ოპტიკური მინა არის სპეციალურად დამზადებული გამჭვირვალე მინა, რომელიც გამოიყენება ოპტიკური ინსტრუმენტების ნაწილებად. იგი განსხვავდება ჩვეულებრივი სიწმინდისგან და გაზრდილი გამჭვირვალობისგან, ერთგვაროვნებისა და უფერულობისგან. ის ასევე მკაცრად ახდენს დისპერსიის და რეფრაქციული სიმძლავრის ნორმალიზებას. ასეთ მოთხოვნებთან შესაბამისობა ზრდის წარმოების სირთულეს და ღირებულებას.
ისტორია
შეგიძლიათ იპოვოთ ლინზების ყოველდღიური გამოყენების მრავალი მაგალითი, მაგალითად, გამადიდებელი შუშა ჩვეულებრივი გამადიდებელი შუშაა - დაგეხმარებათ შექმნათ პატარა პროექტორი ჩვეულებრივი სმარტფონიდან, მაგრამ ოპტიკური სათვალეები არც ისე დიდი ხნის წინ გამოჩნდა.
ლინზები ცნობილი იყო უძველესი დროიდან, მაგრამ პირველი სერიოზული მცდელობა შექმნათ მინის მსგავსი, რომელიც გამოიყენება თანამედროვე მოწყობილობებში, შეიძლება მივიჩნიოთ მე -17 საუკუნეში. ასე რომ, გერმანელმა ქიმიკოსმა კუნკელმა ერთ-ერთ ნაშრომში აღნიშნა ფოსფორის და ბორის მჟავები, რომლებიც მინის კომპონენტის ნაწილია. მან ასევე ისაუბრა ბოროსილიკატურ გვირგვინზე, რომელიც შემადგენლობით ახლოსაა ზოგიერთ თანამედროვე მასალასთან. ამას შეიძლება ეწოდოს პირველი წარმატებული გამოცდილება შუშის წარმოებაში გარკვეული ოპტიკური თვისებებით და საკმარისი ხარისხითფიზიკური და ქიმიური ერთგვაროვნება.
ინდუსტრიაში
ოპტიკური სათვალეების წარმოება ინდუსტრიული მასშტაბით დაიწყო მე-19 საუკუნის დასაწყისში. შვეიცარიელმა ჯიანმა, ფრაუნჰოფერთან ერთად, ბავარიის ერთ-ერთ ქარხანაში ასეთი მინის წარმოების შედარებით სტაბილური მეთოდი დანერგა. წარმატების გასაღები იყო დნობის შერევის ტექნიკა მინაში ვერტიკალურად ჩაძირული თიხის ღეროს წრიული მოძრაობებით. შედეგად შესაძლებელი გახდა დამაკმაყოფილებელი ხარისხის, 250 მმ-მდე დიამეტრის ოპტიკური მინის მიღება.
თანამედროვე წარმოება
ფერადი ოპტიკური სათვალეების წარმოებაში გამოიყენება სპილენძის, სელენის, ოქროს, ვერცხლის და სხვა ლითონების შემცველი ნივთიერებების დანამატები. სამზარეულო მოდის გადასახადიდან. იგი იტვირთება ცეცხლგამძლე ქოთნებში, რომლებიც თავის მხრივ მოთავსებულია მინის ღუმელში. მუხტის შემადგენლობა შეიძლება შეიცავდეს შუშის ნარჩენების 40%-მდე, მნიშვნელოვანი პუნქტია საკულტო და დნობის მინის შემადგენლობის შესაბამისობა. შუშის მასას ხარშვისას განუწყვეტლივ ურევენ კერამიკის ან პლატინისგან დამზადებული სპატულით. ამ გზით მიიღწევა ერთიანი მდგომარეობა.
პერიოდულად, დნობის აღება ხდება ნიმუშისთვის, რომელიც აკონტროლებს ხარისხს. დნობის მნიშვნელოვანი ეტაპია გარკვევა: შუშის მასაში აირების მნიშვნელოვანი რაოდენობის გამოყოფა იწყება გამწმენდი ნივთიერებებიდან, რომლებიც თავდაპირველად დაემატა ნარევს. დიდი ბუშტები წარმოიქმნება და სწრაფად ამოდის, იჭერს პატარა ბუშტებს, რომლებიც აუცილებლად წარმოიქმნება მოხარშვის პროცესში.
