Оптикалык айнек – оптикалык аспаптардын тетиктери катары колдонулган атайын жасалган тунук айнек. Ал кадимки тазалыгы менен айырмаланып, ачык-айкындуулугу, бирдейлиги жана түссүздүгү менен айырмаланат. Ошондой эле дисперсиялык жана сынуу күчүн катуу нормалдаштырат. Мындай талаптарды сактоо өндүрүштүн татаалдыгын жана өздүк наркын жогорулатат.
Тарых
Линзаларды күнүмдүк колдонуунун көптөгөн мисалдарын таба аласыз, мисалы, лупа – бул кадимки лупа - жөнөкөй смартфондон кичинекей проектор түзүүгө жардам берет, бирок оптикалык көз айнек жакында эле пайда болгон.
Линзалар байыркы убактан бери белгилүү, бирок заманбап аппараттарда колдонулганга окшош айнекти жасоого жасалган биринчи олуттуу аракет 17-кылымга таандык. Ошентип, немис химиги Кункель өзүнүн эмгектеринин биринде айнек компонентинин курамына кирген фосфор жана бор кислоталарын айткан. Ал ошондой эле составы боюнча кээ бир заманбап материалдарга жакын боросиликат таажы тууралуу айтты. Бул белгилүү оптикалык касиеттери жана жетиштүү даражадагы айнек өндүрүүдөгү биринчи ийгиликтүү тажрыйба деп атоого болотфизикалык жана химиялык бир тектүүлүк.
Өнөр жайда
Өнөр жайлык масштабда оптикалык айнектерди чыгаруу 19-кылымдын башында башталган. Швейцариялык Гиан Фраунгофер менен бирге Бавариядагы заводдордун биринде мындай айнек чыгаруунун салыштырмалуу туруктуу ыкмасын киргизген. Ийгиликтин ачкычы айнекке вертикалдуу батырылган чопо таякчанын тегерек кыймылдарынын жардамы менен эритмени аралаштыруу ыкмасы болгон. Натыйжада диаметри 250 ммге чейин канааттандырарлык сапаттагы оптикалык айнекти алууга мүмкүн болду.
Заманбап өндүрүш
Түстүү оптикалык айнектерди өндүрүүдө жез, селен, алтын, күмүш жана башка металлдар бар заттардын кошумчалары колдонулат. Бышыруу акыдан келип чыгат. Ал отко чыдамдуу идиштерге жүктөлөт, алар өз кезегинде айнек мешке салынат. Заряддын курамына айнек калдыктарынын 40% га чейин камтышы мүмкүн, маанилүү жагдай - бул кулет жана эритүү айнек курамынын шайкештиги. Бышыруу учурунда айнек массасы керамика же платинадан жасалган шпатель менен үзгүлтүксүз аралаштырылат. Ушундай жол менен бирдиктүү абалга жетишилет.
Мезгил-мезгили менен эритме үлгү үчүн алынат, ал сапатты көзөмөлдөйт. Эрүүнүн маанилүү этабы тактоо болуп саналат: айнек массасында газдардын олуттуу көлөмүн бөлүп чыгаруу аралашмага алгач кошулган тазалоочу заттардан башталат. Чоң көбүкчөлөр тез пайда болуп, тез көтөрүлүп, демдөө процессинде сөзсүз пайда болгон кичине көбүкчөлөрдү кармап калышат.
Акыры казандарды мештен чыгарышат, андан кийинакырын муздатуу. Атайын техникалар менен жайлатылган муздатуу сегиз күнгө чейин созулушу мүмкүн. Ал бирдей болушу керек, антпесе массада жаракаларды пайда кылган механикалык чыңалуулар пайда болушу мүмкүн.
Касиеттер
Оптикалык айнек - линзаларды өндүрүү үчүн материал. Алар өз кезегинде түрү боюнча жыйноо жана чачуу болуп бөлүнөт. Чогултуучу линзаларга эки бети томпок жана тегиз томпок линзалар, ошондой эле "позитивдүү мениск" деп аталган ойгон-дөңсөк линзалар кирет.
Оптикалык айнек бир катар мүнөздөмөлөргө ээ:
- натрий дублети деп аталган эки спектрдик сызыктар менен аныкталган сынуу көрсөткүчү;
- орточо дисперсия, ал спектрдин кызыл жана көк сызыктарынын сынуусунун ортосундагы айырма катары түшүнүлөт;
- дисперсиялык коэффициент - орточо дисперсиянын жана сынуунун катышы менен берилген сан.
Түстүү оптикалык айнек абсорбциялык чыпкаларды өндүрүү үчүн колдонулат. Материалына жараша оптикалык айнектин үч негизги түрү бар:
- органикалык;
- плексигласс (органикалык);
- минералдык-органикалык.
