Цвет и свет - Луизов А.В.
ISBN 5-283-04410-5
Скачать (прямая ссылка):
102
друг на друга, изменяя допустимые уровни энергии
и, как правило, «размывая» их, т. е. уменьшая их дискретность. Поэтому пигменты поглощают кванты не со строго определенной длиной волны Л/, а в некотором интервале длин волн от A,i до Я2. Вместо линии поглощения они дают полосу поглощения. Некоторые пигменты обуславливают появление более чем одной полосы поглощения в спектре.
Положение и форма полос поглощения зависят от химического состава пигмента и от взаимного расположения атомов или ионов в кристалле. Не поглощенный в слое краски свет рассеивается, обуславливая характерный для данной краски коэффициент диффузного отражения, т. е. цвет краски при данном освещении.
9.2. СВЕТОФИЛЬТРЫ
При производстве стекла, в особенности идущего на изготовление оптических приборов, следят за тем, чтобы в шихту не попадали вредные примеси, т. е, вещества, уменьшающие прозрачность стекла. В особенности недопустимы такие примеси, которые погло-. щают свет селективно, так как они приводят к окрашиванию проходящего сквозь стекло света.
Сырьем для стекол с высоким коэффициентом пропускания не только в видимой, но и в ультрафиолетовой области может служить оксид кремния Si02, т. е. кварц. Расплавив чистый песок, можно получить прекрасное оптическое стекло, которое называют плавленым кварцем. Но, во-первых, очень чистый песок получить трудно. Обычно к нему примешаны в малых количествах оксиды различных металлов, прежде всего железа. Во-вторых, чистый кварц плавится при очень высокой температуре, около 1900 С, что делает технологию плавки весьма сложной. Поэтому плавленый кварц весьма дорог и область его приме-* нения довольно узка.
Ряд веществ, не окрашивая стекла, значительно снижает температуру его варки. Например, стекло, имеющее состав 75 % Si02, 15 % Na20 и 10 % СаО, варится при температуре 1450е С. Для обеспечения тех или иных требований, предъявляемых к стеклу в зависимости от назначения, примешивают к нему и другие вещества: оксиды бария (ВаО), цинка (ZnO),
103
магния (MgO), алюминия (А1203), борный ангидрид (В203). Для увеличения показателя преломления и дисперсии добавляют оксид свинца РЬО (такие стекла называют флинтами).
Вещества, приводящие к избирательному поглощению и, следовательно, к окраске стекла, могут присутствовать в нем либо в растворенном состоянии, либо в виде мельчайших коллоидных частиц. Окрашивание при растворении дают оксиды или соли многих металлов: меди, никеля, железа, хрома, марганца, урана, вольфрама и др. Коллоидное окрашивание создают частицы золота, меди, селена и т. д. Так, например, один из видов зеленого стекла имеет состав: 72,5% Si02; 16% Na20, 5,5% CaO; 3,5%’ Ti02; 1,1 % CuO; 0,9 % AI203; 0,5 % Fe2Os.
Сведения о выпускаемых в Советском Союзе светофильтрах можно найти в стандарте ГОСТ 9411—81 «Стекло оптическое цветное». Обозначаются светофильтры двумя или тремя буквами и числом. Последняя буква (С) означает стекло, а стоящие перед ней — начальные буквы цвета. Число — номер для различения ряда стекол, в разной степени пропускающих примерно одну и ту же область спектра Например, СС11 — синее стекло № 11, СС15 — синее стекло № 15, СЗСЗ — сине-зеленое стекло № 3.
Основная характеристика цветного стекла — коэффициент пропускания т(Х) при длине волны К Обычно он дается для светофильтра толщиной 2 или 5 мм (что специально оговаривается).
Существуют еще фильтры, ослабляющие одинаково, насколько это возможно, излучение всех длин волн видимого спектра Их название — нейтральные стекла, обозначение — НС1, НС2 и т. д. В упомянутом нами стандарте приводятся кривые пропускания одиннадцати стекол типа НС.
9.3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Получение от источника белого света направленного светового пучка определенного цвета стало возможным после изобретения простейшего спектрального прибора — призмы Ньютон первый провел ряд целенаправленных опытов (о которых мы уже упоминали) по разложению солнечного света призмой [41]. Он провел и первые опыты по смешению отдель-
104
ных световых пучков, опыты, которые позволили ему дать общую схему законов сложения — круг Ньютона (см. рис. 5.1). Сейчас весьма узкие по спектральному составу световые пучки выделяются приборами, называемыми монохроматорами.
Основа монохроматора — призма, разлагающая проходящий сквозь нее свет в спектр вследствие того, что показатель преломления любого стекла зависит от длины волны света.
В монохроматоре источник света фокусируется на узкую щель, находящуюся в фокусе объектива. Выходящий из объектива параллельный пучок света падает на грань призмы, выходит из нее разложенным и попадает на второй объектив, который в своей фокальной плоскости дает изображение спектра. Поставив здесь вторую щель, можно выделить узкий пучок определенной длины волны, точнее, некоторый участок в спектре в интервале АХ. Поворачивая призму, можно получать на второй щели различные участки спектра, монохроматический свет той или иной длины волны X (степень монохроматичности определяется величиной АХ).
Вследствие рассеяния света внутренними стенками монохроматора через вторую щель в небольшом количестве может проходить свет не только подлежащей выделению длины волны, но и других длин волн. Для повышения монохроматичности выделяемого света иногда применяют двойной монохроматор, в котором свет, выходящий из второй щели, проходит через систему, дублирующую первую систему моно-хроматизации.
