Оптическое материаловедение и

81

7.2. Аналитические модели описания дисперсии. Пе-

рейдем теперь к экспериментальной картине дисперсии показателя преломления и показателя собственного поглощения в широком диапазоне длин волн, охватывающем не только область прозрачности, но и диапазоны фундаментального поглощения, иллюстрируемой на примере кварцевого стекла. Видно, что за пределами области "нормальной" дисперсии по обе ее стороны лежат области, в которых показатель преломления возрастает с длиной волны. Такие области принято называть областями "аномальной" дисперсии. Существенно отметить, что, как видно на рис. 7.3, положение мощных максимумов собственного поглощения как раз и соответствует центрам областей "аномальной" дисперсии, подтверждая, таким образом, наличие глубокой внутренней взаимосвязи между явлениями поглощения и преломления. Такова степень сложности экспериментальной картины, которую исследователям предстояло не только качественно объяснить с помощью подходящих физических моделей, но и количественно описать наблюдаемые явления с помощью соответствующих математических уравнений, называемых также аналитическими моделями этих явлений.

82

Соотношения Крамерса-Кронига

Как уже упоминалось в предыдущих параграфах, действительная и мнимая части и комплексной диэлектрической проницаемости, и комплексного показателя преломления (оптические постоянные) не являются независимыми друг от друга. Наиболее общее описание внутренней взаимосвязи между ними в широком интервале частот дается интегральными соотношениями Крамерса-Кронига. Существуют четыре соотношения Крамерса-Кронига для оптических постоянных = / +i //, n=nR

+inZ.

В соотношениях Крамерса-Кронига (7.1) фигурируют две частоты, которые следует различать: текущая частота , для которой производится вычисление значения оптической постоянной или функции; частота *, которая служит переменной интегрирования. Соотношения Крамерса-Кронига определя-

ют численное значение одной оптической постоянной или функции через полный спектр второй оптической постоянной или функции от нуля до бесконечности. Они носят чрезвычайно общий характер и никак не связаны с составом и структурой каких-либо конкретных веществ. Поэтому соотношения Крамерса-Кронига в равной мере применимы к веществам любого состава и в любых агрегатных состояни-

ях. Такая степень общности является не только достоинством, но и причиной недостатка соотношений Крамерса-Кронига: они не дают возможности представить частотную зависимость оптических постоянных в явном виде. Действительно, частотная зависимость одной оптической постоянной определяется только через «черный ящик», каковым является полный спектр второй оптической постоянной, не задаваемый каким-либо конкретным уравнением.

83

Существует и соотношение Крамерса-Кронига для фазового угла ( ):

Оно используется как основа метода Крамерса-Кронига для вычисления спектров оптических постоянных из экспериментальных данных об энергетическом коэффициенте отражения. Следует подчеркнуть, что интеграл в соотношениях Крамерса-Кронига - это так называемый интеграл в смысле главного значения по Коши.

Аналитическая модель дисперсии диэлектрической проницаемости в приближении отсутствия локального поля (модель Друде)

Основополагающей идеей классической теории дисперсии явилось рассмотрение смещений связанного электрона по аналогии с колебаниями механического гармонического осциллятора Ньютона. В качестве исходной основы использовалось дифференциальное уравнение Ньютона для вынужденных затухающих колебаний этого осциллятора. В этом уравнении за вынуждающую силу была принята сила, создаваемая электрической составляющей электромагнитного поля световой волны, а роль коэффициента трения играл коэффициент затухания электронного осциллятора. Решение этого уравнения для смещения

84

зарядов использовалось далее для вычисления наведенного дипольного момента и затем через него - поляризуемости:

Здесь е и m -заряд и масса электрона, ω - частота электромагнитного поля световой волны, - коэффициент затухания электронного осциллятора, 0 - собственная частота электронного осциллятора.

Найденное таким образом выражение для поляризуемости позволило получить, с помощью соотношения (5), классическое дисперсионное уравнение для комплексной диэлектрической проницаемости. Это уравнение имело следующий вид:

Здесь N - число электронов, возбуждаемых световой волной в единице объема вещества.

Все электронные осцилляторы полагаются одинаковыми, что представляет собой чрезмерное упрощение. Для набора из J осцилляторов, представляющих собой связанные электроны различных видов, уравнение (7.4) преобразуется к виду

где Nj – концентрация электронов и j0, - собственные частоты

Классическая аналитическая модель дисперсии комплексной диэлектрической проницаемости в виде (7.6.) была

85

впервые выведена Паулем Друде. Поэтому для краткости эта

модель обычно именуется моделью Друде.

