شاهد ما هي "البصريات المعدنية" في القواميس الأخرى. المواد المستخدمة في إنتاج الإطارات المعدنية.

يعتمد اختيار المادة التي يصنع منها إطار المشهد إلى حد كبير على المادة مظهر خارجيوخصائص الوزن والقوة والأداء ، فضلاً عن عدم مسببات الحساسية وتفرد المنتج. لتصنيع إطارات النظاراتفي الوقت الحاضر ، يتم استخدام مجموعة واسعة جدًا من المواد: من البلاستيك التقليدي إلى أنياب الماموث والخشب والجلد.

المواد الرئيسية لإنتاج إطارات النظارات هي البلاستيك والمعادن.

إطارات النظارات البلاستيكية

إذا كانت الموضة نظارة شمسيهتشتهر بتشطيباتها الغنية وتنوع أشكالها وألوانها الزاهية ، ظلت إطارات النظارات التصحيحية لفترة طويلة منعدمة الوزن وغير مرئية للعين تقريبًا. لكن التطرف أزياء المشهدتدريجيا تحتل مكانة حاسمة في السوق البصرية ، وجميع المزيد من المساحةيبدأون في احتلال نظارات مشرقة ورائعة ، والتي لا تميل على الإطلاق إلى الظهور بشكل غير محسوس ، بل على العكس من ذلك ، تصبح الإكسسوار الرئيسي والديكور ، مما يمنح الوجه أصالة وتفردًا فريدًا.

جزء كبير من هذه النظارات اليوم عبارة عن إطارات مصنوعة من أسيتات السليلوز متعدد الطبقات (يتم الحصول عليها كيميائيًا من القطن أو الصوف).

يتمتع أسيتات السليلوز بمرونة جيدة ، ولطيف الملمس ويوفر فرصًا رائعة لإنشاء إطارات من مختلف الأشكال والألوان.

أسيتات السليلوز (وتسمى أيضًا ZYL) - تتمتع بمرونة جيدة ، وهي لطيفة عند اللمس وتوفر فرصًا رائعة لإنشاء إطارات من مجموعة متنوعة من الأشكال والألوان. أدى اتباع أحدث اتجاهات الموضة إلى استخدام أسيتات السليلوز متعدد الطبقات أو متعدد الألوان ، المصنوع عن طريق الطحن من صفائح صلبة ، تتكون من طبقات أو طبقات متعددة الألوان بدرجات مختلفة من الشفافية. بعض الشركات المصنعة تستخدم البروبيونات. هذا النوع من البوليمر قريب في خصائصه من أسيتات السليلوز ، وفي بعض الخصائص (القوة ، المرونة ، الخفة) حتى أنها تتفوق عليه.

النايلون عبارة عن بوليمر صناعي مصنوع من مادة البولي أميد. ظهرت أولى الكؤوس المصنوعة من النايلون في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي. ولكن تبين أن المادة في شكلها النقي كانت لينة جدًا ، وبالتالي ، تُستخدم الآن البوليمرات التي تم الحصول عليها إما من خليط من مادة البولي أميد المختلفة أو بالاشتراك مع مكونات أخرى لإنتاج إطارات النظارات. إطارات حديثةمصنوعة من النايلون ، فهي قوية وخفيفة الوزن ، مما يعني أنها مثالية لإنتاج النظارات الرياضية ، فضلاً عن إطارات النظارات الأنيقة والمناسبة للشكل. حتى في درجات الحرارة العالية والمنخفضة ، فإنها تحتفظ بمرونتها ومقاومتها للخدش. بالإضافة إلى ذلك ، إطارات النايلون هيبوالرجينيك ، أي. نادرا ما تسبب الحساسية.

Kevlar هو أقوى البلاستيك المستخدم في صناعة الإطارات و نظارة شمسيه. في إنتاجها ، تتم إضافة ألياف مقواة من الأراميد إلى مادة البولي أميد ، وهو بوليمر يستخدم على نطاق واسع في إنتاج الكابلات والدروع الواقية من الرصاص والخوذات الواقية والخوذات للعديد من الرياضات. هو الموصى به لصناعة نظارات الأطفال.

Optil مادة تم إنشاؤها على أساس راتنجات الايبوكسي. إنه أخف بنسبة 20٪ من أسيتات السليلوز. هذا النوعيستخدم البلاستيك في صناعة النظارات الرياضية. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع بخصائص زخرفية متميزة ، حيث تسمح لك بتضمين عناصر "أجنبية" - قطع من القماش ، والمعادن ، وما إلى ذلك.