საბოლოოდ ქოთნები ამოიღეთ ღუმელიდან, რის შემდეგაცგაცივდეს ნელა. სპეციალური ტექნიკით შენელებული გაგრილება შეიძლება რვა დღემდე გაგრძელდეს. ის უნდა იყოს ერთგვაროვანი, წინააღმდეგ შემთხვევაში მასაში შეიძლება წარმოიქმნას მექანიკური დაძაბულობა, რაც იწვევს ბზარებს.
თვისებები
ოპტიკური მინა არის მასალა ლინზების წარმოებისთვის. ისინი, თავის მხრივ, ტიპების მიხედვით იყოფა შეგროვებად და გაფანტვით. კოლექტიური ლინზები მოიცავს ორმხრივ ამოზნექილ და პლანო-ამოზნექილ ლინზებს, ასევე ჩაზნექილ-ამოზნექილ ლინზებს, რომელსაც უწოდებენ "პოზიტიურ მენისკს".
ოპტიკურ მინას აქვს მრავალი მახასიათებელი:
- რეფრაქციული ინდექსი განისაზღვრება ორი სპექტრული ხაზით, რომელსაც ეწოდება ნატრიუმის დუბლი;
- საშუალო დისპერსია, რაც გაგებულია, როგორც განსხვავება სპექტრის წითელი და ლურჯი ხაზების რეფრაქციას შორის;
- დისპერსიის კოეფიციენტი - რიცხვი, რომელიც მოცემულია საშუალო დისპერსიისა და გარდატეხის თანაფარდობით.
ფერადი ოპტიკური მინა გამოიყენება შთანთქმის ფილტრების დასამზადებლად. მასალის მიხედვით, არსებობს ოპტიკური სათვალეების სამი ძირითადი ტიპი:
- არაორგანული;
- პლექსიგლასი (ორგანული);
- მინერალურ-ორგანული.
არაორგანული მინა შეიცავს ოქსიდებს და ფტორებს. კვარცის ოპტიკური მინა ასევე ეკუთვნის არაორგანულს (ქიმიური ფორმულა SiO2). კვარცს აქვს დაბალი რეფრაქცია და მაღალი სინათლის გადაცემა, იგი ხასიათდება სითბოს წინააღმდეგობით. გამჭვირვალობის ფართო სპექტრი საშუალებას იძლევა გამოიყენოს იგი თანამედროვეშიტელეკომუნიკაციები (ოპტიკური ბოჭკოვანი კაბელები და ა.შ.), ასევე სილიკატური მინა შეუცვლელია ოპტიკური ლინზების წარმოებაში, მაგალითად, გამადიდებელი მინა მზადდება კვარცისგან.
სილიკონზე დაფუძნებული
გამჭვირვალე სილიკატური მინა შეიძლება იყოს როგორც ოპტიკური, ასევე ტექნიკური. ოპტიკა მზადდება ქვის კრისტალის დნობით, მხოლოდ ამ გზით მიიღება სრულიად ერთგვაროვანი სტრუქტურა. გაუმჭვირვალე ჭიქებში, მასალის შიგნით არსებული გაზის პატარა ბუშტები პასუხისმგებელია ფერზე.
სილიკონზე დაფუძნებული კვარცის მინის გარდა, იწარმოება ე.წ სილიკონის მინაც, რომელსაც მსგავსი ბაზის მიუხედავად, განსხვავებული ოპტიკური თვისებები აქვს. სილიკონის უჯრედებს შეუძლიათ რენტგენის სხივების გარდატეხა და ინფრაწითელი გამოსხივების გადაცემა.
