Что Такое Просветленная Оптика

Мы привыкли жить в мире, полном света. Это не только излучаемый солнцем, огнем, электрической лампой свет, но и отраженный от других предметов. Ведь облака, деревья, здания, каждый предмет на земле и каждая пылинка в воздухе отражают часть падающего на них света. Но вот отражение света поверхностью стекла нам часто мешает. Например, если мы едем вечером в освещенном вагоне трамвая, мы не видим через окно, мимо каких мест проезжаем. Свет электрических ламп, отражаясь от оконного стекла, полностью забивает немногие световые лучи, идущие с улицы. По этой же причине за спиной вагоновожатого висит темная занавеска, отделяющая его от освещенного вагона. Без нее свет из вагона, отраженный поверхностью переднего стекла, будет слепить глаза вагоновожатого.[yandexd]

Сходное явление наблюдается и при пользовании самыми различными оптическими приборами. Дело в том, что от поверхности стекла отражается примерно около 4 процентов падающего на нее света. Когда мы смотрим в бинокль, а он состоит из нескольких стекол, до нашего глаза доходит всего 70 процентов света.

Еще больше света поглощается и рассеивается в перископе подводной лодки. В этом оптическом приборе имеется 32 оптических стекла. В результате отражения света от каждой поверхности до глаза наблюдателя доходит всего 12 процентов света. Подводная лодка могла пользоваться перископом только в светлые часы дня.[adsense]

И вот практика жизни показала, как бороться с этим явлением. Фотолюбители заметили, что фотоаппараты со старыми объективами дают более четкое изображение, чем фотоаппараты с новыми объективами. Это заинтересовало ученых. Сравнивая старые объективы с новыми, удалось установить, что на поверхности старых стекол имеется тончайшая пленка разрушенного стекла. Она невидима в проходящем свете, но имеет яркую окраску в отраженном.

Более внимательное изучение показало, что пленка состоит из основного химического соединения, имеющегося в стекле – из кремнезема. Эта пленка уменьшает отражение света от поверхности стекла, следовательно, через объектив проникает большее количество световых лучей, иными словами, оптические стекла «просветляются».

Но что надо делать с поверхностью стекла, чтобы на ней образовалась тонкая однородная пленка кремнезема?

Здесь помогло еще одно наблюдение, но не фотолюбителей, а археологов. Когда в раскопках находят старинные стеклянные изделия, пролежавшие под землей несколько столетий, их поверхность часто покрыта мутной пленкой, из-за начавшейся кристаллизации стекла. Но еще чаще на поверхности бывают радужные пятна, как на очень старых оконных стеклах. Эти наблюдения натолкнули на мысль, что стекло, по-видимому, разрушается от влаги, от сырости.

Каким другим способом можно слегка разрушить поверхность стекла? Химики попробовали опустить кусок оптического стекла в слабый раствор уксусной кислоты. И действительно, через некоторое время на поверхности стекла образовалась пленка, которая в проходящем свете была невидима, а в отраженном имела желтую окраску. Дальнейшая выдержка стекла в кислоте привела к тому, что пленка начала изменять свой цвет. Из желтой она стала зеленой, потом синей и, наконец, пурпурно-фиолетовой. Изменение цвета пленки показывало, что она делалась все толще – стекло разрушалось в кислоте на все большую глубину.

Но просветление оптических стекол разрушением их поверхности уксусной кислотой – способ очень медленный. Поэтому был найден другой путь получения кремнеземной пленки. Вместо уксусной кислоты брали спиртовый раствор органического вещества, содержащего кремний, и поливали им поверхность оптического стекла. Спирт быстро испарялся, а органическое вещество разлагалось на поверхности стекла и выделяло слой кремнезема, который прочно приставал к стеклу. Такой метод просветления оптического стекла получил название химического просветления.

Одновременно с этим ученые разработали и физический метод просветления оптики. Под большой металлический колпак, из которого выкачан воздух, кладут оптические стекла. Под этим же колпаком нагревают какое-либо вещество. Испаряясь, оно осаждается на холодной поверхности стекла и пристает к ней тонким ровным слоем. При соответствующем подборе испаряемых веществ удается сильно снизить отражение света от поверхности оптических стекол, как и при химическом методе.

При сравнении обоих методов оказалось, что физическое просветление дает большее снижение отражения света, чем химическое, но получаемая пленка менее прочна. Пленка же химического просветления совершенно не боится воды и механически более прочна.

Просветление оптических стекол, входящих в перископ подводной лодки, привело к тому, что количество света, доходящего до глаза наблюдателя, поднялось с 12 до 65 процентов. Иными словами, лодка стала «зрячей» не только в светлые дневные часы, но и на рассвете и после захода солнца. В биноклях количество доходящего до глаз света возросло на 10 – 15 процентов. А просветленный объектив фотоаппарата дает более четкие и ясные снимки.

В начале нашего века фотолюбители ценили фотоаппараты с «голубой оптикой Цейса». Если смотреть на объектив такого фотоаппарата в отраженном свете, на его поверхности голубоватая пленка. Эта пленка создавалась искусственно при помощи очень сложных приборов на немецких оптических заводах фирмы Цейса. На эти заводы привозили из многих стран оптическое стекло (для телескопов, микроскопов, дальномеров, фотоаппаратов, биноклей), чтобы фирма Цейс их «просветляла», покрывала голубой пленкой.

Но ученые доказали, что голубой цвет пленки далеко не самый удачный. Гораздо больший эффект дает пленка, окрашенная в отраженном свете в пурпурно-фиолетовый цвет. Такую пленку теперь наносят на оптические стекла. Поэтому при покупке фотоаппарата надо покупать объектив, окрашенный в отраженном свете в пурпурно-фиолетовый цвет. Поверхность такого объектива отражает очень мало света, на фотопленку или пластинку попадает больше световых лучей, что увеличивает ясность снимка.