لكن الإطارات البلاستيكية لا تزال لها عيوبها. إطارات النظارات في أماكن ملامسة الوجه (وسادات الأنف والمعابد) يتغير لونها تدريجياً تحت تأثير العرق. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أسيتات السليلوز عرضة للمواد الكيميائية المنزلية الشائعة ، بما في ذلك الأسيتون.

من المواد غير التقليدية لإطارات النظارات ، يتم استخدام ألياف الكربون ، وكذلك الألياف الزجاجية عالية الجودة. إنها مادة متينة ومرنة وجدت تطبيقاتها في كل من صناعة الفضاء وإنتاج النظارات الرياضية مثل "رياضة المدينة".

إطارات النظارات المعدنية

المواد الرئيسية لتصنيع الإطارات المعدنية هي سبائك النحاس والنيكل والتيتانيوم وسبائكه ، وهي مقاومة للتآكل (الصدأ) وخفة الوزن والقوة.

سبائك النحاس والنيكل التي يصل محتوى النيكل فيها إلى 15-20٪ تسمى الفضة النيكل ، وما يصل إلى 85٪ - معدن المونيل. الفضة والنيكل في البصرياتبدأ استخدامه في وقت مبكر من القرن التاسع عشر ، ولكن في الوقت الحاضر ، يتم استخدام معدن المونيل لتصنيع الجزء الأكبر من الإطارات المعدنية - مادة أكثر صلابة ومتانة ، ومقاومة للتآكل ، وذات خصائص عالية المرونة.

عادةً ما تحتوي إطارات النظارات المصنوعة من السبائك المحتوية على النيكل على طلاءات (ورنيش أو معادن خاملة مثل البلاديوم) تحمي جلد الوجه من التلامس المباشر مع المعدن. لذلك ، فإن إطارات النظارات المونيل عالية الجودة لا تسبب الحساسية ، ولكن فقط طالما أن الطبقة الواقية لا تبلى.

في مؤخرازيادة الاهتمام بالتيتانيوم والسبائك التي تعتمد عليها في صناعة إطارات النظارات. تتميز بالقوة والمتانة العالية ، ولا تتآكل ، ولا تسبب أعراض حساسية من النيكل.

التيتانيوم معدن أبيض فضي ، مقاوم للصهر (نقطة انصهار 1607 درجة مئوية) ، متين ، مطيل ، خفيف. من حيث الانتشار في قشرة الأرض ، فهي في المرتبة التاسعة. هذا المعدن شديد المقاومة كيميائيا. نطاق تطبيقه واسع: من صناعة الفضاء (جلود مكوك الفضاء) إلى الطب (غرسات صمام القلب). تكمن المشكلة الرئيسية في إنتاج إطارات النظارات المصنوعة من التيتانيوم في تعقيد عملية معالجة التيتانيوم ، وبالتالي التكلفة العالية للإطارات ، والتي تنتمي ، كقاعدة عامة ، إلى فئة "الرفاهية".

يتم توزيع إطارات النظارات الأرخص ثمناً المصنوعة من سبائك مختلفة على نطاق واسع في السوق البصرية ، حيث تقتصر حصة التيتانيوم على 70-80٪. بيتا تيتانيوم هو سبيكة من التيتانيوم والألومنيوم (لإنقاص الوزن) والفاناديوم (للقوة). الميزة الرئيسية لبيتا تيتانيوم هي مرونة أكبر من التيتانيوم النقي.

البريليوم معدن خفيف قوي. يستخدم مع النحاس والنيكل والكوبالت. الإطار خفيف الوزن ومتين ومرن. نظرًا لمقاومتها العالية للتآكل ، تعد الإطارات المصنوعة من البريليوم وسبائكه خيارًا ممتازًا للأشخاص الذين يعانون من بشرة شديدة الحموضة والذين يقضون وقتًا طويلاً في ملامسة الماء المالح.

يتكون الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم في صناعة الإطارات بشكل أساسي من الحديد ، ولكن أيضًا من الكروم والنيكل. إنه مقاوم للتآكل ولا يسبب ردود الفعل التحسسية، مرنة وخفيفة ودائمة ، ولكن من الصعب لحام ، وبالتالي إصلاح. تفرد سطح الفولاذ المقاوم للصدأ هو أنه لا يحتوي على مسام وشقوق لاختراق الأوساخ أو البكتيريا. لذلك ، فإن الإطارات الفولاذية هي الأنسب للحالات التي يجب فيها استيفاء شروط صحية صارمة. كما أنها مقاومة تمامًا للإنزيمات الموجودة في العرق.

Flexon هو اسم تجاري لسبائك يعتمد على التيتانيوم والنيكل والنحاس والنيكل. يطلق عليه اسم "معدن الذاكرة" لأن إطار النظارة المصنوع منه يحتفظ بشكله الأصلي حتى بعد التشوه الشديد. يصعب كسر هذه النظارات ، لذا يوصى بها بشكل خاص للرياضة والأطفال. بالإضافة إلى ذلك ، إطارات النظارات فليكسون خفيفة الوزن ومضادة للحساسية.

