малых частиц, когда преобладающую роль играет поглощение, спектр экстинкции меняется пропорционально 1А, (0аь§~1/^), если доминирует рассеяние (релеевское) - 1/^4 (0§са~1/^4). Предположим, что ослабление светового

потока может

быть выражено как ш 'Ц = = , тогда после логарифмирования

получим

1п(/\) = С2 +Р 1п(,). (6)

Линейность этой зависимости и соответствующие коэффициенты Р могут являться подтверждением наличия рассеивающих частиц. Подобный подход может быть плодотворным при определении не только соотношения между поглощением и релеевским рассеянием, но и другими видами светорассеяния. Кроме того, аппроксимируя полученные зависимости прямыми линиями, можно определить и спектральные диапазоны, в которых эффективно будет использоваться та или иная модель [16].

Зависимость (6) для №Г (рис. 3) можно интерполировать двумя прямыми линиями. Причем, если в диапазоне (250-330) нм тангенс угла наклона достаточно большой, то в более длинноволновой области - он много меньше 1, т. е. можно предположить, что спектральной области от 340 до 450 нм преобладает поглощение.

Малость коэффициента Р в длинноволновой области измерений для двухфазного стекла, может свидетельствовать о слабом уровне поглощения и отсутствии рассеяния, что еще раз подтверждает правильность использования простых моделей для двухфазных стекол при нахождении оптических постоянных.

-.-NFF_1 — NFF_2 -а- NFF_4

-т- PG9_1

PG9_2 —«- PG9 4

5,6 5,8

6,0 6,2

Рис. 3. Спектральные зависимости !п^) для двухфазных ^РР) и пористых стекол PG9

Для PG9 полученные зависимости (рис. 3) близки к линейным, а ß=4.2, т.е. для этих образцов можно полагать, что преобладающую роль играет релеевское рассеяние света, и использовать ранее предложенный метод определения характеристик структур [17]. Конечно же, более корректным было бы определить спектральный диапазон, где ß^4, а затем получить для него нужные оценки. Но такой подход значительно сужал бы рабочую спектральную область. С другой стороны, полученные значения коэффициентов ß свидетельствуют о сложных процессах поглощения и рассеяния в двухфазных и пористых стеклах.

Из вышеизложенного следует, что релеевское рассеяние для стекла PG9 преобладает в области от 350 до 800 нм. Для двухфазного стекла поглощение превалирует в области от 250 до 850 нм.

Оптические характеристики образцов

Значения коэффициента ослабления для двухфазного стекла NFF и ПС PG9 возрастают в коротковолновой части спектра. Коэффициент ослабления для ПС выше, чем для двухфазных. Это связано с многократным переотражением и рассеянием света в порах структуры, что подтверждается наиболее высоким ослаблением почти во всем видимом диапазоне длин волн у наиболее толстого образца ПС.

Для показателя преломления ПС (рис. 4) наблюдается нормальная дисперсия, кроме образца толщиной 4 мм в области 550-800 нм. Вероятно, при этой толщине превышена граница пропускания ПС PG9. Показатель преломления двухфазного стекла возрастает в диапазоне длин волн 500-850 нм. Показатель преломления двухфазного стекла выше, чем пористого.

V

_ -м-***:**-*

PG9 1

PG9 2

-т- PG9 4

NFF 1

— NFF 2

-•<- NFF 4

500 600 700

длина волны,нм

1.7

1.6-

1.5-

1.4-

1.3

300

400

800

Рис. 4. Дисперсия показателя преломления для двухфазного стекла NFF и ПС PG9

Если ПС можно представить как гетерогенную систему с некоторым эффективным размером фазовых неоднородностей, то в случае, когда размеры неоднородностей много меньше, чем длина волны, а среда может быть представлена как система сферических частиц из материала с показателем преломления nef, то эффективный показатель преломления может быть выражен как nef = VSiO2nSiO2 + Vairnair, где VsiO2 и Vair - соответствующие объемы фракций в ПС, nSiO2 и nair - показатели преломления матрицы и воздуха (поры). Это объясняет меньшую величину показателя преломления ПС по сравнению с двухфазным стеклом.

Пористость и размер пор

На рис. 5 приведены оценки зависимости пористости образца PG9 толщиной 1 мм, полученные в соответствии с моделями, изложенными ранее (формулы (2), (3), (4), (5)).

— ■— 1 модель —•— модель Бруггемана —а— 2 модель

700

800

длина волны, нм

Рис. 5. Спектральная зависимость оценки пористости ПС PG9 толщиной 1 мм

Вид зависимостей во всех случаях одинаков. Для образца Р09 наблюдаются относительно низкие значения пористости в коротковолновой области и самые высокие, начиная от 600 нм. Модель 3 дает завышенные значения оценок пористости, а использование модели 2 позволяет получить оценки, близки к оценкам, получаемым по результатам электронной микроскопии (пористость ~30 %). Вероятно, завышенность результатов связана с тем, что в двухфазном стекле, показатель преломления которого использовался как показатель матрицы ПС, также имеются рассеивающие частицы. Разброс полученных результатов связан с тем, насколько показатель преломления матрицы влияет на пористость в каждом подходе.

С помощью электронного микроскопа невозможно обнаружить самые мелкие поры, поэтому их вклад в общее значение пористости не учитывается. Спектральными же методами значение пористости получается из интегральных оценок пропускания и отражения образцов. Возможно, этим и объясняется заниженная оценка, полученная для пористости с помощью электронного микроскопа.