7.3.Источники инфракрасного излучения, связанного

сфонон-фотонным преобразованием.

Непрерывный ИК-спектр излучают нагретые твёрдые и жидкие тела. Доля инфракрасного излучения нагретого твёрдого тела зависит от его температуры. При температуpax ниже 500 К излучение почти целиком расположено в ИК-области (тело кажется тёмным). При повышении температуры доля излучения в видимой области увеличивается, тело становится тёмнокрасным, затем красным, жёлтым и, наконец, при температуpax выше 5000 К белым. при этом вместе с полной энергией излучения растёт и энергия И. п. Строгая зависимость энергии излучения нагретых тел от темп-ры существует только для абсолютно чёрного тела. Тепловое излучение всех диапазонов длин волн реальных тел меньше, чем излучение абсолютно чёрного тела той же температуры, и может носить селективный характер.

Например, излучение накалённого вольфрама в ИК-области отличается от излучения чёрного тела больше, чем в видимой области спектра (рис.5.5). Излучение Солнца близко к излучению абсолютно чёрного тела с температурой около 6000 К, причём около 50% энергии излучения расположено в ИК-области. Распределение энергии излучения человеческого тела в ИК-области близко к распределению энергии чёрного излучения с максимумом при l~9,5 мкм.

86

Рис.5.5. Кривые излучения абсолютно чёрного тела А и вольфрама В при температуре 2450 °К. Заштрихованная часть - излучение вольфрама в ИК-области; интервал 0,4-0,74 мкм - видимая область.

Наиболее распространённые источники инфракрасного излучения - лампы накаливания с вольфрамовой нитью мощностью до 1 кВт, 70-80% излучаемой энергии которых приходится на ИК-диапазон (они используются, напр., для сушки и нагрева), а также угольная электрическая дуга, электрические спирали из нихромовой проволоки. Для ИК-фотографии и в некоторых ИКприборах (например, приборах ночного видения) для выделения инфракрасного излучения применяют ИК-светофильтры.

87

Лекция 8 Оптическое стекло. Диаграмма Аббе. Кварцевое стекло. Особые стекла.

С точки зрения зонной теории диэлектрики – твердые тела энергитические зоны у которых не перекрываются и расстояние между ними составляет более 2 эВ. Таким образом, для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется значительная энергия, поэтому диэлектрики ток практически не проводят.

Энергии квантов света видимого диапазона лежат в пределах 1,5-3,5 эВ, поэтому:

вчистых диэлектриках у которых нижняя граница зоны проводимости выше 3,5 эВ наблюдается нормальная дисперсия без линий поглощения и такие диэлектрики прозрачны (алмаз);

вдиэлектриках у которых нижняя граница зоны проводимости выше 3,5 эВ но есть примеси в малых количествах с линиями поглощения в запрещенной зоне наблюдается нормальная дисперсия на фоне линий поглощения и такие диэлектрики на фоне хорошей прозрачности имеют окраску (рубин);

вчистых диэлектриках у которых нижняя граница зоны проводимости ниже 3,5 эВ наблюдается нормальная дисперсия без линий поглощения вплоть до длин волн соответсвующих верхней границе запрещенной зоны. Более короткие длины волн поглощаются. Такие диэлектрики окрашены как правило в красноватые или желтоватые тона и в фиолетовой части спектра имебт большой коэффициент поглощения (сера).

Рассмотрим диэлектрики используемые в оптических приборах.

8.1. Оптическое стекло.

Опти́ ческое стекло—́прозрачное стекло специального состава, используемое для изготовления различных оптических приборов.

От обычного технического стекла отличается особенно высокой прозрачностью, чистотой, бесцветностью, однородностью, а также строго нормированными преломляющей способностью и дисперсией. Выполнение всех этих требований значительно усложняет его производство.

88

В силу исключительно высоких требований, предъявляемых к качеству изображения оптических систем, естественно возникла необходимость в изготовлении широкого ассортимента специальных сортов стекла, различных по своим свойствам.

Химический состав

В основном в состав оптического стекла входит кремнезём, сода, борная кислота, соли бария, окись свинца, фтористые соли и другие вещества.