الألومنيوم هو أكثر المعادن غير الحديدية استخدامًا. إنه أخف بثلاث مرات من الفولاذ وأخف مرتين من التيتانيوم ؛ في شكله النقي ، إنه ناعم للغاية وهش ، لذلك يتم استخدام سبائك الألومنيوم المختلفة. تعتبر اليوم واحدة من أكثر المواد الواعدة لبصريات النظارات عالية التقنية - فهي قوية ومقاومة للتآكل مثل cupronickel ، وفي نفس الوقت أخف بكثير.

كما تستخدم معادن أخرى في صناعة إطارات النظارات. يمكن دمجها في السبائك كإضافات لتحسين خصائص المعدن الأساسي ، أو يمكن استخدامها لإنهاء إطارات النظارات. الفضة أقل مقاومة للتأثيرات الخارجية ، لكنها مشوهة ومصقولة تمامًا. في المجوهرات تستخدم سبائك الفضة مع النحاس والبلاتين. تُستخدم الفضة نفسها فقط لإنهاء الإطارات ، وتحظى الفضة السوداء بشعبية خاصة. الذهب الخالص مقاوم للغاية للتآكل والهجوم الكيميائي.

يزيد استخدام السبائك من قوة الذهب ويقلل من تكلفة النقاط. يمكن استدعاء الإعداد المحمل بالذهب أو الذهب إذا كان محتوى الذهب الخالص لا يقل عن 10 قيراط. إذا كان محتوى الذهب الخالص أقل ، فيمكن اعتبار الإعداد مطليًا بالذهب. لاستخدام الذهب كطلاء ، هناك طريقة كلفانية أو طريقة لتطبيق تراكب الذهب. يجب ألا تقل سماكة الطلاء عن 3 ميكرومتر. بالإضافة إلى ذلك ، يصنعون إطارات بطلاء ذهبي - يتراوح سمك هذا الطلاء من 0.25 إلى 0.5 ميكرون.

مواد طبيعية طبيعية

من المواد الطبيعية المستخدمة في البصريات سلالات قيمةالخشب (قطع صلبة من الخشب وأغطية من "الميزان" الخشبي) ، والجلود ، وصدفة السلحفاة الطبيعية ، والقرن ، وأنياب الماموث ، وبعض الأنواع الأخرى. بسبب ملاءمتها للبيئة وصفاتها الجمالية العالية ، فإن المواد الطبيعية لا تخرج عن الموضة ، والإطارات المصنوعة باستخدامها تنتمي إلى فئة النخبة.

29 مارس 2013

إذا قررت شراء نظارات ذات إطار معدني لنفسك ، فننصحك بالاهتمام بموادنا الحالية. في ذلك ، سنخبرك عن المعادن التي يفضلها مصنعو الإطارات اليوم وما هي خصائصها.

وفقًا لمصادر مختلفة ، تبلغ حصة الإطارات المعدنية في سوق البصريات حاليًا 60-70٪. اعتمادًا على الدولة والمنطقة وحتى صالون بصري معين ، يمكن أن تختلف هذه البيانات بشكل كبير. ما هي المواد التي يفضل المصنعون استخدامها اليوم لتصنيع الإطارات المعدنية وما هي خصائصها؟ ستجد إجابات لهذه الأسئلة في مادتنا.

قليلا من علم المواد

يمكن تقسيم جميع المعادن إلى حديدية ، وتشمل الحديد وسبائكه ، مثل الفولاذ والحديد الزهر ، والباقي ما يسمى بالمعادن غير الحديدية والسبائك. لا يمكن للمعادن غير الحديدية التباهي بوجود الحديد (إلا عند استخدامه كمادة مضافة لصناعة السبائك) ، لكن لها عددًا من الخصائص التي يحبها مصنعو إطارات النظارات. بواسطة الخصائص الفيزيائيةيمكن تقسيم جميع المعادن غير الحديدية إلى ثقيلة ، بكثافة تزيد عن 4.5 جم / سم 3 (وتشمل هذه ، على وجه الخصوص ، الرصاص والذهب والقصدير والفضة والنيكل والنحاس والزنك والبلاتين ، وما إلى ذلك) ، وخفيفة ، بكثافة أقل من 4.5 جم / سم 3 (وهي الألومنيوم والتيتانيوم والمنغنيز).

بالنسبة للبصريات ، تعتبر أربع مجموعات رئيسية من المعادن مهمة بشكل أساسي ، تتطلب كل منها معالجة خاصة: وهي سبائك النحاس والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم والتيتانيوم. يتميز الذهب بمعالجته الخاصة ، والتي سنتطرق إليها بالتأكيد اليوم.