Из формулы Рэлея [18] и соотношения (6) следует, что с ростом длины волны размер частиц перестает влиять на процессы пропускания и рассеяния. Таким образом, наиболее достоверными оценками следует считать объем пор и пористость, определенные на минимальной длине волны части спектра, на котором наблюдается релеевское рассеяние. Для образца ПС Р09 это 350 нм. Тогда размер пор оценивается как 2,7 нм, а пористость образца - как 0,5 (или 50 %). Такой размер пор позволяет задерживать мелкие молекулы, некоторые типы вирусов, короткие фрагменты ДНК, что может быть использовано при фильтрации таких частиц. На рис. 6 приведена дисперсия оценок среднего объема пор, полученная из уравнения (2), из которого следует, что длина волны зондирования определяет величину определяемой оценки.

9,00Е-018-

8,00Е-018-

7,00Е-018•

С 6,00Е-018■

о

с

| 5,00Е-018-4,00Е-018•

х

® 3,00Е-018■ о.

2,00Е-018■ 1,00Е-018■

ю

А

\

\

500 600 700

длина волны, нм

Рис. 6. Оценка средний объем пор ПС PG9

0,9

0,8

Р 0,7

0,6

0,5

300

500

400

800

Заключение

Проведены спектральные измерения слабо рассеивающих и слабо поглощающих образцов двухфазных (NNF) и пористых стекол (PG9) в проходящем и отраженном свете. Выявлено, что существенное влияние на спектры поглощения ПС в ближней ИК области оказывает сорбируемая в порах вода.

Рассмотрен способ проверки гипотезы релеевского рассеяния, основанный на анализе спектров светопропускания образцов, позволяющий определить спектральный диапазон, где могут быть получены эффективные оценки.

Для слабо поглощающих и рассеивающих образцов в рамках модели эффективной среды по данным спектрофотометрических измерений получены оценки для пористости образца с помощью нескольких методов.

Предложенный подход для определения оптических характеристик ПС может быть использован в случае применения пористых структур для обнаружения веществ или других объектов задерживаемых порами при использовании пористых стекол в качестве сенсорных элементов в микрофлюидных чипах.

Литература

1. Антропова Т.В. Физико-химические процессы создания пористых стекол и высококремнеземных материалов на основе ликвирующих щелочноборосиликатных систем. // Автореферат на соискание ученой степени доктора химических наук. Санкт-Петербург. 2005. 45 с.

2. Порай-Кошиц Е.А., Левин Д.И., Андреев Н.С. О структуре натриевоборосиликат-ных стекол в связи с явлением опалесценции. Сообщение 4. Зависимость строения натриевоборосиликатных стекол от продолжительности их прогревания при постоянной температуре // Изв. АН СССР. ОХН. 1956. 3. С. 287-293.

3. Роскова Г.П., Морозова Э.В., Баханов В.А. Светопропускание пористых пластин, получаемых из двухфазных натриевоборосиликатных стекол с различной структурой. // Физика и химия стекла. 1991. 17. 4. С. 623-630.

4. Альтшулер Г.Б., Баханов В.А., Дульнева Е.Г., Мешковский И.К. Исследование оптических характеристик активных элементов из кварцевого микропористого стекла. // Оптика и спектроскопия. 1983. 55, 2. С. 369-374.

5. Кучинский С.А., Суханов В.И., Хазова М.В. Принципы формирования голограмм в капиллярных композитах. // Оптика и спектроскопия. 1992. 72, 3. С. 716-730.

6. Кучинский С.А., Суханов В.И., Хазова М.В., Доценко А.В. Эффективные оптические постоянные пористого стекла. // Оптика и спектроскопия. 1991. 70, 1. С.150-154.

7. Роскова Г.П., Цехомская Т.С., Вензель Б.И. Светопропускание пористых стекол различной структуры. // Физ. и химия стекла. 1988. 14, 6. С. 911-914.

8. Крылова Н.Л., Антропова Т.В., Сидорова М.П., Ермакова Л.Э. Исследование структурного сопротивления и извилистости пор пористых стекол методом электропроводности. // Коллоид. ж. 1992. 54, 3. С. 86-91.

9. Евстрапов А.А., Муравьев Д.О., Антропова Т.В., Ястребов С.Г. Изучение оптических свойств двухфазных и микропористых стекол. // Оптический журнал. 2001. 68, 1. С. 34-40.

10. Antropova T.V., Drozdova I.A., Yastrebov S.G., Evstrapov A.A. Porous Glass: Inho-mogeneities and Light Transmission // Optica Applicata. 2000. 30, 4. Р. 553-567.

11. Смирнова И.С., Антропова Т.В., Сидорова М.П., Ермакова Л.Э., Роскова Г.П. Влияние условий получения микропористых стекол на их светопропускание и величины коэффициентов структурного электросопротивления // Физика и химия стекла. 1996. 22, 4. С. 551-558.

cyberleninka.ru

Оптическое стекло - Основные оптические свойства стекла

Химия - Оптическое стекло - Основные оптические свойства стекла

01 марта 2011

Оглавление:
1. Оптическое стекло
2. Основные оптические свойства стекла
3. Типы оптических стёкол
4. Производство
5. Дефекты
6. Обработка
7. История

Основные свойства оптического стекла характеризуются показателем преломления, средней дисперсией и коэффициентом дисперсии. В отдельных случаях для характеристики оптических стёкол используется частные дисперсии и относительные частные дисперсии.

Показатель преломления

С XIX века и до недавнего времени для характеристики оптических стёкол использовался показатель преломления , определяемый для жёлтой спектральной D-линии натрия.

Однако это не одиночная линия, а пара: так называемый «натриевый дублет», что не могло не сказаться на точности измерений. Поэтому сейчас в качестве главного показателя преломления принимают его значение либо для жёлтой d-линии гелия с λ=587,56 нм, либо для жёлто-зелёной e-линии ртути с λ=546,07 нм. Первый используется такими производителями как Schott, Hoya, Ohara и др., второй, в частности, принят в документации российских производителей.