Органикалык эмес айнектин курамында оксиддер жана фториддер бар. Кварцтык оптикалык айнек органикалык эместерге да таандык (химиялык формула SiO2). Кварц аз сынуу жана жогорку жарык өткөрүмдүүлүккө ээ, ал ысыкка туруктуулугу менен мүнөздөлөт. Кеңири айкындуулук аны заманбап колдонууга мүмкүндүк береттелекоммуникация (оптикалык була кабелдери ж.б.), ошондой эле силикат айнек оптикалык линзаларды жасоодо зарыл, мисалы, кварцтан лупа жасалат.
Кремнийдин негизинде
Тунук силикат айнек оптикалык да, техникалык да болушу мүмкүн. Оптикалык рок кристалын эритүү жолу менен жасалат, ушундай жол менен гана толугу менен бир тектүү структура алынат. Тунук эмес көз айнектердин түсүнө материалдын ичиндеги кичинекей газ көбүкчөлөрү жооп берет.
Кремний негизиндеги кварц айнектен тышкары кремний айнеги деп аталган нерсе да чыгарылат, ал окшош негизине карабастан, ар кандай оптикалык касиеттерге ээ. Кремний клеткалары рентген нурларын сындырууга жана инфракызыл нурланууну өткөрүүгө жөндөмдүү.
Органикалык айнек
Плексигласс деп аталган нерсе синтетикалык полимердик материалдын негизинде жасалган. Бул тунук жана катуу материал термопластикага таандык жана көбүнчө кварц айнегин алмаштыруу катары колдонулат. Plexiglas жогорку нымдуулук жана төмөнкү температура сыяктуу көптөгөн экологиялык факторлорго туруктуу, бирок ал кыйла жумшак жана ошондуктан механикалык стресске көбүрөөк сезгич. Жумшактыгынан улам органикалык оптикалык айнекти иштетүү оңой - эң жөнөкөй металл кесүүчү шайман да аны "ала алат".
Бул материал лазердик иштетүү үчүн эң сонун жана оюу же оюу оңой. Объектив катары инфракызыл нурларды эң сонун чагылдырат, бирокультрафиолет жана рентген нурларын өткөрөт.
Колдонмо
Оптикалык көз айнек линзаларды өндүрүү үчүн кеңири колдонулат, алар өз кезегинде көптөгөн оптикалык системаларда колдонулат. Чоңойтуучу айнек катары бирдиктүү конвергенттик линза колдонулат. Технологияда линзалар дүрбү, оптикалык көз караштар, микроскоптор, теодолиттер, телескоптор, ошондой эле камералар жана видео жабдуулар сыяктуу системалардын маанилүү же негизги бөлүгү болуп саналат.
Офтальмологиянын муктаждыктары үчүн оптикалык көз айнек кем эмес мааниге ээ, анткени аларсыз көрүүнүн бузулушун (жакынды көрбөй калуу, астигматизм, алысты көрбөй калуу, аккомодациянын бузулушу жана башка оорулар) оңдоо кыйын же мүмкүн эмес. Диоптрлери бар көз айнек линзалар кварц айнектен да, жогорку сапаттагы пластиктен да жасалышы мүмкүн.
Астрономия
Оптикалык көз айнек ар кандай телескоптун маанилүү жана эң кымбат компоненти болуп саналат. Көптөгөн хоббиисттер өз алдынча рефракторлорду чогултушат, ал үчүн аз талап кылынат, бирок эң негизгиси - тегиз томпок айнек линза.
Өткөн кылымдын башында бир күчтүү астрономиялык линзаны жасоо, тагыраак айтканда, аны жылтыратууга бир нече жыл керек болду. Мисалы, 1982-жылы Чикаго университетинин башчысы Уильям Харпер миллионер Чарльз Йеркеске обсерваторияны каржылоо өтүнүчү менен кайрылган. Йеркес ага үч жүз миң доллардай инвестиция салган, анын кырк миңи ошол кездеги планетадагы эң күчтүү телескоптун линзасын сатып алууга кеткен. Обсерваторияга финансист Йеркестин ысымы берилген жана ушул убакка чейин линзанын диаметри 102 болгон бул рефракторсм дүйнөдөгү эң чоң деп эсептелет.
Диаметри чоң телескоптор чагылдыргычтар болуп саналат, мында күзгү жарык чогултуучу элемент болуп саналат.
Астрономияда да, офтальмологияда да колдонулуучу линзанын дагы бир түрү бар - мениск деп аталуучу томпок-чоң беттери бар айнек. Ал эки түрдүү болушу мүмкүн: чачуу жана чогултуу. Чачыраган менискинде четки бөлүгү борбордукга караганда калың, ал эми чогултуучу менискинде борбордук бөлүгү ичке болот.