سبائك النحاس

النحاس هو أحد المعادن الأولى التي أتقنها الإنسان. في جزيرة قبرص ، كانت مناجم النحاس موجودة بالفعل في الألفية الثالثة قبل الميلاد. ه. بالمناسبة ، حصل النحاس على اسمه اللاتيني Cuprum من اسم الجزيرة. كعناصر في صناعة السبائك في سبائك النحاس ، غالبًا ما يتم استخدام النيكل والزنك والقصدير والرصاص والحديد والبريليوم. وفقًا لتكوين عناصر صناعة السبائك ، تنقسم سبائك النحاس إلى:

وراء كل من هذه الأسماء الثلاثة مجموعة منفصلة من المواد. نحن مهتمون بشكل أساسي بأولئك الذين وجدوا تطبيقات في إنتاج إطارات النظارات. وبالتالي:

تلخيصًا لمحادثتنا حول سبائك النحاس ، أود أن أشير إلى أنه بالنسبة لتصنيع الإطارات غير المكلفة ، يستخدم المصنعون اليوم في كثير من الأحيان الفضة النيكل كمواد إطار والقصدير البرونزي كمواد للمعبد. بالنسبة للإطارات ذات الجودة العالية ، وبالتالي فئة السعر الأعلى ، غالبًا ما يتم استخدام مزيج من سبائك Monel و Blanka Z ، والتي ، كما ذكر أعلاه ، مناسبة لتصنيع المعابد وجسر الأنف. قوة عالية ، ولكن في نفس الوقت مرنة للغاية ، تعتبر المونيل مناسبة أيضًا لإنتاج إطارات الإطارات. يمكن صنع التفاصيل الصغيرة ، حتى في الإطارات باهظة الثمن ، من الفضة النيكل ، والتي تتم معالجتها جيدًا وقابلة للحام بشكل مثالي. غالبًا ما تستخدمها تلك الشركات التي تنتج إطارات باستخدام تقنية "المبطنة بالذهب" كمادة أساسية أيضًا.

بالنسبة لأخصائيي البصريات ، فإن الإطارات المصنوعة من سبائك النحاس بالنسبة لهم مثيرة للاهتمام في المقام الأول لسعرها المعقول وسهولة العمل معهم. يمكن لحامها ، ولا يتطلب إصلاحها معدات باهظة الثمن. العيب الرئيسي للإطارات المصنوعة من سبائك النحاس هو قابليتها العالية للتآكل ، مما "يفتح الباب" لتلامس جلد المستخدم مع النيكل - المادة الأولى المسببة للحساسية بين المعادن المستخدمة في صناعة إطارات النظارات. من أجل منع هذا التلامس ، يقوم المصنعون بتطبيق طلاء خاص على أسطح الإطارات المحتوية على النيكل. إذا كانت الحماية الوحيدة ضد النيكل هي طبقة الطلاء ، فمن المحتمل أن يزول الورنيش الناعم بمرور الوقت وستكون أيونات النيكل قادرة على اختراق الجلد بحرية.

ستانلس ستيل

تشمل مزايا العمل مع الفولاذ المقاوم للصدأ لمصنعي الإطارات ما يلي: إمكانية صنع إطارات خفيفة للغاية ومخرمة منها (الخصائص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ تجعل من الممكن تقليل سمك المواد المستخدمة ، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل وزن المنتج دون المساومة على خصائص القوة) ؛ سهولة المعالجة (الإطارات الفولاذية سهلة التزيين) ؛ سعر منخفض مقارنة بالمواد الأخرى ذات الخصائص المماثلة.

يحب أخصائيو البصريات الفولاذ المقاوم للصدأ لقابليته للتطويع (تجعل مرونة الفولاذ المقاوم للصدأ من السهل عليهم تركيب العدسات في الإطارات ، مما يقلل من مخاطر التشقق) وسهولة الاستقامة (الإطارات الفولاذية سهلة الملاءمة لوجه العميل). لكن إصلاح إطارات الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن يكون محفوفًا ببعض الصعوبات: عمليات اللحام ولحام الإطارات الفولاذية في ورشة البصريات تكون صعبة بسبب حقيقة أنه عندما درجات حرارة عاليةيصبح الفولاذ هشًا.