В настоящее время достигнутые пределы значений промышленных оптических стёкол составляют примерно 1,43 — 2,17.

Допустимое отклонение зависит от категории оптического стекла и нормируется величиной ±×10

Средняя дисперсия

Средняя дисперсия — определяется как разность показателей преломления nF для синей линии спектра λ=488,1 нм и nC для красной линии спектра с λ=656,3 нм; Величина средней дисперсии представляется как×10 и лежит в диапазоне 639 — 3178, с допустимым отклонением ±×10.

Коэффициент дисперсии

Коэффициент дисперсии — задаётся отношением разности показателя преломления без единицы к средней дисперсии.
Ранее определялось выражением, включающим показатель преломления для жёлтой спектральной линии натрия.


В настоящее время основными вариантами коэффициента дисперсии являются, либо

либо

где средняя дисперсия определяется, как разность показателей преломления для голубой и красной линий кадмия.

В настоящее время значения для промышленных оптических стёкол находятся в пределах от 17 до 95.

Частные дисперсии и относительные частные дисперсии

Частные дисперсии — это разности двух значений показателя преломления при некоторых произвольно выбранных длинах волн и , не совпадающих с длинами волн и , выбранными для расчёта средней дисперсии.

Относительные частные дисперсии — это отношения частных дисперсий к средней дисперсии.

Хотя, для большинства оптических стёкол зависимость относительных частных дисперсий от коэффициента средней дисперсии близка к линейной, однако, зависимость показателя преломления оптического материала от длины волны света представляет собой сложную кривую. Форма этой кривой определяется параметрами конкретного материала и будет различной для разных типов оптических стёкол. Таким образом, частные дисперсии и относительные частные дисперсии служат для детализации зависимости изменений показателя преломления стекла от изменений длины волны.

Такая детализация необходима при расчёте высококачественных ахроматических и апохроматических компонентов, поскольку учёт хода относительных дисперсий, на этапе выбора стёкол, позволяет в дальнейшем значительно уменьшить вторичный спектр. Так как, в общем случае, величина вторичного спектра пропорциональна отношению разности частных дисперсий выбранной пары стёкол к разности показателей средних дисперсий этих стёкол.

где: и — относительные частные дисперсии; и — коэффициенты средней дисперсии; -фокусное расстояние объектива.

Для практики наиболее важны — частная дисперсия для синего участка спектра или и соответствующая ей относительная частная дисперсия , поскольку в пределах именно этого участка показатель преломления материалов изменяется с длиной волны наиболее значительно.

Коэффициент поглощения света

Составляет не более 0,2-3,0 %.

Просмотров: 7055

4108.ru

Оптические свойства стекла

Химия Оптические свойства стекла

просмотров - 320

Светопропускании (прозрачность) - именно это свойство ценилось людьми и ранее и сейчас.

Оптические свойства стекла характеризуются светопропусканием (прозрачностью), светопреломлением, отражением, рассеиванием и др.

Источником света и тепла на Земле является Солнце - раскаленное до 6000 К небесное тело, от которого исходят электромагнитные волны - солнечное излучение. Диапазон длин волн солнечного излучения, проходящего через атмосферу и оказывающего воздействие на земную поверхность, составляет 300-2500 нм, при этом интервал 300-380 нм соответствует ультрафиолетовому излучению (УФ), интервал 380-760 нм - видимому свету и интервал 760-2500 нм - инфракрасному, или тепловому, излучению (ИК).

Излучение, попадающее на стекло, частично проходит сквозь него 85-90%, частично отражается от его поверхности около 8% и частично поглощается 1% (2-7%). (прозрачное листовое стекло толщиной 4 мм (в зависимости от марки стекла)).

УФ и ИК излучение до 2500 нм проходит сквозь стекло лишь частично (примерно 75 и 80% соответственно), а при длинах волн больше 2500 нм поглощается практически полностью.

Обычные стекла пропускают до 70% вредных УФ лучей, которые вызывают выцветание ковров, занавесей, картин и мебели. Стекла с низкоэмиссионными покрытиями уменьшают до некоторой степени вредное влияние УФ, хотя даже лучшие из таких стекол пропускают большую часть этого излучения. Защита от УФ лучей особенно важна для витрин магазинов с одеждой, мебелью и другими подверженными выцветанию изделиями, а также в остеклении библиотек, художественных галерей и музеев. Популярное заблуждение приписывается УФ лучам, проходящим через окна. Их бактерицидные свойства не имеют никакого научного обоснования. Фактически только высокие дозы жесткого УФ облучения, которые достигаются при длительном облучении кварцевыми лампами, могут очистить помещение от некоторых видов бактерий. Остальная частьУФ поглощается. Кварцевое стекло прозрачно в УФ области, частично прозрачно в ИК области.

УФ длина волны 280-400нм.

Оконное стекло практически полностью задерживает дальний 100–200 нм, средний ультрафиолет и коротковолновую часть ближнего 200–380нм, но довольно неплохо пропускают длинноволновую часть ближнего ультрафиолета.

Обыкновенное оконное стекло сильно задерживает ультрафиолетовые лучи. Это видно из таблицы прохождения ультрафиолетового излучения через оконное стекло толщиной 2 мм (по Леману):нм ……………………………………..380 360 340 320 300 280 260

Пропускание в %% для стекла 88 82 62 22 2 0 0

Качественное сравнение свойств кварца и технических стекол

Пропускаемость ультрафиолетовых лучей

Кварцевое стекло - Очень хорошее

96%-ное Si-O2-стекло - Хорошее

Боросиликатное - Среднее

Свинцовое - Плохое

Известково-натриевое – Плохое

ЗА УФ идет рентгеновское излучение.

