Волшебный мир специального стекла
Главная задача любого музея — образовательная, он должен давать новые знания. Музей оптики эту задачу конечно решает, но прежде всего он удивляет посетителей своими экспонатами. В каждом из его 9 залов множество чудес. Например, в третьем зале находиться, пожалуй, самый важный экспонат — Каталог оптического стекла — 144 образца. Созданы эти образцы были сотрудниками Государственного Оптического Института имени С.И. Вавилова (ГОИ) в 50-70 -е годы прошлого века. Цветомузыкальное сопровождение этой уникальной коллекции результат работы светлых голов и умелых рук студентов и аспирантов Университета ИТМО. Здесь рассказывается не только о том из чего и как делают (варят) специальное оптическое стекло, но и показывается насыпанный в емкость серый порошок (шихта)—просеянный кварцевый песок. Разные сорта стекла с очень разными свойствами получаются путем добавки к этой основе определенных редкоземельных элементов. Тут же представлен небольшой тигель, в котором проходит варка стекла.
Специальные оптические стекла нужны для многих приборов. Например, в объективах фотоаппаратов. Хороший объектив, дающий качественное изображение, состоит из десятка и более линз разной геометрии и сорта стекла. К линзам микроскопа требования другие. В этом случае нужно очень высокое качество стекла прежде всего прозрачность, однородность. отсутствие пузырьков воздуха, мельчайших включений. Но эти условия на первом месте ко всем специальным оптическим стеклам. Одно из главных требований к линзам иллюминатора космического корабля — прочность и радиационная стойкость и т.д. Сегодня известно более 300 сортов специального оптического стекла и это не предел. Все характеристики оптических стекл собраны в специальных справочниках. Эти небольшие книжечки — каталоги специального бесцветного и цветного оптического стекла представлены в первой витрине на верхней полке, и тут же, но на нижней полке, потому что очень тяжёлый, лежит иллюминатор космического корабля. Ими.
Вернемся к образцам специального стекла, они не только различные по размеру. У каждого свое имя в котором обязательно есть буква «К» или «Ф», что значит крон или флинт,. В переводе с английского это корона и кремень. Как правило, кроны легче, чем флинты потому что последние содержат много свинца. Но есть, и легкие кроны (ЛК), и тяжелые флинты (ТФ) и даже кронфлинты (КФ). При одинаковом размере стеклоблок ТФ, в три раза тяжелее, чем ЛК.
Как же варят стекло? Засыпают шихту в жаропрочный керамический тигель. В таком тигле, который представлен в нашей экспозиции, можно сварить оптически качественное стекло не больше светового диаметра в десять сантиметров. Дело в том, что когда буля стекла сварится, а температура для этого нужна немалая порядка 1500 градусов, то треть с каждой стороны нужно срезать и отправить на переплавку. Хорошее качество получается только в самом центре, вся остальная масса стекла содержит пузырьки, свили, неоднородности и т.д. Чтобы сварить такое стекло как в нашей коллекции, тигель должен быть диаметром не меньше метра и высотой метра три. Для достижения высокой температуры используют индукционную печь и эта печь должна быть на порядок больше размера тигля. Понятно, что для производства специального стекла в промышленных масштабах такие условия и габариты можно обеспечить только на стекловаренном заводе.
В нашем Каталоге представлены стекла в названиях которых есть не только буквы, но и цифры от 1 до 9 — это обычные, если так можно сказать, гражданские стекла. Но есть стекла в названиях которых две и более цифр — это специальные стекла для работы в сложных условиях радиационного излучения, космоса и т.д. Таких образцов 45 штук. Есть также уникальный образец — первый пробный вариант стекла для оптического волокна, которым в наше время уже никого не удивить.
Во второй витрине представлено оптическое волокно, которое используется для связи (интернет), в медицинских приборах или даже в быту (целый букет из волокон в стильном ночном светильнике). С помощью фонарика на телефоне можно посмотреть как «работает» это волокно.
Рассказывая об уникальных стеклах, нельзя не рассказать о людях их создавших. Конечно, это был большой коллектив специалистов, но первый в ряду этих знатоков академик Гурий Тимофеевич Петровский. В ближайшем будущем в зале планируется установка тачскрина рассказывающего о том, как он учился в легендарной Техноложке и закончил ее с красным дипломом Почему и на каком языке писал кандидатскую диссертацию в пражском технологическом институте. Какие открытия сделал работая в ГОИ. Как разработал технологию варки стекла на борту космического корабля и т.д. В отдельной витрине планируем поместить реплику рубинового сердца. А может быть запишем голограмму. Это сердце изготовили умельцы лыткаринского стекловаренного завода, на 50 летний юбилей Петровского. В своей книге «50 лет в оптике» Гурий Тимофеевич говорит о том, что работая в своем кабинете он часто наблюдает как внутри стоящего рядом на столе сердца что-то происходит.
В третьей витрине представлена история такого привычного сегодня оконного стекла: от бычего пузыря до изящного витража.
А на противоположной стене можно полюбоваться радугой. Это лежащая в витрине дифракционная решетка так раскладывает на составляющие белый свет освещающего ее светильника.
Наверняка посетителям с детства знакома такая игрушка как калейдоскоп. У нас в экспозиции представлен большой калейдоскоп. Это оптический прибор в виде многогранной трубы, внутри которой три продольных, сложенных под углом зеркальных стекла. При повороте корпуса кусочки цветного стекла, находящиеся между зеркалами, многократно отражаются и создают симметричные узоры. Считается, что эту простую, но яркую игрушку придумал в 1816 году шотландский физик сэр Давид Брюстер, который с детства интересовался свойствами стекла и света, а в 10 лет построил свой первый телескоп. На самом деле идею калейдоскопа предложил Михаил Васильевич Ломоносов, но счел свою придумку сущей безделицей и никак официально идею не зафиксировал. Планируется отдельная витрина или тачскрин рассказывающий о первом русском академике и его уникальном опыте в изготовлении цветного стекла для мозаики.
Ну а тем, кто устал предлагается немного потанцевать в центре зала на цветных квадратах и посмотреть как меняются рисунки на них...
