Наши менеджеры

Ваш звонок примут:

Татьяна, менеджер

044 227-74-10

067 494 68 35

050 193 37 32

063 106 78 32

Ирина, менеджер

044 592-88-85

099 422-71-84

098 240-50-44

ЦВЕТНОЕ СТЕКЛО. Интересные факты о цветных стеклах

Первый ученый стекловар - Михаил Васильевич Ломоносов

Первая стекольная фабрика в Усть-Рудице

Картины из стекла

Цветные стекла (светофильтры)

Темные стекла

Стекло севера и стекло юга. Инфракрасные лучи и ультрафиолет

Стекло для невидимого света. Люминесценция. Лучи Рентгена

Рубиновые звезды и золотой шпиль

По материалам Михаила Петровича СВЕШНИКОВА «ТАЙНЫ СТЕКЛА»

Первый ученый стекловар - Михайло Васильевич Ломоносов

Цветное стекло люди узнали много раньше, чем белое. Бусы, кольца, вазы, флаконы и чаши, которые люди делали еще тысячелетие назад, были из окрашенного, часто непрозрачного стекла. В те далекие времена сварить цветное стекло было легче, чем бесцветное стекло. Стеклоделы не знали тогда, что для получения неокрашенного стекла нужны чистые материалы, а при варке из тех веществ, какие были у них под руками, стекла получались обычно некрасивого грязно-зеленого цвета из-за примесей железа и других металлов, которые содержались в песке, мраморе и других природных материалах, служивших сырьем для стекла.

Если же в стекло специально вводились добавки некоторых металлов, то грязно-зеленый цвет перекрывался какой-нибудь другой яркой окраской, и стекла получались красивыми, как драгоценные камни. Непрозрачным стекло часто делали потому, что в нем не были видны пузырьки и частицы непроварившегося песка. Изделия из такого стекла выглядели гораздо красивее, чем из прозрачного.

По мере того, как развивалось стеклоделие, всё более разнообразные цвета стекол научились получать мастера, всё ярче и чище становилась окраска изделий. Но искусство окраски стекла оставалось секретом немногих стеклоделов, который они хранили от других людей и уносили с собой в могилу или передавали по наследству своим детям и внукам. Для них владение секретами цветного стекла было средством их личного обогащения. Им было безразлично, почему стекло ведет себя так или иначе. Им нужно было только знать, как изо дня в день варить стекло, чтобы получать его всегда одинаково красиво окрашенным.

А цветное стекло имело свои особенности, не зная которых стеклоделам было тяжело бороться с неудачами. Нередко случалось так, что какое-нибудь стекло вдруг переставало удаваться, и тогда никто на всем заводе не знал, что надо делать, чтобы вновь его исправить.

Но так не могло продолжаться вечно. Владельцы тайн цветного стекла не могли навсегда остаться их собственниками. Нашлись люди, которые не только самостоятельно открыли все секреты цветного стекла, но и улучшили его, научившись владеть процессами и изучив природу окраски стекла.

И первым, кто начал изучение цветного стекла и заложил научную основу в его производство, был наш великий русский ученый — Михаиле Васильевич Ломоносов.

Ломоносов был одновременно физиком, химиком, геологом, минерологом, астрономом, философом, историком, литератором, поэтом и художником. Но кроме всего этого он был еще и первым ученым-стекловаром.

Трудно представить себе, как могли в одном человеке совмещаться столь разнообразные таланты и интересы. И ведь в каждой из этих областей он был глубоким исследователем, в каждую из них он внес новые ценные вклады, прославив русскую науку и искусство.

Цветное стекло, по словам самого Ломоносова, было одним из его главных увлечений. Цели, к которым стремился великий Ломоносов, были совсем другими, чем те, которые преследовали его предшественники за границей. Изучая стекло, он никогда не думал использовать результаты в своих интересах. Наоборот, он стремился как можно скорее поделиться с другими плодами своих трудов, сделать их достоянием народа и принести пользу своей Родине.

Но прекрасные стремления Ломоносова постоянно встречали противодействие со стороны руководства русской Академии наук, во главе которой в то время стояли невежественный бюрократ Шумахер и другие иноземцы, которым, по свидетельству самого Ломоносова, «... было опасно происхождение в науках и произвождение в профессоры природных россиян, от которых он [Шумахер] уменьшения своей силы больше опасался... Шумахер неоднократно так отзывался, я де великую прошибку в политике своей сделал, что допустил Ломоносова в профессоры».

Вот в какой враждебной обстановке пришлось работать Ломоносову. Но с исключительной энергией и настойчивостью он добивался возможности вести научную работу по химии и, в частности, по химии цветного стекла.

