Как определить марку стекла???

[Starik NEW]

Друзья! Приходилось ли кому-нибудь сталкиваться с некой проекционной установкой, которая применялась при производстве советских микросхем? Источник излучения -- ртутная лампа, ее свет, дважды отразившись от зеркал (первое -- толщиной 15 мм, второе — 20 мм; применяется жидкостное охлаждение первого, оно ближе всего к лампе), попадает в большой (D=200 мм) проекционный объектив (полевая линза – положительный мениск, вторая – двояковыпуклая). Вопрос вот в чем: из стекол какой марки может быть изготовлена такая система? Пригодны ли они для астрономической оптики? Или другой вопрос: как можно определить марку стекла?
P.S. Прошу прощения за столь размытый вопрос, но на сей установке нет никаких опознавательных знаков. Остается надеяться, что кто-нибудь узнает ее по моему описанию.

[Agas]

Марку стекла можно попробовать определить по весу.
Например, удельный вес стекла марки К8 - 2.52,  а кварцевого стекла - 2.21 .

[Starik NEW]

Спасибо. Попробую.

[bibliograf]

 По плотности определить марку стекла удается не всегда,
есть много марок стекла с близкими плотностями, но различ-
ными показателями преломления, поэтому желательно оп-
ределив фокусное расстояние линзы, измерить кривизну
её поверхностей (например сферометром Максутова - из
линейки и двух шариков), тогда можно будет вычислить
показатель преломления. По двум параметрам марку стекла
удасться определить почти наверняка.

[Starik NEW]

Раскажите по подробнее про сферометр Максутова. Как он работает?

[bibliograf]

 При определении радиуса кривизны вогнутой поверхности
надо наложить на неё хорошую ровную линейку или поло-
ску толстого гладкого стекла. Между линейкой и поверх-
ностью образуется зазор. В зтот зазор надо закатить шарик
от подшипника, заклинить его там и измерить расстояние L
от края зеркала до центра шарика. Измерив микрометром
диаметр шарика d ии зная диаметр линзы D найдем радиус
по приближенной формуле R= (L(D-L))/2d. При измерении
выпуклости под линейку подкатывают два шарика, тогда
радиус кривизны R=L^2/8d, здесь L -это расстояние между
шариками. Измерения желательно повторить с шариками
разных диаметров.

[Starik NEW]

Интересно, интересно… Насколько точен данный метод?  А не знакомы ли Вы, уважаемый Bibliograf с работами Максутова: «Способ изготовления концентрических или близких к ним менисков» (авт. свид. №64492) и «Устройство для измерения радиусов кривизны вогнутых сферических поверхностей» (авт. свид. 61545)?

[bibliograf]

 Подробности про сферометр - в  "Изготовлении и исследо-
вании астрономической оптики" Д.Д. Максутова. Авторские
свидетельства при случае посмотрю и содержание переска-
жу.

[Fidel]

Может быть проще, не мудрствуя лукаво, померить это дело обычным накладным сферометром?
Или, если уж так нужна высокая точность, оттащить стекляхи на ИЗС7 (или как там его?). А то с этими шариками намучаешься - все это, по моему, для больших стеклях еще кое как применимо...

[Ernest]

>По плотности определить марку стекла удается не всегда,
есть много марок стекла с близкими плотностями, но различ-
ными показателями преломления

Не так уж и много. Тем более среди ходовых марок. Но вот, что они в этот проекционник (не "Бинар"-ли какой-нибудь) засунули - черт их знает.

>поэтому желательно определив фокусное расстояние линзы

Как? Еще задний/передний отрезок - но и тут точного результата не получишь (тут и сферическая и микроскоп нужен на длинной измерительной линейке врядли у кого "на кухне" завалялся). И при неопределенном положении гл. плоскостей фокус из этих измерений не вытащить. Если линза положительная можно попробовать идти через измерение увеличения (предмет на "бесконечности") - но и тут без измерительного микроскопа не обойтись.