الألومنيوم

يبدو أن الألمنيوم مصنوع لتصنيع إطارات النظارات: فهو مقاوم للتآكل ، وخفيف بشكل غير عادي (أخف بثلاث مرات من الفولاذ وأخف مرتين من التيتانيوم) ، وهو متوافق حيويًا. عيب الألمنيوم هو قوته المنخفضة ، والخصائص المرنة للألمنيوم تترك الكثير مما هو مرغوب فيه. لذا فإن المادة مناسبة في الغالب فقط لتصنيع إطارات سميكة إلى حد ما. من الصعب جدًا لحام أجزاء الألمنيوم ولحامها في ورشة البصريات ، وبالتالي ، عادةً ما يتم توصيل أجزاء إطارات الألومنيوم باستخدام براغي أو مسامير برشام يسهل استبدالها إذا لزم الأمر. على الرغم من وجود مصنعي إطارات في السوق البصري متخصصون في منتجات الألمنيوم ، ولا بد من القول أن قائمة هذه المنتجات تتوسع تدريجياً ، لأن معظم هذه المواد لا تزال تستخدم في أغراض الزخرفة.

التيتانيوم

ميزة أخرى للتيتانيوم "النقي" هو ميله إلى "اللحام البارد" التلقائي ، والذي يحدث أثناء تفاعل أسطح التيتانيوم. من أجل تجنب "التصاقها" ، يستخدم مصنعو الإطارات مسامير مصنوعة من معادن أخرى ، مثل الفضة النيكل أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، في إطارات التيتانيوم ، ولكن ليس التيتانيوم. للسبب نفسه ، قاموا بوضع مسامير التثبيت بحكمة مع غسالات ، والتي يمكن العثور عليها عند فك البراغي. غالبًا ما تكون الغسالات مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

مهما كان الأمر ، فلا جدال في أن الإطارات المصنوعة من التيتانيوم المرن والسبائك المماثلة لها تأثير ذاكرة الشكل. حتى إذا تم تشويه إطار فليكس تيتانيوم بعناية ، فإنه سيستمر في العودة إلى شكله الأصلي دون تشويه. كقاعدة عامة ، لا تتوج محاولات لحام أو لحام مرن التيتانيوم بنجاح كبير.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الشركات المصنعة لا تستخدم سبائك التيتانيوم المرنة والسبائك المماثلة لتصنيع الحواف والأجزاء الصغيرة من الإطارات - لهذه الأغراض يفضلون سبائك النحاس ، وفي كثير من الأحيان ، التيتانيوم "النقي". من المفيد أيضًا معرفة أن المادة لا تزال عرضة للتقادم ، على الرغم من حدوثها من خلالها منذ وقت طويل.

ذهب

لا يستخدم صانعو المجوهرات ولا مصنعو التركيبات الذهب الخالص: فهو ناعم جدًا (الذهب له صلابة 2.5 فقط على مقياس موهس المكون من 10 نقاط) وهو مكلف للغاية. يتم تحديد عدد أجزاء الكتلة من المعدن الثمين في 1000 جزء كتلة من السبيكة عن طريق الانهيار. الذهب الخالص ، العينة الألف ، يتوافق مع 24 قيراطًا ، 958 - 23 قيراطًا ، 917 - 22 قيراطًا ، 750 - 18 قيراطًا ، 583 - 14 قيراطًا ، 375 - 9 قيراطًا. الذهب 585 وما بعده مناسب لمن يعانون من الحساسية ، ولا يتعرض للتآكل ولا يحتاج إلى تطبيق طلاء واقي. يعتمد لون الذهب على تكوين الرباط. لذا فإن اللون الأحمر يرجع إلى وجود النحاس في السبيكة ، والأبيض - محتوى البلاتين أو البلاديوم فيه.

كما ذكرنا سابقًا ، يعد الذهب معدنًا ناعمًا ، وبالتالي يصعب صنع إطارات تخريمية منه. يمكن أيضًا أن تعزى إليها عيوب الإطارات المصنوعة من الذهب الضخم. غالي السعرووزن كبير جدًا. هذا الأخير طبيعي تمامًا ، نظرًا لأن الذهب هو أحد أثقل المعادن. في حد ذاته ، لا يتمتع الذهب بخصائص مرنة جيدة ويمكن تشوهه بسهولة ؛ عند العمل بالزردية ، قد تبقى آثار عليه. لكن الذهب يتمتع بقدرة جيدة على اللحام واللحام ، ناهيك عن خصائصه الجمالية.

* وجدنا صورة لنظارات مصنوعة من النحاس ، حوالي عام 1800 ، على صفحات الرسالة "نظرة على تاريخ النظارات واستخدامها في ألمانيا بعد عام 1850" (Der geschaerfte Blick zur Geschichte der Brille und ihrer Verwendung in Deutschland seit 1850) لسوزانا باك (ماربورغ ، 2002).

** يتم تمييز النحاس المكون من عنصرين بالحرف "L" ورقم يشير إلى محتوى النحاس في السبيكة. لذلك ، فإن تعليم L85 يعني أن السبيكة تحتوي على حوالي 85٪ من النحاس.

