|
|
Прозрачность — способность стекла
пропускать лучи света. Стекло, пропускающее световые лучи в том же
направлении и в той же последовательности, как они входят, характеризуется
просматриваемостью: через такое стекло предметы, находящиеся за ним, видны
без искажений. Прозрачность стекла никогда не бывает полной. При прохождении
света через стекло всегда имеют место два рода потерь: потери, обусловленные
отражением, и потери поглощения. Поглощенная световая энергия расходуется на
нагревание стекла и на изменение внутриатомных энергетических состояний в
стекле:
Фо = Фотр + Фпогл + Фпр.
где Фо — световой поток, входящий в стекло, лм; Ф0тр —
потери светового потока, обусловленные отражением, лм; Фпогл — потери
светового потока, обусловленные светопоглощением, лм; Фпр — пропущенный
стеклом световой поток, лм.
Прозрачность стекла характеризуется пропусканием света: т
= Фпр/Фо. Для оконного стекла т=0,9, или 90%. В окрашенном прозрачном стекле
наблюдается избирательное пропускание и поглощение цветных лучей спектра,
характеризующихся той или иной длиной волны X ( 2). При этом для каждой длины
световых волн. т. е. для каждого цвета: Dx =к\йСж T\=i0"Dk- Измерив и
вычислив Dk или хх> строят графики зависимости D и т от длины волны К.
Знание пропускания света (или оптической плотности)
цветных стекол в видимой части спектра необходимо для количественной оценки
цветности этих стекол, а знание соответствующих характеристик в невидимых, а
именно в инфракрасной и ультрафиолетовой, частях спектра — для выяснения
такого технологически важного свойства стекломассы, как теплопрозрачность.
Светопреломление — изменение направления луча света при его переходе из одной
среды в другую, отличающуюся от первой по плотности. В случае стекла
светопреломление чаще всего наблюдается при переходе луча света из воздуха в
стекло и обратно ( 3). Светопреломление характеризуется следующей закономерностью:
ra=sin а/ /sin р — civ, где п — показатель светопреломления, безразмерная
величина; о. — угол падения; Р — угол преломления; с — скорость света в
воздухе, км/с; v — скорость света в стекле, км/с. Так как c>v и в
рассматриваемом случае а>Р (sina>sinP), то п> 1. Показатель
светопреломления не зависит от величины угла падения а. В то же время
показатель п зависит от плотности стекла: чем плотнее стекло, тем меньше угол
преломления р, а следовательно, тем выше п. Кроме того, чем больше длина волны
X падающего света, тем меньше преломление этого луча, поэтому различное
преломление световых лучей стеклянной призмой приводит к разложению белого
света и к образованию цветного спектра. Каждое светящееся тело
характеризуется своим собственным спектром. Обычно показатель п определяют не
для белого света, а для желтого излучения, испускаемого светящимися парами
натрия Na (так называемая «линия D») и характеризующегося определенной длиной
волны Xd = 589,3 нм. В результате получают величину по. Для хрусталя га =
1,65, что превышает соответствующее значение для оконного стекла (га = 1,52)
приблизительно на 10%, однако даже столь небольшое превышение этого
показателя дает значительное видимое усиление сверкания, блеска стекла.
Разложение луча света на цвета спектра при переходе его
через призму называется дисперсией. Разницу между показателями преломления
крайних лучей видимого спектра: фиолетового п красного лучей, а именно
гаф—гек, называют средней дисперсией данного стекла. Чем больше средняя
дисперсия, тем заметнее «радужный эффект», создаваемый призматическими
элементами резного рисунка на стеклянных изделиях. Более высокой средней
дисперсией характеризуется свинцовый хрусталь.
Хрустальные стекла содержат оксид свинца РЬО,
который можно частично или полностью заменить другими оксидами, оказывающими
положительное влияние на оптические свойства стекла и в первую очередь на его
светопреломление. К этим оксидам относятся ВаО, ZnO, Zr02 и др. Хрустальные
стекла как раз отличаются повышенным светопреломлением и дисперсией, а эти
свойства очень важны при создании особого вида художественного стекла:
граненого и резного хрусталя. Отражение света — явление, происходящее на
границе двух сред, из которых по крайней мере одна должна быть прозрачной, и
заключающееся в том, что световой луч, распространяющийся в прозрачной среде,
достигая поверхности другой среды, непрозрачной или же прозрачной, но
обладающей показателем преломления, отличным от показателя первой среды,
частично преломляется и частично отражается в первую среду. Благодаря
отражению света мы видим предметы, которые не испускают собственного света.
Надо отметить, что освещенные искусственным светом предметы дают нам не то
представление о цвете, которое мы имеем при освещении их солнечным светом.
|