>измерить кривизну её поверхностей (например сферометром Максутова - из линейки и двух шариков)

"линейка" в этом методе только название такое, а на самом деле тарированная плоскость - и ее надо найти "на кухне" будет сложнова-то

>тогда можно будет вычислить показатель преломления.

Ну еще надо будет измерить толщину линзы. Сделать параксиальный расчет... Кстати, зачем тогда мучаться с измерением фокуса? Заднего/переднего отрезка было-бы достаточно.

Как-то не практично это все.

Для идентификации стекла достаточно измерить оптическую толщину линзы по ее оси при помощи микроскопа с большим фокусировочным ходом и сравнить ее с истиной толщиной.

[bibliograf]

 Рассмотрим численный пример-допустим, мы определяем
радиус кривизны вогнутой поверхности диаметром 200 мм
со стрелкой около 11мм. Для измерения используем обы-
чный слесарный угольник и штангенциркуль. Допустим,
шарик диаметром 10 мм заклинился между поверхностью
и ребром угольника в 80 мм от края. Тогда радиус кривиз-
ны будет 485,2мм. Каждый миллиметр ошибки в измерении
расстояния от края зеркала до места заклинивания шарика
даст около 2мм ошибки в величину радиуса кривизны,
а каждая 0,1 мм ошибки в определении диаметра шарика-
5мм.. Сферометр ИСЗ-7 даст в этом случае ошибку ок 0.5-
0.8мм, автоколлимационная установка- раз в десять меньше
Для задачи приблизительного определения показателя
преломления, такая точность, очевидно, излишняя...

[Starik NEW]

А как это делается в оптическом производстве? Есть ли специальные приборы? Слышал, что, например, в ювелирном деле подлинность камней определяют по показателю преломления. Значит как-то его, этот показатель, измеряют.

[Ed_Trygubov]

Точнее сказать, как это не делается...
Точные значения показателей полученные из варок практически нигде  не используются в массовом производстве.  Используются каталожные данные, на их основании производятся и расчёты.
Стекловаренные заводы снабжают свои варки паспортами(данные дают не всем заказчикам) в которых указанны показатель преломления  для основной длины волны nd(ne) c точностью до единицы четвёртого знака и средняя дисперсия nF-nC. Данные получают с помощью рефрактометра Пульфриха или Аббе(0.0001 - это номинальная точность этих приборов).  Для астрономических обективов(к менисковым системам и некоторым другим это не относится) необходимо знать показатели преломления с точностью 1*10Е-5, а местами и точнее.( См. здесь тему о самодельных рефракторах)
Измерения такой точности производят на гониометрах (есть 4-5 различных методов) точность которых дожна быть не ниже 1-2" дуги. Приборы эти громоздкие от 50 до 200 кг.  
Суть всех гониометрических методов сводиться к измерению углов преломления в  призмах. В качестве источников  света используют спектральные лампы наполненые парами металлов или некоторыми газами. Обычно используются ртутные, кадмиевые и водородные лампы. Которые излучают линии спектра указанные в каталогах стекла. Процесс изготовления призм трудоемок, да и сам  процесс измерений на гониометре одного образца (по 4-5 замеров на линию) занимает у меня около двух часов.  
Процесс одним словом не простой. Стоит ли брать случайные линзы в дело? Не проще ли купить стекло нужной марки? Несветосильные ахроматические объективы малых размеров (до 150 F/12-F/16) получаются неплохо и без кропотливых замеров. Давно, еще в любительских условиях,  изготовил объектив диаметром 100 фокусом 1450мм  из "немерянного" К8 и Ф1. Объектив получился неожиданно хорошим, давал (да и сейчас дает) очень хорошие изображения. Позднее я его даже просветлил на Киевском "Арсенале" объектив выглядит как "заводской".

С ув.Эд.          