*** انظر: Langermann S. Materialien von Metallbrillenfassungen // Focus. 2008. رقم 11. S. 43.

**** الفولاذ المقاوم للصدأ الخالي من النيكل متوفر أيضًا. يتم عرض الإطارات منه بشكل أساسي للأشخاص الذين لديهم حساسية من النيكل.

***** انظر: Langermann S. Materialien von Metallbrillenfassungen // Focus. 2008. رقم 11. S. 45.

****** انظر: Sonnenberg F. Brillen-altenativen fuer Kinder mit Kontaktallergien // Focus. 2012. No. 5. S. 44.

في هذه المقالة ، حاولنا تنظيم المعلومات التي لدينا عن المعادن المستخدمة في إنتاج إطارات النظارات. نأمل أن تكون المواد المقدمة مفيدة لك وستساعدك على اتخاذ قرار بشأن اختيار الإطار المعدني.

عند إعداد المادة ، تم استخدام مواد مجلة التركيز (2008. العدد 11 ؛ 2012 ، العدد 5) ، وكذلك المواقع "التقنيات" (TECHNOINSCHOOL.INFO) و BSZ (OPUS.BSZ-BW.DE)

Elena Chulanova ، مجلة Veko ، 1/2013

حتى الآن ، درسنا انتشار الضوء في الوسائط غير الموصلة الخواص. الآن دعونا ننتقل إلى بصريات الوسائط الموصلة ، وخاصة المعادن. تتكون القطعة المعدنية العادية من بلورات صغيرة يتم توجيهها عشوائيًا. من النادر وجود بلورات مفردة ذات حجم ملموس ، ولكن يمكن تحضيرها في المختبر. تمت مناقشة الخصائص الضوئية للبلورات في الفصل. 14. من الواضح أن مجموعة من البلورات الموجهة عشوائيًا تتصرف كجسم متناحٍ ، وبما أن نظرية انتشار الضوء في وسط متناحي الخواص موصل أبسط بكثير مما هي عليه في البلورة ، فسننظر فيها ببعض التفاصيل هنا.

وفقًا للفقرة 1.1 ، ترتبط الموصلية بإطلاق حرارة جول. هذه ظاهرة لا رجعة فيها تختفي فيها الطاقة الكهرومغناطيسية أو ، بشكل أكثر دقة ، تتحول إلى حرارة ، ونتيجة لذلك تتحلل الموجة الكهرومغناطيسية في الموصل. بسبب الموصلية العالية للغاية للمعادن ، فإن هذا التأثير فيها كبير جدًا لدرجة أنها غير شفافة عمليًا. تسمح هذه الخاصية للمعادن بلعب دور مهم في البصريات. يقترن الامتصاص القوي بانعكاسية عالية ، بحيث تكون الأسطح المعدنية بمثابة مرايا ممتازة. الاختراق الجزئي للضوء في المعدن (على الرغم من صغر عمق الاختراق) يجعل من الممكن الحصول على معلومات حول ثوابت المعادن وآلية امتصاص ومراقبة الضوء المنعكس.

أولاً ، ننظر بطريقة رسمية بحتة في النتائج التي تلي وجود الموصلية ، ثم نناقش بإيجاز نموذجًا فيزيائيًا بسيطًا ، إلى حد ما مثالي ، لهذه الظاهرة يعتمد على نظرية الإلكترون الكلاسيكية. مثل هذا النموذج يقدم فقط تفسيرًا تقريبيًا لبعض التأثيرات المرصودة ؛ لا يمكن إنشاء نموذج أكثر دقة إلا بمساعدة ميكانيكا الكم ، لكن هذا خارج نطاق هذا الكتاب. نطبق النظرية الرسمية على مشكلتين مهمتين عمليًا: على بصريات الوسائط ذات الطبقات التي تحتوي على عنصر ماص ، وعلى حيود الضوء بواسطة كرة معدنية.

من السمات الرياضية الجذابة للغاية للنظرية أن وجود الموصلية يمكن أن يؤخذ في الاعتبار ببساطة عن طريق إدخال معقد (أو معامل انكسار معقد) بدلاً من سماحية حقيقية. في المعادن ، يسود الجزء التخيلي.