Традиционные очковые линзы из CR-39 прозрачны для УФ-излучения от 350 нм (кривая 3), а их светопоглощение на границе УФ-диапазона составляет 55% (см. табл.).

ИК поглощает. Тепловизор определяет температуру стекла, а не горячей батареи за ней.

В случае если спираль нагревательный элемнент поместить в колбу или трубку из кварцевого стекла, то граница для беспрепятственного прохождения инфракрасных волн сдвигается до 3.3 мк.

Поглощенное излучение возвращается стеклом во внешнее и внутреннее окружающее пространство путем конвекции и в виде вторичного теплового излучения. Показатель поглощения света стекол невысок. Он увеличивается лишь при изготовлении стекла с применением различных красителœей, а также особых способов обработки готовых изделий.

Уровень поглощения определяет способность стекла к теплопередаче: чем больше стекло поглощает, тем больше оно передает (возвращает) в пространство и тем хуже его теплоизоляционные свойства.

Обычные силикатные стекла, кроме специальных пропускают всю видимую часть спектра и практически не пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Показатель преломления строительного стекла (1,50-1,52) определяет силу отраженного света и светопропускание стекла в разных углах падения света. При изменении угла падения света с 0 до 75° светопропускание стекла уменьшается с 92 до 50 %.

Рассеяние света — это отклонение световых лучей в различных направлениях. Показатель рассеяния света зависит от качества поверхности стекла. Так, проходя сквозь шероховатую поверхность, луч частично рассеивается, и потому такое стекло выглядит полупрозрачным. Это свойство, как правило, используют при изготовлении стеклянных абажуров для ламп и плафонов для светильников.

Почему стекло прозрачно….

Недостатки стекла. Химическая, термическая и химико-термическая обработка стекла.

Стекло в строительных конструкциях чаще подвергается изгибу, растяжению и удару и реже сжатию, в связи с этим главным показателœем, определяющим его свойства, следует считать прочность при растяжении и хрупкость.

Хрупкость — главный недостаток стекла.

Хрупкость — типичное свойство стекла, разрушение которого не сопровождается пластической деформацией при различных способах механического нагружения, в том числе при динамическом и статическом.

Хрупкость - состояние материла, в котором под действием внешних сил материал совсœем не проявляет остаточной деформации и разрушается.

Обычно мерой хрупкости считают сопротивление нагрузкам (удару). Предел прочности стекла при ударе характеризуется суммарной работой ударов, вызывающих разрушение единицы объема стекла. Предел прочности при ударе зависит от состояния поверхности, толщины образца, степени отжига и от удельной вязкости (химического состава) стекла.

Проявление хрупкости у материалов является следствием сочетания нескольких факторов.

Главнейшие из них: низкое значение отношения прочности материала при растяжении к его модулю упругости (для стекла 7.5-10) и высокая скорость и отсутствие препятствий для распространения трещин.

Основной показатель хрупкости — отношение модуля упругости к прочности при растяжении Е/Яр. У

стекла оно составляет 1300… 1500 (у стали 400. ..460, каучука 0,4…0,6).


Читайте также


  • - Оптические свойства стекла

    Светопропускании (прозрачность) - именно это свойство ценилось людьми и ранее и сейчас. Оптические свойства стекла характеризуются светопропусканием (прозрачностью), светопреломлением, отражением, рассеиванием и др. Источником света и тепла на Земле является Солнце -... [читать подробенее]


  • oplib.ru

    Оптические свойства стекол - Справочник химика 21

        Мори и Мервин особенно тщательно рассмотрели зависимость оптических свойств стекол от их химического состава. Для стекол в системе кремнезем — окись кальция — окись натрия они разработали интерполяционные таблицы показателей преломления, дополнительные таблицы. плотности, дисперсии пв—пс и величин Аббе  [c.879]

        Предположение, что на поверхности стекла имеется пленка кремневой кислоты, было высказано очень давно, еще Фарадеем. Однако И. В. Гребенщиков впервые не только косвенными опытами доказал, что эта пленка существует, но и экспериментально измерил ее толщину и, что особенно важно, выяснил исключительную роль ее при изучении разнообразных свойств поверхности стекла и силикатов. (О поверхностной пленке см. дальше, в разделе Оптические свойства стекол .) [c.79]


        ГЛАВА ВОСЬМАЯ ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКОЛ [c.87]

        ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКОЛ СИСТЕМЫ [c.309]

        ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКОЛ 1. ОПТИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ СТЕКОЛ [c.120]

        Оптические свойства стекол системы 8102 — РЬО [c.308]

        Окислы редкоземельных элементов оказывают специфическое влияние на магнито-оптические свойства стекол. На рис. 89 сравниваются удельные постоянные Верде /Л натриево-силикатных стекол при равных концентрациях различных ионов р. з. э. (N — число ионов р.з.э. в 1 см стекла) [136]. Наивысшие постоянные Верде отрицательного знака (парамагнитное вращение плоскости поляризации света) придают стеклу ионы Рг +, Dy +, ТЬ +. Ионы Sm , Eu +, Gd3+, Yb + имеют лишь слабые парамагнитные свойства. Поэтому исходное диамагнитное стекло остается диамагнитным и после добавления окислов этих элементов (постоянная Верде положительна). [c.229]

        Этот вопрос, имеющий первостепенное значение для практики, послужил предметом широких исследований многих авторов. Наибольший успех достигнут в отношении расчета оптических свойств стекол (показатель преломления, средняя дисперсия), плотности, коэффициента расширения. [c.302]

        Оптические свойства стекол системы Аз—8 исследовались в работах [89, 101—103]. [c.58]