Основные оптические свойства стекла

Основные свойства оптического стекла характеризуются показателем преломления, средней дисперсией и коэффициентом дисперсии. В отдельных случаях для характеристики оптических стёкол используется частные дисперсии и относительные частные дисперсии.

Показатель преломления

Ранее (со времён Шотта и Аббе), и до недавнего времени, для характеристики оптических стёкол использовался показатель преломления nD, определяемый для жёлтой спектральной D -линии натрия (λ=589.3 нм).

Однако, это не одиночная линия, а пара (так называемый, "натриевый дублет"), что не могло не сказаться на точности измерений, поэтому сейчас в качестве главного показателя преломления (nλ) стали принимать его значениелибо для жёлтой d-линии гелия с λ=587,56нм, либо для жёлто-зелёной e -линии ртути с λ=546,07нм . Первый (nd) используется такими производителями Schott, Hoya, Ohara и др., второй (ne), в частности, принят в документации российских производителей.

В настоящее время достигнутые пределы значений nd промышленных оптических стёкол составляют примерно 1,43 - 2,17.

Допустимое отклонение зависит от категории оптического стекла и нормируется величиной ±(3-20)×10-4

Средняя дисперсия

Средняя дисперсия — определяется как разность показателей преломления nF для синей линии спектра λ=488.1 нм и nC для красной линии спектра λ=656.3 нм; Величина средней дисперсии представляется как (nF - nC)×105 и лежит в диапазоне 6393178, с допустимым отклонением ±(3-20)×10-5.

89

Коэффициент дисперсии

Коэффициент дисперсии (число Аббе, νD) — задаётся отношением разности показателя преломления без единицы к средней дисперсии.

Ранее определялось выражением, включающим показатель преломления nD для жёлтой спектральной линии натрия.

В настоящее время основными вариантами коэффициента дисперсии являются, либо

где средняя дисперсия определяется, как разность показателей преломления для голубой (F' ) и красной (C' ) линий кадмия.

В настоящее время значения νв для промышленных оптических стёкол находятся в пределах от 17 до 95.

Частные дисперсии и относительные частные дисперсии.

Частные дисперсии – это разности (nλ4-nλ5) двух значений показателя преломления при некоторых произвольно выбранных длинах волн λ4 и λ5, не совпадающих с длинами волн λ2 и λ3, выбранными для расчёта средней дисперсии (и как правило, с более узким спектральным интервалом).

Относительные частные дисперсии Pλ4λ5 – это отношения

P 4 5 n 4 n 5

n 2 n 3

частных дисперсий к средней дисперсии.

Хотя, для большинства оптических стёкол зависимость относительных частных дисперсий от коэффициента средней дисперсии (чиса Аббе) близка к линейной, однако, зависимость показателя преломления оптического материала, от длины вол-

90

ны света, представляет из себя сложную кривую. Форма этой кривой определяется параметрами конкретного материала и будет различной для разных типов оптических стёкол. Таким образом, частные дисперсии и относительные частные дисперсии служат для детализации зависимости изменений показателя преломления стекла от изменений длины волны.

Такая детализация необходима при расчёте высококачественных ахроматических и апохроматических компонентов, поскольку учёт хода относительных дисперсий, на этапе выбора стёкол, позволяет в дальнейшем значительно уменьшить вторичный спектр. Так как, в общем случае, величина вторичного спектра пропорциональна отношению разности частных дисперсий выбранной пары стёкол к разности показателей средних дисперсий этих стёкол.

s f/ P1 P2

1 2

где: P1 и P2 - относительные частные дисперсии; ν1 и ν2 - коэффициенты средней дисперсии; f/ -фокусное расстояние объектива.

Для практики наиболее важны ng—nF- частная дисперсия для синего участка спектра или ng-nF (где ng - показатель преломления для фиолетовой g-линии ртути) и соответствующая ей относительная частная дисперсия PgF (или PgF/), поскольку в пределах именно этого участка показатель преломления материалов изменяется с длиной волны наиболее значительно.

Коэффициент поглощения света в видимой части спектра.

Составляет не более 0.2-3 %.

Типы оптических стёкол 8.2. Классификация оптических стекол (диаграмма

Аббе).