§ 13.1. انتشار الموجات في الموصل

النظر في وسط متناحي الخواص متجانس مع السماحية والنفاذية المغناطيسية والتوصيل أ. باستخدام المعادلات المادية (1.1.9) - (1.1.11) وهي

نكتب معادلات ماكسويل في الصورة

من السهل ملاحظة أنه في حالة حدوث اضطراب كهرومغناطيسي على موصل من الخارج ، يمكننا استبدال (3) بالمعادلة. في الواقع ، إذا طبقنا عملية الاختلاف على المعادلة (1) واستخدمنا (3) ، فسنحصل عليها

نجد اشتقاق المعادلة (3) فيما يتعلق بالوقت

نحذف من المعادلتين الأخيرتين

أو بعد الدمج

وبالتالي ، يمكن ملاحظة أن كثافة أي شحنة كهربائية تتناقص أضعافا مضاعفة مع مرور الوقت. وقت الاسترخاء قصير للغاية بالنسبة لأي وسيط ذي موصلية ملحوظة. بالنسبة إلى الميغال ، هذه المرة أقل بكثير من فترة تذبذب الموجة ؛ على سبيل المثال ، بالنسبة للضوء في المنطقة البرتقالية من الطيف المرئي ، تكون فترة التذبذب ثانية ، بينما بالنسبة للنحاس فهي حوالي ثانية. بالنسبة لأي قيمة معقولة يمكن توقعها ، فهي صغيرة جدًا مقارنة بفترة الموجة الضوئية بحيث تكون دائمًا صفرًا في المعدن. ثم يمكن إعادة كتابة المعادلة (3) كـ

من (1) و (2) بعد حذف H واستخدام (7) ، يتبع ذلك أن E تفي بمعادلة الموجة

يعني وجود المصطلح c توهين الموجة ، أي عند الانتشار عبر الوسط ، تضعف الموجة تدريجياً.

إذا كان الحقل أحادي اللون تمامًا وله تردد دوري ، أي إذا كان الشكل E و H ، فيمكن إعادة كتابة المشتق والمعادلات (1) على النحو التالي:

ثم تأخذ المعادلة (8) الشكل

إذا أدخلنا الكمية في هذه المعادلات

ثم ستصبح متطابقة رسميًا مع المعادلات المقابلة للوسائط غير الموصلة ، حيث تظهر السماحية الحقيقية.

سيصبح التشابه مع الوسائط غير الموصلة أقرب إذا ، بالإضافة إلى رقم الموجة المعقدة والسماحية المعقدة ، أدخلنا أيضًا سرعة المرحلة المعقدة ومعامل الانكسار المعقد ، والذي ، عن طريق القياس مع (1.2.8) ، (1.2) .12) و (1.3.21) ، يتم تعريفهما على أنهما

خارجيا ، الليثيوم مشابه جليد عادي، ولها لون فضي فاتح. لكن هو بصماتهي الخفة والنعومة واللدونة. يتفاعل المعدن جيدًا مع السوائل والغازات بيئةلذلك لا يستخدم في شكله النقي. كقاعدة عامة ، يتم خلط الليثيوم بمواد ومعادن أخرى ، غالبًا بالصوديوم. على الرغم من أن الليثيوم هو أخف معدن في الجدول الدوري ، إلا أنه يحتوي أيضًا على أعلى نقطة انصهار بين المعادن القلوية. يذوب الليثيوم عند 180 درجة مئوية.

تطبيق

تُستخدم بعض سبائك الليثيوم في صناعة الفضاء والإلكترونيات.
- تستخدم مركبات الليثيوم العضوية في الصناعات الغذائية والمنسوجات والأدوية.
- في صناعة بعض أنواع الزجاج ، يشارك هذا المعدن أيضًا.
- يستخدم فلوريد الليثيوم على نطاق واسع في البصريات.
- من أكثر الاختراعات المفيدة بطارية الليثيوم أيون ، والتي تدعم أداء الأدوات المختلفة بفضل خصائص الليثيوم.
- تستخدم مركبات الليثيوم في صناعة وقود الصواريخ.
- لم تكن صناعة الألعاب النارية لتنجز لولا نترات الليثيوم.

في صناعة الألعاب النارية ، يستخدم الليثيوم لصنع ألعاب نارية حمراء اللون.

الليثيوم ليس هو حد خفة المعادن

في الآونة الأخيرة ، اخترع قسم العلوم بجامعة كاليفورنيا ، بقيادة مختبر HRL ، معدنًا جديدًا صلبًا وخفيفًا للغاية يسمى microlattis. هيكل معدني جديد خفيف جدا ، الذي صر معدنيعلى غرار الإسفنج العادي ، اتضح أنه أخف بمئات المرات من البوليسترين. على الرغم من أن الاكتشاف الجديد يبدو هشًا للغاية في المظهر ، ولكن بالنظر إليه عن كثب ، يمكن للمرء أن يلاحظ الخاصية غير العادية للمعدن لتحمل الأحمال غير الواقعية وفقًا لمؤشر كتلته.

يمكن وضع قطعة صغيرة من معدن microlattis فوق الهندباء دون الإضرار بغطائها.