[bibliograf]

 С точностью до единиц четвертого знака показатель пре-
ломления можно определить иммерсионным методом - для
этого нужен лишь осколок стекла, обычный микроскоп и
набор жидкостей с известными показателями преломления-
эта процедура общепринята в минералогических исследо-
ваниях, она описана во многих учебниках, например:
Меланхолин Н.М. Измерение показателей преломления под
микроскопом иммерсионным методом, 1949
Татарский В. Б. Кристаллооптика и иммерсионный метод,
1965

[Starik NEW]

Есть новости. Сегодня удалось измерить показатель преломления одного из имеющихся у меня кусков стекла. При помощи рефрактометра, применяемого в ювелирном деле. Там есть эталонная жидкость (довольно большого удельного веса) с известным показателем преломления. На рабочую площадку помещают каплю этой жидкости, а сверху накладывают исследуемый образец. Смотрим в окуляр – там шкала (точность 2 знака после запятой, третий знак добавляем прикидочно). Указателем служит граница раздела двух сред – эталонной жидкости и исследуемого образца.  Показатель оказался равен 1,54(2). По данным, взятым с ЛЗОС-овского сервера это стекло БК6: к-т.пр.: 1,5421; к-т. дисп. 59,39. Толщина заготовки 15 мм.  Кто знает, что за бяка такая? Каковы его химико-физические свойства? Можно ли из него изготовить – объектив для визуального рефлектора? – мениск для Максутова? или одну из компонент для объектива рефрактора? Справочно: эта заготовка была когда-то плоским зеркалом и направляла свет от ртутной лампы к проекционному объективу, для отвода тепла применялось водяное охлаждение. Может быть оно термостойкое?

[bibliograf]

 Теперь желательно измерить плотность стекла - для БК6
она должна быть 2,86 г/см3. Это стекло во многом похоже
на обычный крон К8 и обрабатывается без осложнений.
Похожее стекло БК10 используется для изготовления сеток
и шкал.

[Starik NEW]

Чего-то не стыкуется. Удельный вес получился 2,45… Вычислял несколько раз.  Взвешивал в ювелирной мастерской с точностью до 2 знаков. Геометрию измерял микрометром и штангеном. Сделал поправку на фаски. Кстати, стекло имеет сильный коричнево-желтый оттенок. Сперва думал, что какое-то покрытие, но, изучив внимательнее, заметил, что даже с торцов этот оттенок сохраняется. Для мениска явно не пойдет.

[bibliograf]

 Плотность около 2,45 г/см3 имеют многие кроны и ЛК,
однако их показатель преломления существенно меньше-
порядка 1,47-1,51. Это может быть и светофильтр - их
свойства иные, чем у бесцветных стекол.  Так или иначе,
если стекло окрашено, его естественно использовать для
изготовления зеркала -  и вопрос об оптических свойствах
отпадет..

[Agas]

Исходя из описанных условий работы (термонагруженное охлаждаемое зеркало) и физических свойств (показатель преломления ~1.54, плотность ~2.45), а также внешнего вида, можно предположить, что указанным материалом может являться одна из марок ситалла. Например, ситалл марки СО115М имеет показатель преломления 1.538 и плотность 2.46, а марки СО156 – 1.548 и 2.49 соответственно. А ситалл, как известно, является наилучшим материалом для изготовления зеркал.

[Starik NEW]

Большое спасибо всем, кто откликнулся и помог советами, информацией. Узнал много нового. Действительно, для зеркала оптические качества не столь важны, как для линз. Они-то и остались... на закуску. Там проблема другого рода: они слишком велики для измерения показателя преломления рефрактометром (у последнего доступ к рабочей плащадке ограничен малым ходом крышки, т.е. он просто не приспособлен для измерения показателей у больших изделий), да и удельный вес вычислить -- это задача более сложная. Но, будем пытаться.
Кстати, есть предложение для владельцев астросайтов: не плохо было бы выложить информацию хотя бы о наиболее хордовых марках стекол. В рунете наблюдается некотороый дефицит в этой области. Немного информации есть на сайте Лыткаринского завода и ГУП "Завод "Красный гигант" и все... Кстати о ситаллах -- почти ничего.