Поиски новых сортов стекла
Объективы, созданные на основе комбинации линз из кронгласа и флинтгласа, фактически не были совершенно ахроматическими. Свести все цвета строго в одну точку не удавалось, то есть имелась остаточная хроматическая аберрация. Это происходило вследствие того, что изменение коэффициента преломления света кронгласом в зависимости от цвета происходит иначе, чем у флинтгласа. Например, если удавалось добиться примерно одинаковых углов преломления для лучей красного (линия С) и голубого (линия F), то лучи желтого цвета (линия D), находящиеся внутри этого интервала, уже отклонялись. Таким образом, нельзя было добиться совпадения фокуса для лучей трех цветов с помощью двух линз из кронгласа и флинтгласа.
Желательно, конечно, добиться одинакового положения точки фокуса, если не для всего спектра, то хотя бы для трех этих цветов. Поскольку комбинацией флинтгласа и кронгласа этого сделать не удавалось, возникла потребность в изготовлении стекла с совершенно новыми свойствами. Так, Фраунгофер задумал создать новый вид стекла, добавляя в его состав новые элементы, однако он не успел получить достаточно долговечный сорт стекла, годный для использования в объективах. Можно только сожалеть, что этот талантливый исследователь скончался в возрасте всего лишь 39 лет.
Изготовить новый вид стекла, уничтожавшего хроматическую аберрацию для трех цветов, удалось Шотту. Однако здесь необходимо упомянуть имя Карла Цейса. В 1846 году Цейс начал работать на заводе по изготовлению и ремонту аппаратуры для кафедры физики и химии университета города Йена. Цейса первоначально заинтересовала проблема усовершенствования микроскопа, и он занялся изучением теории и методов расчета микроскопов, что явилось стимулом для постановки интересных экспериментальных работ на заводе Цейса.
Поскольку и для микроскопа необходимы были оптические системы, свободные от хроматической аберрации, Шотт и Цейс начали совместные исследования, направленные на получение нового сорта стекла. В 1888 году было создано новое стекольное предприятие, где не только началось производство тех видов оптического стекла, которые до этого вывозились из Англии и Франции, но и были разработаны новые виды стекла, нашедшие применение в различных областях науки и техники.
Среди различных новых видов стекла был получен, в частности, курцфлинт, в состав которого добавлялась сурьма. Это стекло использовалось для изготовления объективов микроскопов, а в комбинации с кронгласом стало применяться при изготовлении линз для апохроматических объективов, то есть таких, которые устраняли хроматическую аберрацию для трех цветов. Апохроматы фирмы «Карл Цейс» использовались в качестве объективов диаметром до 30 сантиметров. Создание объективов-апохроматов большого диаметра до сих пор считается невозможным из-за трудностей в изготовлении достаточно крупных блоков курцфлинта.
В последнее время все более широкое распространение получили производство и использование новых видов стекла не только для линз телескопов и микроскопов, но даже для малогабаритных высококачественных фотокамер. Для изготовления стекла стало возможным применение все новых и новых материалов. В частности, больших успехов здесь можно достичь в связи с освоением процесса искусственной кристаллизации. Расширились и возможности технологии и проектирования. Однако, поскольку для астрономических телескопов необходимы объективы крупных размеров, можно полагать, что объективам-ахроматам предстоит еще долгая жизнь.
|