В основу, исторически сложившейся классификации оптических стёкол, легло общее представление о связи между химическим составом и оптическими постоянными. До работ Шотта оптические стёкла состояли почти исключительно из кремнезёма в соединении с окислами натрия, калия, кальция и свинца. Для таких стёкол существует функ-

91

циональная зависимость между показателями преломления n и коэффициентами средней дисперсии νD, что и было отражено в так называемой диаграмме Аббе.

Рис. 8.1. Диаграмма Аббе.

На этой диаграмме бесцветные оптические стёкла располагаются в виде широкой области вытянутой от нижнего левого угла диаграммы к её правому верхнему углу. Таким образом, можно было увидеть взаимосвязь изменения двух основных оптических характеристик с химическим составом оптических стёкол. Причём, с возрастанием показателя преломления, коэффициент дисперсии, как правило, уменьшался.

В связи с этим были выделены два основных типа оптических стёкол: кро́ны (стёкла с низким показателем преломления и высоким значениями коэффициента дисперсии) и фли́ нты (стёкланизкими значениям коэффициента дисперсии и высоким показателем преломления). При этом

кгруппе кронов относились натриево-силикатные стекла, а

кгруппе флинтов - стёкла содержащие свинец.

92

Рис. 8.2. Влияние компонентов стекла на число Aббе, для некоторых основных типов стекла

В дальнейшем, в связи с ростом числа оптических стёкол, потребовалось делить диаграмму Аббе на бо́льшее число участков, соответствующих новым типам. Так, от кронов отделились лёгкие, тяжелые и сверхтяжёлые кроны (ЛК, ТК, СТК), а от флинтов - лёгкие, тяжелые и сверхтяжёлые флинты (ЛФ, ТФ, СТФ). К тому же, между лёгкими кронами и лёгкими флинтами появилась группа кронфлинтов.

Появились новые типы стёкол, как на основе несиликатных стеклообразователей (боратные, фосфатные, фторидные и др.), так и включающие новые компоненты (окислы лантана, тантала, титана). Такие типы, часто (в каталогах зарубежных производителей - как правило), обозначаются с применением названий хим. элементов, окислы которых и придают специфические свойства.

Использование подобных стёкол, для которых характерны иные сочетания главного показателя преломления и коэффициента дисперсии, существенно расширили область занимаемую оптическими стёклами на диаграмме Аббе. К тому же, связь между уменьшением коэффициента дисперсии, и возрастанием показателя преломления, стала менее заметной.

93

8.3. "Особые" стёкла.

Отклонения относительных частных дисперсий некоторых оптических стёкол и кристаллов (CaF2 и BaF2) от "нормальной прямой"

Кроме того, существуют, так называемые, "особые" стёкла, или стёкла с "особым ходом частных дисперсий". Большинство из них относятся к двум типам объединённым собирательными терминами "ланг-кроны" (кроны с увеличенными относительными частными дисперсиями) и "курц-флинты" (флинты с уменьшенными частными дисперсиями).

Рис.8.3. Особые стекла.

Эти наименования, происходящие от немецких слов lang (длинный) и kurz (короткий), весьма условны, и для большинства "особых" стёкол не связаны напрямую с особенностями химического состава и/или структуры.

В современных каталогах оптических стёкол, для отображения "особых" характеристик, используются графики (диаграммы рис.8.3.) зависимости относительных частных дисперсий от коэффициента средней дисперсии (например, PgF от νD в каталоге Schott). На этих графиках оптические стёкла располагаются вдоль, так называемой, "нормальной прямой", непосредственно на которой находятся стёкла с линейной зависимостью

PgF от νD.

При этом, стёкла с незначительным отклонением хода частных дисперсий ( νλ1 3), и находящиеся вблизи нормальной прямой, принято называть "нормальными", а расположенные на бо́льшем удалении (имеющие бо́льшее отклонение хода частных дисперсий) - "особыми" ("abnormal").

94

Диаграмма «относительная частная дисперсия – коэффициент дисперсии», так же, была предложена Эрнстом Аббе, однако, в избежании путаницы, её не принято называть именем автора.

Из стёкол относящихся к первому из типов (ланг-кроны) следует отметить, так называемые, низкодисперсные стёкла, различные по составу, но отличающиеся, как высокими значениями коэффициента средней дисперсии, так и высоким значением относительной частной дисперсии (то есть, значительным отклонением хода частных дисперсий от "нормального").