        Как видно из табл. 33, при расчете оптических свойств стекол, содержащих такие окислы, как ВаО, СаО и РЬО, следует учитывать, что соответствующие коэффициенты этих окислов не являются постоянными, но зависят от содержания этих окислов в стекле. [c.87]

        Некоторые термические и оптические свойства стекол № 1 и 3 [c.125]

        Предсказание А. А. Лебедева было подтверждено Н. А. Ту-доровской [46], которая обнаружила аномалии оптических свойств стекол вблизи указанных температур. [c.89]

        До недавнего времени средами, пригодными для изучения фосфоресценции при комнатной температуре, считались лишь некоторые неорганические стекла с низкой температурой плавления, из которых описанная выше система с борной кислотой, по-видимому, является наилучшей. Однако стекло с борной кислотой легко портится, оно хрупко и гигроскопично, а тонкие образцы его легко трескаются, если они не отожжены с принятием необходимых мер предосторожности. Высокая температура (240°), требующаяся для получения этих стекол, не позволяет их использовать для многих соединений, претерпевающих термическое разложение. Стекло плохо пропускает ультрафиолетовый свет (поглощение становится очень сильным ниже 3500 А). Оптические свойства стекол оставляют желать много лучшего, гигроскопичность приводит к постепенно усиливающейся мутности образцов. Кроме того, стекло с борной кислотой не поддается механической обработке и полировке. В поисках материала с лучшими свойствами мы вводили некоторые ароматические вещества в различные полимеры полиметилмета-крилат, полистирол, аллилдигликолькарбонат и различные сополимеры этих соединений. Обычные полимеры с линейной цепью проявляют свойства, сходные со свойствами жидких сред фосфоресценция в них отсутствует, если образец не охлажден до низких температур. Однако те образцы, у которых имеются развитые поперечные связи, проявляют способность к сильной фосфоресценции даже при комнатной температуре и при более высоких температурах [146]. В случае хризена, пицена, 1,2 5,6-дибензан-трацена и трифенилена в полиметилметакрилате с поперечными связями можно визуально наблюдать триплет-триплетное поглощение, обусловливающее появление определенной окраски при сильном освещении. Ясно, что микроскопическая жесткость имеет большее значение для дезактивации возбужденных состояний, чем макроскопическая жесткость. Возможность появления фосфоресценции хорошо коррелирует с температурой фазового перехода в стекле, при котором нарушаются поперечные связи, закреплявшие возбужденную молекулу растворенного вещества в трехмерном ящике и способствовавшие ее устойчивости. С другой стороны, у пластиков без поперечных связей макроскопическая жесткость обусловлена переплетением длинных полимерных цепей на микроскопическом же уровне могут иметь место частичное поступательное движение и вращение, приводящие к дезактивации триплетного состояния при соударениях по такому же механизму, как и в жидких средах [209]. [c.86]

     &

    www.chem21.info

    Стекло Свойства оптические - Энциклопедия по машиностроению XXL

    Метод основан на явлении оптической анизотропии многих прозрачных аморфных материалов, наблюдаемом при нагружении их внешними силами. К таким материалам, называемым, оптически чувствительными, относятся стекло, целлулоид и многие пластмассы. После снятия нагрузки свойство оптической анизотропии исчезает, что дало основание термину фотоупругость, и самый метод исследования иногда называют методом фотоупругости.  [c.130]
    Оптические свойства стекла. К оптическим свойствам стекла относятся преломление, дисперсия, двойное лучепреломление, отражение и поглощение света.  [c.381]

    Важными свойствами стекла являются оптические. Обычное стекло пропускает около 90 %, отражает — 8 % и поглощает —1 % видимого света. Механические свой-  [c.255]

    Образование зародышей в стеклах часто стремятся направить так, чтобы изменить желаемым образом определенные свойства (оптические, механические, электрические).  [c.303]

    Оптические свойства. Свойства стекла по отношению к падающей на него лучистой энергии являются его оптическими свойствами. Если стекло обладает заданными величинами оптических свойств, то такое стекло называется оптическим. Укажем здесь па хорошо известную высокую прозрачность кварцевого стекла по отношению к ультрафиолетовому свету.  [c.14]

    Важным параметром, характеризующим физические свойства оптического стекла, является коэффициент линейного расширения. При изменении температуры расширение или сжатие приводит к изменению линейных размеров, а значит, и фокусного расстояния объектива. Кроме того, коэффициент линейного расширения металлической оправы больше, чем у стекла. Зимой может происходить вредное сжатие линз оправой, а летом — болтанка их в оправе. Первое приводит к напряжениям в стекле, второе — к нарушению центрировки линз. И то и другое портит изображение. Но наиболее вредными являются температурные градиенты в толщине стекла, которые приводят к искажению формы поверхности линз.  [c.306]

    При выборе марок оптического стекла для оптических приборов, действующих в конкретных условиях эксплуатации, необходимо учитывать устойчивость стекла к влажной атмосфере и слабокислым водным растворам, к воздействию ионизирующего излучения, а также его температурный коэффициент линейного расширения, теплопроводность, удельную теплоемкость, плотность, модуль упругости и модуль сдвига, электрические и магнитные свойства.  [c.55]

    Изделие, покрытое шликером и высушенное, нагревают в печи до оплавления эмали. Температура и продолжительность обжига неодинаковы для различных эмалей. Так как эмаль представляет собой стекло, то изменение ее оптических свойств может быть достигнуто введением в состав частиц, имеющих - иной показатель преломления (глушитель). Падающий на эмаль свет из-за наличия посторонних частиц рассеивается в процессах отражения и дифракции. Таким образом, можно при меньшей толщине слоя покрытия исключить влияние подложки и сделать эмаль непрозрачной при достаточно малой толщине 30—40 мкм.  [c.102]

