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光学玻璃科普 本文所说的玻璃，除非特别说明，均指无机玻璃。提纲1、定义玻璃是一个非常广泛的概念，在实际生活中，玻璃是一类有着类似物理特性的物质。但是从化学上讲，什么是玻璃，却困绕了现代科学很久，但是还是没有一个完全统一的认识。了解什么是玻璃，就需要了解玻璃的结构。目前比较流行的和得到大家认同的玻璃结构学说有2种：无规则网络学说、晶子学说。2个学说从不同的玻璃性质研究中发现的现象，从不同的角度解释玻璃的性质，但是谁也说服不了谁。具体这些学说研究的什么内容，我们不去考虑，概括的说：无规则网络学说认为：玻璃是由硅氧骨架组成，但是是无规则的，加入某些金属离子后，骨架被无规则断裂，在骨架的空间里无规则的排列着金属离子。示意图如下： 网络 晶子学说认为：玻璃由有序排列的晶子分散在无定形介质中构成，晶子和介质之间没有明显的界限。这个学说的一个很重要的现象就是未经过淬火的玻璃和经过淬火的玻璃在温度变化时的折射率变化的不同。上面2个学说，都有不同的实验基础做依托，谁也说服不了谁。我读书的时候也被弄糊涂了，问老师，老师说：2个学说都只能解释部分现象，所以说，2个都是对的。而且在一次国际大会的时候，这2个学说从某一程度上已经统一了。经过统一后的说法概括如下：玻璃是一种具有近程有序（晶子）区域的无定形物质。我们通过一个示意图说明一下： 石英 上图是石英晶体的结构示意，可以看到从小范围到大范围，它都是有序的。 熔石英 上图是熔石英玻璃的结构示意，从小范围看，还可以看到是有规律的（有序），但是从总体看，它是无规律的（无序）。从上面的论述里，我们可以看到光的波粒二象性的影子，就是你中有我，我中有你。科学看来是相通的。上面谈的是玻璃的内在结构，实际中我们是无法观察到的，如何从宏观上界定玻璃呢？一般情况下，玻璃需要有以下特性：比较高的硬度/比较大的脆性/对可见光有一定的透明度/裂开时具有蜡状的折断面/各向同性/从熔融状态到固体状态的性质变化过程是连续的并且是可逆的/比晶体有比较高的内能，在一定条件下可自动析出晶体/那，什么是光学玻璃呢？光学玻璃除了有以上的特性外，还需要一些特性：相对稳定的光学参数、化学特性和机械性能，非常小的内应力，非常少的条纹，非常好的光学均匀性等等。2、分类玻璃的分类是按玻璃的折射率和色散系数（阿贝数）在nd-νd领域图里的位置和玻璃组成划分的，无色光学玻璃在成都光明分为16类。玻璃类别名称 代号 玻璃类别名称 代号 轻冕玻璃 QK 轻火石玻璃 QF 冕玻璃 K 火石玻璃 F 磷冕玻璃 PK 钡火石玻璃 BaF 钡冕玻璃 BaK 重钡火石玻璃 ZBaF 重冕玻璃 ZK 重火石玻璃 ZF 镧冕玻璃 LaK 镧火石玻璃 LaF 冕火石玻璃 KF 重镧火石玻璃 ZLaF 钛火石玻璃 TiF 特种火石玻璃 TF 玻璃领域图 表格中的编号是比较简单的，从玻璃领域图上可以看到，还有些其他的字母，我们解释一下：以H-K9L为例，H-表示此玻璃是环保玻璃，不含铅，砷，镉及放射性元素的玻璃，K表示此玻璃是冕玻璃，9表示在冕玻璃的排序中排在第9位（这个排序仅仅做区分用的，无实际意义），L表示此玻璃是低熔点玻璃。3、编码光学玻璃是一个关系到国计民生的产品。一个国家没有光学玻璃，可以说没有现代化的国防。所以各个国家和地区都在尽力发展自己的玻璃产业，这样就出现了一个现象：各家做的玻璃有很多是一样的，很多不一样，而且命名规则还不一样。伴随着经济国际化，这个现象就形成了一个问题：大家各说各的，交流起来非常不方便，而且生产中容易出问题。于是大家就制定了一个标准的玻璃代码。这个代码由6个阿拉伯数字组成，前三位是该牌号玻璃的折射率小数点后3位数，后三位是该牌号玻璃的阿贝数的前3位数字（忽略小数点）。玻璃折射率和阿贝数取完了3位后，如果后面还有数字，就四舍五入。举例如下：K9玻璃的nd=1.51680，νd=64.20，其代码就是517642。我们用这个代码517642去查其他公司的玻璃，会发现很多光学指标一致，但是叫法不一样的玻璃。比如：SCHOTT和PILKINTON的BK7，OHARA的BSL7，HOYA的BSC7。