Группа "курц-флинтов" так же объединяет различные по составу стёкла. В частности, под это определение подпадают практически всё Шоттовские стёкла типов LaK, LaF, LaSF, а так же российские СТК и ТБФ с высоким содержанием окиси лантана. Причём, отклонения особых флинтов от "нормальной прямой", как правило, невелики.

"Особые" флинты с повышенными значениями относительной частной дисперсии (ланг-флинты) - это, как правило, либо тяжёлые и сверхтяжёлые флинты с максимальным содержанием окиси свинца, либо титановые флинты с высоким содержанием окиси титана.

Производство

Для получения цветного стекла в состав белого стекла при варке вводят вещества, содержащие медь, золото, селен и др.

Варка оптического стекла производится из шихты в специальных огнеупорных горшках, помещаемых в стекловаренную печь. В составе шихты может быть до 40% стеклобоя того же состава, что и варящееся стекло. Процесс варки длится около 24 часов. Нагрев производится, как правило, с помощью водородных горелок, при этом температура в печи достигает 1500 °C. В процессе варки стекломассу непрерывно перемешивают керамической мешалкой для достижения однородного состояния и несколько раз берут пробу для контроля качества. Одним из этапов варки является осветление. На этом этапе в стекломассе выделяется большое количество газов из веществосветлителей, добавляемых в шихту. Образующиеся крупные пузыри быстро поднимаются к поверхности, захватывая по пути

95

более мелкие, которые в любом случае образуются при варке. По окончании плавки стекла горшок извлекается из печи и подвергается замедленному охлаждению, длящемуся 6-8 дней. Вследствие неравномерности остывания массы в ней образуются натяжения, которые вызывают растрескивание стекла на большое количество кусков.

После остывания куски стекла сортируются по размерам и качеству, затем годные отправляются для дальнейшей обработки. В целях сокращения времени на механическую обработку оптические детали изготавливаются не из обычных кусков стекла, полученных после варки, и из специальных прессованных плиток или заготовок. Во избежание натяжений, вызываемых неравномерным охлаждением массы, полученные таким способом заготовки нагревают до 500 °C и затем подвергают исключительно медленному охлаждению в электрических печах, так называемому отжигу. Если при этом температура упадет резко, в стекле возникнут натяжения, которые приведут к появлению анизотропии. Также может образоваться вторичная мошка.

После отжига получившуюся заготовку исследуют с помощью оптичеких приборов контроля качества и составляют карту дефектов, на которой указывают размеры, местоположение и характер пороков стекла.

Дефекты

К недостаткам оптического стекла относят камни, пузыри, мошку, дымки, свили и напряжения.

Камни представляют собой мелкие непрозрачные частицы, отделившиеся от горшка во время варки стекла, или нерасплавившиеся частицы шихты. Небольшое количество и малые размеры камней, если они не находятся в фокальной плоскости или вблизи нее, на качество изображения не влияют, так как задерживают лишь незначительную часть проходящего через стекло света.

Пузыри образуются в процессе варки стекла ввиду выделения газов составными частями шихты, вступающими в реакцию. Практически неизбежны при изготовлении стекла. Пузыри вызывают светорассеяние и некоторую потерю яркости изображения, так как лучи света, преломляясь на поверхностях пузырей под значительно бо́льшими углами, чем на тальнойос пло-

96

щади линзы, почти полностью поглощаются внутренними поверхностями камеры и оправы объектива.

Мо́шка представляет собой большое скопление в массе стекла мельчайших пузырей, занимающих значительную часть его объёма. Мошка вызывает рассеяние большого количества проходящего через стекло света.

Дымки́ имеют вид паутины или легкой волнистой дымки

всреде стекла. Происходят в основном от спекания складок, образующихся в процессе прессовки, а также при спекании ранее не замеченных трещин.

Сви́ ли наблюдаются в массе стекла в виде прозрачных полосок или нитей вследствие неодинакового показателя преломления массы стекла. Представление о свиле может дать сравнение с каплей насыщенного сахарного раствора, введённой

встакан с водой. При растворении капля раствора будет образовывать в воде хорошо заметный след в виде волнистых полос и нитей.

Напряже́ния происходят от неоднородности стеклаы, в- званной, как правило, неравномерным охлаждением при его изготовлении. Механически напряжённое состояние стекла вызывает, так называемое, двойное лучепреломление. В обычных условиях двойное лучепреломление незаметно на глаз, и определяется проверкой стекол при помощи специального прибора

— полярископа. Непосредственно в оптических деталях напряжения (и соответствующее двойное лучепреломление) могут возникать под действием собственной массы детали, или давлений на стекло при закреплении его в оправах.