    При сравнительно небольших частотах (инфракрасные лучи) оптические свойства металла обусловливаются главным образом поведением свободных электронов. Но при переходе к видимому и ультрафиолетовому свету начинают играть заметную роль связанные электроны, характеризующиеся собственной частотой, лежащей в области более коротких длин волн. Участие этих электронов обусловливает, так сказать, неметаллические оптические свойства металла. Так, например, серебро, которое в видимой области характеризуется очень большим коэффициентом отражения (свыше 95%) и заметным поглощением, т. е. типичными оптическими особенностями металла, в области ультрафиолета обладает резко выраженной областью плохого отражения и большой прозрачности вблизи X = 316 нм отражательная способность серебра падает до 4,2%, т. е. соответствует отражению от стекла. Ниже приведены коэффициенты отражения серебра (в процентах) для разных длин волн при нормальном падении  [c.490]

    Мы уже ознакомились с важнейшими фактами, характеризующими распространение света в кристаллах. Основное отличие кристаллической среды от сред, подобных стеклу или воде, состоит в явлении двойного лучепреломления, обусловленном, как мы видели, различием скорости распространения света в кристалле для двух световых волн, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях. С этой особенностью связано и различие в скорости распространения света по разным направлениям в кристалле, т. е. оптическая анизотропия кристаллической среды. Обычно, если среда анизотропна по отношению к одному какому-либо ее свойству, то она анизотропна и по другим свойствам. Однако можно указать случаи, когда среда может рассматриваться как изотропная в одном классе явлений и оказывается анизотропной в другом. Так, кристалл каменной соли обнаруживает изотропию оптических свойств, но механические свойства его вдоль ребра и диагонали различны.  [c.495]

    Оптические свойства. Обычные стекла прозрачны для лучей видимой части спектра. Некоторые добавки придают стеклам определенную окраску (СоО—синюю, Сг.,Оз —зеленую, UOg —жел-  [c.161]

    Этот метод, обладающий исключительно большой наглядностью и достаточно высокой точностью получаемых результатов, основан на способности некоторых прозрачных аморфных материалов (стекло, целлулоид, пластмассы из эпоксидных смол, фенолформальдегидные пластмассы и др.) изменять свои оптические свойства при упругом деформировании. Под нагрузкой эти материалы становятся оптически анизотропными, приобретая свойство двойного лучепреломления. Такие материалы в практическом обиходе принято называть оптически активными .  [c.229]

    Под действием ионизирующих излучений оптические свойства полистирола сохраняются лучше, чем у плексигласа или стекла [4].  [c.64]

    Природа изменений оптических свойств стекол различна, но обычно она состоит в окрашивании в видимой области спектра и в образовании полос поглощения в инфракрасной, а также в ультрафиолетовой областях спектра. Оптическая плотность стекла почти всегда увеличивается при облучении и достигает насыщения при дозах около l 10 2 эрг/г или ниже. Окрашивание неустойчиво и часто исчезает при повышении температуры или увеличении времени выдержки на свету. Влияние ионизирующего облучения на стекло исследовалось Леви [135]. Мы приведем здесь часть его обсуждения  [c.207]

    Твердотельные и жидкостные лазеры. Активной средой твердотельных лазеров являются кристаллы и стекла, содержащие в качестве активных примесей ионы переходных металлов (например, Сг), редкоземельных элементов (например, N l), актинидов (например, U). К ним предъявляются требования высокой прозрачности, однородности свойств, механической прочности и стойкости к излучению. Основным способом энергетической накачки является оптический. В качестве примера приведем лазеры на рубине и на алюмо-иттриевом гранате.  [c.341]

    Установка для исследования прочностных п деформационных свойств материалов в агрессивных средах при постоянной нагрузке с электрической регистрационно-измерительной системой показана на рис. 19. Для наблюдения кинетики роста трещин и распределения напряжений в образце на установке монтируют поляризационный микроскоп, для чего металлические стаканы для жидкой среды заменяют специальными кюветами из оптического ненапряженного стекла. Плоские образцы из стеклопластика испытывают при одностороннем воздействии жидкой среды на установке, показанной на рис. 20.  [c.56]

    Следует учитывать, однако, что некоторые современные виды керамики, разработанные с целью получения особых электрических или оптических свойств (например, новые халькогенидные стекла, обладающие очень хорошим пропусканием в ИК области спектра), могут в определенной степени разрушаться под действием морской воды, поэтому в подобных случаях требуется проведение специальных исследований.  [c.472]

    Оптические свойства. Некоторые пластические массы отличаются высокой прозрачностью и бесцветностью, но могут легко быть окрашены минеральными и органическими красителями они пропускают лучи света в широком диапазоне волн, в частности ультрафиолетовую часть спектра. Лучшими оптическими свойствами обладают органические стекла на основе полиметилметакрилата и его сополимеров, некоторые производные целлюлозы, стеклопластики на основе ненасыщенных полиэфирных смол и другие пластики.  [c.16]

    Для получения деталей с высокими показателями оптических свойств с помощью матриц и пуансонов на формообразующие поверхности наносят специальные смазки. Применение смазок дает возможность начинать процесс формования непосредственно после извлечения разогретой заготовки из термошкафа без предварительного охлаждения ее поверхности. При формовании стекла СОЛ и СТ-1 используют смазку АМС-30, для стекла 2-55 — смазку АК-15.  [c.140]

    Оптические свойства стекла характеризуют его как материал, отличающийся от других твердых тел высокой оптической прозрачностью и способностью исключительно широко изменять светопреломление, а также поглощение в видимой, ультрафиолетовой, инфракрасной и рентгеновской частях спектра.  [c.457]

