Расчет оптических свойств стекла

 

Далее определяем свойство оксидов  в стекле, в данном случае показатель преломления. В таблице приводятся данные для двух форм диоксида кремния. Мы выбираем первый, т.к. его содержание в стекле не превышает 80 мас. %. Для оксида свинца приводятся значения для двух видов. Для нашего состава выбираем первый вид, в связи с его содержанием менее 80 мас. %. Таким образом, принимаем значения свойства, указанные в таблице 7.

Таблица 10

«Коэффициент  для нахождения показателя преломления»

компоненты
SiO2	1,475
Na2O	1,59
B2O3	1,61
Al2O3	1,49
K2O	1,58

 

Зная значения , и , можем найти показатель преломления стекла заданного состава 1 по формуле 9:

 

Аналогично находим показатели преломления стекол остальных составов. Получаем результаты, указанные в таблице 11.

Таблица 11

«Показатели преломления, найденные  по методу Л. И. Демкиной»

1 состав	2 состав	3 состав	4 состав	5 состав	6 состав	7 состав	8 состав
1,5163	1,5163	1,5129	1,5117	1,5111	1,5099	1,5096	1,5087

 

 

4. Расчет дисперсии стекла  по методу А. А. Аппена

Расчетная формула:

 

где – содержание в стекле каждого компонента, мас. %,

- приближенно-усредненная дисперсия,  может быть постоянной (значение  табличное) или находиться по  представленному уравнению для  каждого компонента.

_,

.

 рассчитывается по  формуле в зависимости от показателя , рассчитанного при определении показателя преломления по методу Аппена.

Для всех составов значение < 4, а значит для расчета приближенно-усредненной дисперсии используем формулу:

 

,

.

Таблица 12

«Средняя дисперсия »

состав
1	718,9
2	714,3
3	709,6
4	705
5	700,4
6	695,7
7	691,1
8	686,4

 

Дисперсия стекла с составом 1 равна:

.

Аналогично определяем дисперсию  для стекол других составов. Значения представлены в таблице 13.

Таблица 13

«Значения дисперсии стекол, найденные по методу А. А. Аппена, »

1 состав	2 состав	3 состав	4 состав	5 состав	6 состав	7 состав	8 состав
805,41	801,13	795,13	789,66	785,01	779,63	774,33	768,73

 

5. Расчет дисперсии стекла  по методу Л. И. Демкиной

Найдем дисперсию стекла методом  Л. И. Демкиной, как мы рассчитали показатель преломления.

Рассчитаем дисперсию для стекла с составом 1.

Коэффициенты S_i для компонентов мы уже определили. Берем их из таблицы 9.

Далее определяем свойство оксидов  в стекле, в данном случае дисперсию. В таблице приводятся данные для  двух форм диоксида кремния. Мы выбираем первый, т.к. его содержание в стекле не превышает 80 мас. %.

Таблица 14

«Коэффициент  для нахождения дисперсии»

компоненты
SiO2	695
Na2O	1400
В2О3	750
Al2O3	850
К2О	1200

 

Зная значения , и , можем найти показатель преломления стекла заданного состава 1 по формуле 9:

 

Аналогично находим дисперсию  стекол остальных составов. Получаем результаты, указанные в таблице 15.

Таблица 15

«Средняя дисперсия, найденная по методу Л. И. Демкиной»

№ состава	1	2	3	4	5	6	7	8
	806,4	802,5	798,5	795,2	791,3	787,7	784,1	780,6

 

6. Графики зависимостей и .

По результатам наших расчетов строим графики зависимости показателя преломления от содержание в стекле диоксида кремния, мол. % от показателя преломления и от дисперсии. Графики представлены в приложении 1 и приложении 2 соответственно.

 

Заключение

 

В результате проделанной работы можем  сделать следующий вывод. Показатель преломления и дисперсия сильно зависят от состава стекла.  Добавка SiО₂ снижает показатель преломления. Дисперсия заметно уменьшается при введении SiО₂. Присутствие в стекле оксида не только усложнило расчеты, но и снизило точность полученных результатов при расчете свойств по методу Аппена А. А. Сравнивая  графики показателей преломления, расчитанных по методу Л. И. Демкиной и Аппена А.А. Можно заметить практически линейное умньшение показателя преломления, расчитанного по методу Л. И. Демкиной, в отличие от показателей преломления,  расчитанных по методу Аппена А.А.

 

Литература

1. Теоретические расчеты физико-химических  свойств стекол: методические указания к практическим занятиям / сост. О. Л. Парамонова. Екатеринбург: УрФУ, 2011. 54 с. 

2. В. А. Дерябин Физическая химия стекла : учеб. пособие / В. А. Дерябин. Екатеринбург : УрФУ, 2010. 231с.

 

Приложение 1

Приложение 2