Оптические свойства стекла

Под оптическими свойствами стекла подразумевают его светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света.

При падении пучка света на поверхность прозрачного тела часть света отражается, а часть проходит через него, преломляясь. Но если сложить свет, отраженный и преломленный, то не получится количества света, которое падает на стекло, — небольшая часть света поглощается стеклом. Поглощение света обусловлено присутствием в стекле соединений-красителей, вызывающих избирательное поглощение, т. е. поглощение лучей только с определенной длиной волны. Так, из-за наличия в стекле, в том числе и оконном, соединений железа оно имеет зеленоватый оттенок.

Светопоглощение понижает общую светопрозрачность стекла (светопрозрачность оконного стекла составляет примерно 88%), поэтому для получения стекол с высокой степенью прозрачности необходимо свести к минимуму содержание нежелательных примесей в сырьевых материалах.

Оптические свойства характеризуют закономерности распространения света в веществе в зависимости от его молекулярного строения. Большая часть стекол пропускает свет и другие виды лучистой энергии. К оптическим свойствам относятся отражение, поглощение, рассеивание, преломление и разложение света. Стекло не имеет себе равных среди известных твердых материалов по величине показателей, характеризующих оптические свойства.

Отражение света — возвращение световой волны при ее падении на поверхность раздела двух сред с различными показателями преломления в первую среду. Коэффициент отражения прямо пропорционален углу падения на стекло. Например, для светового пучка, перпендикулярного поверхности оконного стекла, коэффициент отражения равен 0,04 (4 %).

Поглощение света - уменьшение интенсивности света, проходящего через среду вследствие взаимодействия его с частицами среды. Чаще всего поглощение света обусловлено наличием в стекле красителей, вызывающих избирательное поглощение лучей определенной волны. Благодаря этому стекло выглядит окрашенным. Поэтому, чтобы стекло было прозрачным, в сырьевых материалах не должно быть примесей, которые вызывают поглощение света. Наиболее прозрачные оптические стекла пропускают в расчете на 1 см толщины около 91 % падающего света, а оконное стекло — примерно 88 %.

Рассеивание света зависит от состояния поверхности и однородности стекла и характеризуется отклонением распространяющегося в среде светового пучка во всевозможных направлениях. Из светорассеивающего стекла изготовляют светотехнические изделия (абажуры, плафоны, колпачки).

Преломление света - это изменение направления распространения луча света при прохождении через границу раздела двух прозрачных сред. Показатель преломления оконного стекла 1,52, хрустального стекла 1,65, т. е. пропорционален плотности стекла.

Разложение света в спектр (дисперсия) происходит вследствие различного преломления пучка света, проходящего через стеклянную призму. При этом белый пучок света разлагается на составляющие его цветные лучи разной длины волны: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Дисперсия зависит от химического состава стекла и позволяет судить о его однородности.