    Оптические постоянные (показатель преломления, средняя и частные дисперсии, коэффициент дисперсии) и светопоглощение стекла практически не изменяются во времени и имеют малый температурный коэффициент они эффективно, просто и точно регулируются главным образом путем изменения химического состава стекла, а также в результате термического отжига, приводящего структуру стекла в более равновесное состояние. Существенное влияние на оптические свойства стекла оказывают, кроме того, степень его однородности, условия термической обработки ( тепловое прошлое ), а также состояние и качество обработки поверхности.  [c.457]

    Свойства 491, 494, 495 Стекло оптическое 439  [c.539]

    Натриевое стекло (пистовое) Оптические свойства У Нейтроны Ионы аргона Аг +  [c.214]

    При воздействии микроорганизмов повреждаются стекла и оптические системы. При росте грибов на поверхности просветляющих покрытий резко снижаются оптические свойства линз. Биостойкость стекол также зависит от их химического состава. Силикатные стекла характеризуются достаточно высокой биостойкостью потеря их массы в культуральных жидкостях микрогрибов 0,02. .. 0,06 %. Фосфатные стекла обладают меньшей стойкостью  [c.532]

    При изучении распределения напряжений в стекле применяют оптический метод, пользуясь свойством стекла становиться двояколучепреломляюшрм под влиянием напряжений  [c.119]

    Само собой разумеется, что теневой метод позволяет сделать видимыми также звуковые волны в прозрачных твердых телах, например в стеклах. Изотропное твердое тело благодаря упругим напряжениям, вызванным звуковой волной, приобретает свойство оптического двойного лучепреломления. Поэтому распространение звуковых волн, например, в стекле или плавленом кварце может быть обнаружено, если соответствующие тела поместить между скрещенными НИКОЛЯМИ. Поле зрения будет просветлено в тех местах, где вследствие упругих напряжений возникло двойное лучепреломление. МакНамара и Роджерс [47396] сделали таким методом видимым путь звукового пучка в толстой пластине плавленого кварца (см. также фиг. 425—427).  [c.168]

    Световые потери при прохождении через стекло оцениваются коэффициентом светопоглощения, а светопрозрачность — коэффициентом светопропускания. Листовое силикатное, полированное стекло, РЬ-хрусталь, оптические стекла имеют соответственно следующие значения коэффициентов светопропускания и светопоглощения (%) 82—83 и 6—8,5 84 и 6—8,5 86—88 и 1,5—2,5 90—91 и 0,4—1,5. Оптические свойства стекол характеризуются, кроме того, показателем преломления, коэффициентом дисперсии и средней дисперсией.  [c.394]

    Схема оптического квантового генератора с вихревым охлаждением активного элемента — излучателя показана на рис. 6.10. Активный элемент I размещен в оправках на оси камеры энергоразделения 2, изготовленной из прозрачного материала — кварцевого стекла. Сжатый газ подается в полость камеры энер-горазделения через тангенциальное сопло в виде интенсивно закрученного потока. На удаленном от соплового ввода конце камеры энергоразделения установлен щелевой диффузор 3. Ось вихревой трубы совмещена с одной из фокальных осей эллиптического отражателя 4. В другой его фокальной плоскости под камерой энергоразделения 2 размешена лампа накачки 5. Эллиптический отражатель 4 имеет зеркальную внутреннюю поверхность. Регулирование интенсивности охлаждения излучателя осуществляется сменой работы вихревой трубы путем изменения щелевого зазора при перемещении подвижной щеки диффузора. Время выхода оптического генератора на установившийся режим определяется теплогенерационными свойствами охлаждаемого активного элемента-излучателя.  [c.296]

    Из приведенного выражения (3.41) следует, что даже в этом упрощенном варианте на величину потока излучения сказывают существенное влияние все оптические свойства слоя, в том числе и вид индикатрисы рассеяния. В этой связи следует отмегить, что величина коэффициента поглощения таких материалов, как пористое стекло и кварцевая керамика, целиком определяется их химическим составом. В то же время на коэффициент рассеяния основное влияние оказывает форма, ориентация и концентрация рассеивающих центров, какими являются поры. Это важное для технологии обстоятельство позволяет регулировать ошические характеристики проницаемых матриц из полупрозрачных материалов.  [c.62]

    Из полученного значения > пп сразу следует возможность самофокусировки лазерного излучения, предсказанной Г. Г. Аска-рьяном в 1962 г. и вскоре обнаруженной в эксперименте. Действительно, равенство (4.52) показывает, что если через какую-либо среду (твердое тело или жидкость с определенными свойствами ) проходит интенсивный пучок света, то он делает эту среду неоднородной — в ней как бы образуется некий канал, в котором показатель преломления больше, чем в других ее частях. Тогда для лучей, распространяющихся в этом канале под углом, большим предельного, наступает полное внутреннее отражение от оптически менее плотной среды ( см. 2.4) и наблюдается своеобразная фокусировка излучения. Наиболее интересен случай, когда подбором входной диафрагмы для данного вещества удается установить такой диаметр канала 2а, что дифракционное уширение >L/(2a) (см. 6.2) компенсирует указанный эффект и в среде образуется своеобразный оптический волновод, по которому свет распространяется без расходимости. Такой режим называют самоканализацией (самозахватом) светового пучка (рис. 4.21). Весьма эффектны такие опыты при использовании мощных импульсных лазеров, излучение которых образует в стекле тонкие светящиеся нити. Однако в газообразных средах самофокусировка не имеет места, что существенно ограничивает возможность использования этого интересного явления.  [c.169]