Для оптических стекол установлены категории и классы по качеству (ГОСТ 23136-93). То есть весь спектр дефектов разбит на диапазоны (по их количеству, размеру, форме) в которые должны входить марки стекол. Для бесцветного оптического стекла существуют нормы ГОСТ 3514-94 (ранее ГОСТ 3514-76). Для цветного оптического стекла - ГОСТ 9411-91 (ранее ГОСТ

9411-76).

Поскольку оптическое стекло изготавливается для конкретных целей, то нормируются не только наличие дефектов но и отклонения оптических показателей от нормы. Выбирать

97

стекло для своих нужд, легче, если заранее определить критерии качества.

Обработка

Обычно, руководствуясь картой дефектов, заготовку распиливают алмазными пилами на более мелкие прямоугольные или вырезают из нее цилиндры с помощью круговых пил. Получающимся заготовкам стараются придать форму, максимально приближенную к форме будущего оптического изделия с небольшим запасом. Также достаточно часто прямоугольные заготовки нагревают до состояния пластической деформации и прессованием получают из них изделия формы, близкой к требуемой. Затем эти заготовки закрепляют в блоки (как правило, из гипса) и шлифуют. Шлифование включает в себя несколько стадий; на каждой из последующей используют все более мелкие абразивные зерна. После каждой стадии шлифования стекло промывают. После того, как стекло отполировано, его форму контролируют и затем заготовку полируют. Полирование стекла является длительным физико-химическим процессом, который длится до 3-х суток. После полирования получается готовая рабочая поверхность изделия, готовая к использованию. Эту поверхность защищают, извлекают заготовку из блока и вновь собирают блок, но заготовки крепят другой стороной кверху и аналогично шлифуют и полируют другие рабочие поверхности.

Просветление оптики

После полирования производится контроль качества поверхности стекла и затем для улучшения характеристик изделия может быть произведено просветление оптики путем нанесения тонких прозрачных плёнок, как правило, диэлектрических. Эти плёнки улучшают оптические характеристики и могут улучшать механические, например, защищать стекло от помутнения при длительном нахождении во влажной атмосфере.

8.4. Кварцевое стекло.

Кварцевое стекло

Традиционные названия

Плавленый (аморфный)

кварц Химическая формула SiO2

Физические свойства

98

Кварцевое стекло

Ква́рцевое стекло́, пла́вленый—кварцоднокомпонент- ное стекло из чистого оксида кремния, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма — горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния.

Рис. 2.4. Разновидности кварца. Разновидности кварца: бесцветный, розовый, «волоса-

тик», сердолик, агат, «тигровый глаз». Шлифованная галька

Виды

Различают два вида промышленного кварцевого стекла: прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непро-

99

зрачность кварцевому стеклу придает большое количество распределённых в нём мелких газовых пузырьков (диаметром от 0,03 до 0,3 мкм), рассеивающих свет. Оптическое прозрачное кварцевое стекло, получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно, не содержит видимых газовых пузырьков.

Непрозрачное кварцевое стекло часто служит сырьём для производства термостойкого огнеупорного материала — кварцевой керамики.

Свойства

Обладает наименьшим среди стёкол на основе SiO2 показателем преломления (nD = 1,4584) и наибольшим светопропусканием, особенно для ультрафиолетовых лучей.

Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость, коэффициент линейного термического расширения менее 1·10-6 К-1 (в диапазоне температур от 20 до 1400°С).

Кварцевое стекло — хороший диэлектрик, удельная электрическая проводимость при 20 °С — 10-14 — 10-16 Ом-1·м-1, тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20 °C и

частоте 1016 Гц — 0,0025—0,0006.

Применение

Кварцевое стекло применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям. Незначительное количество отрезков кварцевого стекла используется для изготовления Линзы Френеля. В производстве термостойких огнеупорных материалов.

Оптические свойства

Дисперсия кварцевого стекла приближённо может быть описана формулой Селлмейера:

Где

a1=0,69616630, 1=0,068404300, а2=0,40794260, 2=0,11624140,

100

а3=0,89747940, 3=9,8961610,

и длина волны λ задается в микрометрах.