أسرار الخفة

السر هو أن المعدن المكتشف حديثًا هو في الواقع هواء. على عكس الليثيوم نفسه ، الذي تم بناء شبكته المعدنية على المستوى المجهري كما لو كان من حزم ضخمة ، فإن شبكة microlattis تتكون من سلسلة بوليمر من أنابيب مجوفة أرق بآلاف المرات من شعرة الإنسان. بفضل هذه الصفات الخاصة بالمواد الجديدة ، يمكن استخدامها في جميع مجالات النشاط البشري تقريبًا ، من عزل الصوت إلى صناعة الطيران.

مرآةوهو جسم ذو سطح مصقول وقادر على تكوين بصري. صور الأشياء (بما في ذلك مصادر الضوء) ، تعكس أشعة الضوء. تعود المعلومات الأولى عن استخدام المرايا المعدنية (المصنوعة من البرونز أو الفضة) في الحياة اليومية إلى الألفية الثالثة قبل الميلاد. ه. في العصر البرونزي ، كانت المرايا معروفة بشكل رئيسي في البلدان الشرق القديم، أصبحت أكثر انتشارًا في العصر الحديدي. كان الجانب الأمامي من المرايا المعدنية مصقولًا بسلاسة ، والجانب الخلفي مغطى بنقوش أو صور منقوشة أو منقوشة ؛ عادة ما يكون الشكل دائريًا ، بمقبض (بين الإغريق القدماء ، غالبًا في شكل تمثال نحتي). ظهرت المرايا الزجاجية (مع بطانة من القصدير أو الرصاص) بين الرومان في القرن الأول الميلادي. ه ؛ في بداية العصور الوسطى اختفوا وعاودوا الظهور في القرن الثالث عشر فقط. في القرن السادس عشر. تم اختراع بطانات ملغم القصدير للمرايا الزجاجية. منذ القرن السابع عشر ، ازداد تنوع أشكال وأنواع المرايا (من الجيوب إلى طاولات الزينة الضخمة) ؛ تصبح إطارات المرآة أكثر أناقة. غالبًا ما تستخدم المرايا كديكور للجدران والمدافئ في التصميمات الداخلية للقصر في عصور الباروك والكلاسيكية. في القرن 20th مع تطور الميول الوظيفية في الهندسة المعمارية ، تفقد المرايا دورها الزخرفي تقريبًا وعادة ما يتم تصميمها وفقًا لغرضها المنزلي (في إطار معدني بسيط أو بدون إطار على الإطلاق).

الخصائص البصرية للمرايا.جودة المرايا هي الأعلى ، وكلما اقترب شكل سطحها من التصحيح الرياضي. يتم تحديد القيمة القصوى المسموح بها للخفة الدقيقة السطحية من خلال الغرض من المرايا: بالنسبة للمرايا الفلكية وبعض المرايا الليزرية ، يجب ألا تتجاوز 0.1 على الأقلالطول الموجي λ دقيقة لحادث الإشعاع على المرايا ، وبالنسبة لمرايا جهاز العرض أو المكثف يمكن أن تصل إلى 10 λ دقيقة.

استخدام المرايا في العلوم والتكنولوجيا والطب. تُستخدم خاصية المرايا المقعرة لتركيز شعاع من الضوء موازٍ لمحورها في عكس التلسكوبات. على الظاهرة المعاكسة - التحول في مرآة شعاع من الضوء من مصدر في بؤرة التركيز إلى شعاع مواز - يعتمد عمل الكشاف. تشكل المرايا المستخدمة مع العدسات مجموعة واسعة من أنظمة العدسات المرآة. في الليزر ، تستخدم المرايا كعناصر من الرنانات الضوئية. أدى عدم وجود الانحرافات اللونية إلى استخدام المرايا في أحادية اللون (خاصة الأشعة تحت الحمراء) والعديد من الأجهزة الأخرى.

بالإضافة إلى أدوات القياس والأدوات البصرية ، تُستخدم المرايا أيضًا في مجالات أخرى من التكنولوجيا ، على سبيل المثال ، في المكثفات الشمسية وتركيبات الطاقة الشمسية وتركيبات صهر المنطقة (يعتمد تشغيل هذه الأجهزة على خاصية المرايا المقعرة لتركيز طاقة الإشعاع في حجم صغير). في الطب ، أكثر المرايا شيوعًا هي العاكس الأمامي - مرآة مقعرة بها فتحة في المنتصف ، مصممة لتوجيه شعاع ضيق من الضوء إلى العين والأذن والأنف والبلعوم والحنجرة. تستخدم المرايا ذات التصميمات والأشكال المختلفة أيضًا للبحث في طب الأسنان والجراحة وأمراض النساء وما إلى ذلك.