    Важнейшими специфическими свойствами стекол являются их оптические свойства светопрозрачность, отражение, рассеяние, поглощение и преломление света. Обьшное неокрашенное листовое стекло пропускает до 90%, отражает примерно 8% и поглощает около 1% видимого и частично инфракрасного света ультрафиолетовое излучение поглощается почти полностью. Кварцевое стекло является прозрачным для ультрафиолетового излучения Стекло с большим содержанием Р вО поглощает рентгеновское излучение.  [c.134]

    Ионизация и возбуждение электронов, производжмые при прохождении быстрых частиц или -излучения через кристаллическую решетку, не влияют на обычные технические свойства керамик в заметной степени. Однако электроны, выбитые из атомов кристаллической решетки, могут захватываться в дефектах с образованием центров окрашивания или областей с переменными оптическими абсорбционными характеристиками. Этот эффект может иметь большое значение в тех областях техники, где применяются оптические стекла.  [c.143]

    Стекло относится к аморфным, или некристаллическим, материалам, которые охлаждены из расплавленного состояния до состояния с высокой вязкостью при комнатной температуре таким образом, что оно становится твердым и пригодным для практических целей. Основным компонентом большинства обычных стекол является SiOg, хотя в составе многих специальных стекол основой служат другие окислы. Стекла, как и металлы и кристаллические материалы, изменяют свои физические и механические свойства при облучении ионизирующим и неионизирующим излучением. Вероятно, наиболее важный и несомненно наиболее изученный результат влияния облучения на стекла — изменение их оптических свойств.  [c.207]

    Радиационностойкое стекло Оптические свойства Рентгеновское и у-излучепие То же Y  [c.215]

    Некоторые типы стекол, например боросиликатный кронглас, бариевый кронглас и свинцовое стекло, защищали от радиационного окрашивания. В обычном состоянии эти стекла темнеют при дозе I-IO эрг1г, а при 1-10 эрг/г становятся почти непригодны. Однако те же стекла с добавкой церия имеют приемлемые оптические свойства после дозы Y-излучения (Со ) 5-10 эрг/г [152]. Опыты с цериевой защитой от окрашивания свинцового и обычного листового стекла указывают, что единственным следствием облучения дозой l-lOi эрг г (в видимой части спектра) было смещение порога пропускания света к несколько большим длинам волн [И].  [c.219]

    Полярископ — прибор, принцип действия которого основан на использовании свойств поляризованного света. Полярископы получили широкое распространение во многих отраслях физики. В настоящей главе описаны полярископы нескольких конструкций, которые предназначаются для исследования напряжений поляризационно-оптическим методом и которые были использованы авторами для решения многих задач. Существуют полярископы и иных конструкций, используемых другими исследователями для решения задач поляризационно-оптическим методом. Ряд конструкций изготовляется серийно. Подробно характеристики полярископов исследованы в статьях [1, 21. В настоящей книге авторы ограничиваются рассмотрением полярископа диф-фузорного типа, в котором модель просвечивается рассеянным светом, идущим от матового стекла. Такой полярископ дешевле других и проще в обращении. Точность результатов, даваемых таким полярископом, сопоставима с точностью результатов, обычно получаемых при применении сложного полярископа с линзами. Задачи, которые не могут быть решены с использованием полярископа диффузорного типа, встречаются сравнительно редко даже в практике специализированных лабораторий ).  [c.36]

    В пятом томе дана краткая характеристика неметаллических материалов, изложены общие принципы их выбора при конструировании деталей машин, приведены справочные сведения о физико-механических и технологических свойствах конструкционных, композиционных, оптически прозрачных, газонаполненных пластмасс, литьевых, прессованных, пленочных, листовых термопластов. В этом же томе даны справочные сведения о лакокрасочных, углеродистых, резиновых, древесных, бумажных, текстильных, асбестовых, силикатных материалах, клеях, коже и ее заменителях, промышленном стекле, ситаллах, стекло-эмали, каменном литье, стекловолокне, стеклоткани, пеностекле, фарфоре, глазури, вяжущих составах, обжиговой керамике, тугоплавких соединениях. Табл. 427, рис. 100, библ. 105 назв.  [c.4]

    Техническое стекло в зависимости от свойств, состояния и предъявляемых к нему требований согласно ГОСТу 10135—62 подразделяется на следующие виды оптическое химико-лабораторное медицинское электротехническое электродное сцинти-ляционное транспортное приборное защитное тепло-звукоизоляционное электроизоляционное трубное детали машин водоуказательное светотехническое зеркала технические фотостекло стеклоткани стеклопластики стеклоабразивы стекло-фильтры кусковое растворимое.  [c.439]

    Двойное лучепреломление наблюдается в стекле только при наличии в нем внутренних напряжений (временных или остаточных), вызываемых приложением внешних механических воздействий (растягивающих или сжимающих стекло), а также неравномерным или быстрым охлаждением стекла (закалка) или наличием в нем химически неоднородных областей — различных по составу (и особенно коэффициенту термического расширения) стеклообразных включений — свилей, шлифов, ликваций. В этих случаях стекло приобретает свойства анизотропного материала и, уподобляясь оптически одноосному кристаллу, становится двупреломляющим.  [c.458]

    Кварцевое стекло обладает рядом ценных физико-химических свойств прозрачностью в широком диапазоне ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучений, тepмo тoйкo тью химической и радиационной устойчивостью, малым коэффициентом линейного расширения, что позволяет его использовать для изготовления конденсоров, объективов, призм и окон спектральных и других приборов, работающих в ультрафиолетовом и инфракрасном участках спектра, точных зеркал и концевых отражателей, оптических систем для лазеров, оболочек источников света, защитных стекол приборов, работающих при высокой температуре и при ее резких изменениях.  [c.514]


    mash-xxl.info

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о