ორგანული მინა
ე.წ პლექსიგლასი დამზადებულია სინთეზური პოლიმერული მასალის საფუძველზე. ეს გამჭვირვალე და მყარი მასალა მიეკუთვნება თერმოპლასტიკას და ხშირად გამოიყენება კვარცის მინის შემცვლელად. პლექსიგლასი მდგრადია მრავალი გარემო ფაქტორების მიმართ, როგორიცაა მაღალი ტენიანობა და დაბალი ტემპერატურა, მაგრამ ის გაცილებით რბილია და, შესაბამისად, უფრო მგრძნობიარეა მექანიკური სტრესის მიმართ. რბილობის გამო, ორგანული ოპტიკური მინა ადვილად დასამუშავებელია - ლითონის საჭრელ ხელსაწყოსაც კი შეუძლია მისი „წაყვანა“.
ეს მასალა შესანიშნავია ლაზერული დამუშავებისთვის და მარტივი ნიმუშის ან გრავირების მიზნით. როგორც ობიექტივი, ის შესანიშნავად ირეკლავს ინფრაწითელ სხივებს, მაგრამგადასცემს ულტრაიისფერ და რენტგენის სხივებს.
აპლიკაცია
ოპტიკური სათვალეები ფართოდ გამოიყენება ლინზების დასამზადებლად, რომლებიც, თავის მხრივ, გამოიყენება მრავალ ოპტიკურ სისტემაში. გამადიდებელი შუშის სახით გამოიყენება ერთი კონვერტაციული ობიექტივი. ტექნოლოგიაში ლინზები ისეთი სისტემების მნიშვნელოვანი ან ძირითადი ნაწილია, როგორიცაა ბინოკლები, ოპტიკური სამიზნეები, მიკროსკოპები, თეოდოლიტები, ტელესკოპები, ასევე კამერები და ვიდეო აღჭურვილობა.
ოპტიკური სათვალე არანაკლებ მნიშვნელოვანია ოფთალმოლოგიის საჭიროებებისთვის, რადგან მათ გარეშე ძნელი ან შეუძლებელია მხედველობის დარღვევების გამოსწორება (ახლომხედველობა, ასტიგმატიზმი, შორსმხედველობა, აკომოდაციის დარღვევა და სხვა დაავადებები). სათვალის ლინზები დიოპტრით შეიძლება დამზადდეს როგორც კვარცის მინისგან, ასევე მაღალი ხარისხის პლასტმასისგან.
ასტრონომია
ოპტიკური სათვალე არის ნებისმიერი ტელესკოპის მნიშვნელოვანი და ყველაზე ძვირადღირებული კომპონენტი. ბევრი ჰობი აწყობს საკუთარ რეფრაქტორებს, ამას ცოტა სჭირდება, მაგრამ ყველაზე მნიშვნელოვანი არის პლანო-ამოზნექილი მინის ლინზა.
გასული საუკუნის დასაწყისში, რამდენიმე წელი დასჭირდა ერთი ძლიერი ასტრონომიული ლინზის დამზადებას, უფრო სწორად მის გაპრიალებას. მაგალითად, 1982 წელს ჩიკაგოს უნივერსიტეტის ხელმძღვანელმა უილიამ ჰარპერმა მილიონერ ჩარლზ იერკესს მიმართა ობსერვატორიის დაფინანსების თხოვნით. იერკესმა მასში დაახლოებით სამასი ათასი დოლარის ინვესტიცია ჩადო, ორმოცი ათასი დაიხარჯა პლანეტაზე იმდროინდელი ყველაზე ძლიერი ტელესკოპისთვის ლინზის შესაძენად. ობსერვატორიას ეწოდა ფინანსისტის იერკესის სახელი და აქამდე ეს რეფრაქტორი 102 ლინზის დიამეტრით.სმ მსოფლიოში ყველაზე დიდად ითვლება.
დიდი დიამეტრის ტელესკოპები არის რეფლექტორები, რომლებშიც სარკე სინათლის შემგროვებელი ელემენტია.
ასტრონომიაშიც და ოფთალმოლოგიაშიც გამოიყენება სხვა ტიპის ლინზა - ამოზნექილი-ჩაზნექილი ზედაპირის მქონე მინა, რომელსაც მენისკი ეწოდება. ის შეიძლება იყოს ორი სახის: გაფანტული და შეგროვებული. გაფანტულ მენისკში უკიდურესი ნაწილი უფრო სქელია, ვიდრე ცენტრალური, ხოლო შემგროვებელ მენისკში ცენტრალური ნაწილი უფრო თხელია.