Странным кажется сейчас, что в то время руководство единственного научного учреждения в России считало занятия в лаборатории для ученого совершенно излишними. Будучи профессором химии, Ломоносов семь лет добивался разрешения на постройку химической лаборатории. Трижды он обращался в Академию наук с прошением об организации лаборатории, и три раза ему отказывал в этом Шумахер. Наконец он и другие русские ученые обратились с жалобой в сенат и сенат разрешил построить при Академии наук химическую лабораторию.

И вот, наконец, первая в России химическая лаборатория была построена в Петербурге, на 2-й линии Васильевского острова, на участке «ботанического огорода» Академии наук. С жаром принялся Ломоносов за оборудование лаборатории. Всё в ней предусматривало возможность глубокого и всестороннего изучения многих химических явлений и в том числе процессов окрашивания стекла. В течение трех лет Ломоносов собственноручно сварил более двух тысяч опытных стекол, а всего за время работы по стеклу — более четырех тысяч. Результаты своих опытов Ломоносов тщательно записывал в лабораторных журналах. Часть из них сохранилась и дошла до нас.

Работы Ломоносова по цветному стеклу невероятно много дали для всей дальнейшей науки о стекле. Он глубже, чем все другие стеклотехники до него, изучил процессы окрашивания стекла различными металлами и способы получения прозрачных и непрозрачных цветных стекол.

К списку разделов

Первая стекольная фабрика в Усть-Рудице

Изучая цветное стекло в лаборатории, Ломоносов всё время думал о том, как использовать результаты своих работ на практике и дать возможность России избавиться от ввоза различных стеклянных изделий из-за границы, а также улучшить качество вырабатываемых на русских заводах стекол. Но для того, чтобы осуществить все эти намерения, необходима была уже не лаборатория, а специальная фабрика. В своем письме графу Шувалову (4 января 1753 года) Ломоносов писал, что созданием фабрики «кончаются все мои великие химические труды, в которых я три года упражнялся и которые бесплодно потерять мне будет несносное мучение...»

Но далеко не все влиятельные люди, от которых зависело воплощение в жизнь заветного желания Ломоносова, разделяли его стремление. Многие считали, что использование на практике результатов научных работ является неподобающей затеей, унизительной для ученого и для науки. Этим зачастую объяснялось нежелание оказать поддержку Ломоносову в его начинаниях. Значение стекла в жизни человека, в технике и науке было тогда малоизвестно не только простым людям, но и представителям «высшего общества» - дворянам и знатным, титулованным особам.

Поэтому Ломоносов решил рассказать в понятной для всех форме о свойствах и разнообразных применениях стекла и убедить окружавшее его общество в необходимости развития стеклоделия в России и постройки задуманной им фабрики. Для этого он написал длинное письмо в стихах на имя графа Шувалова, имевшего большое влияние при царском дворе и оказывавшего поддержку Ломоносову.

В этом письме Ломоносов прекрасно отразил и сущность стекла и все известные в то время виды его применения. «Письмо о пользе стекла» Ломоносов издал за свой счет в типографии Академии наук в большом числе экземпляров и разослал широкому кругу людей. Нет сомнения в том, что, прочитав это письмо, многие из тех, кто считал постройку фабрики цветного стекла причудой Ломоносова, изменили свое мнение об этом.

В сенат Ломоносов подал прошение, что он «... желает к пользе и славе Российской империи завесть фабрику делания изобретенных [им] разноцветных стекол и из них бисеру, пронизок [бус] и стеклярусу [крупного бисера] и всяких других галантерейных вещей и уборов, чего еще поныне в России не делают, но привозят из-за моря великое количество ценою на многие тысячи...»

На этот раз сенат поддержал предложение Ломоносова и дал ему разрешение на постройку фабрики. Теперь было необходимо получить подходящий участок из казенных (государственных) земель, имеющий всё необходимое для постройки и работы стекольной фабрики, то есть в первую очередь лес для топлива, песок как основную составную часть стекла, и воду как источник механической силы.

Такой участок Ломоносов также подыскал сам; это была деревня Усть-Рудица и несколько соседних с ней деревень, находящихся в 65-80 километрах от Петербурга, недалеко от города Ораниенбаума (теперь город Ломоносов). Этот участок и был отдан под фабрику, и Ломоносов с увлечением принялся за ее постройку. При постройке фабрики и во время ее работы он проявил себя как исключительно талантливый инженер. Проект фабрики был сделан им самим. Для кладки фундамента был необходим кирпич, — Ломоносов построил вблизи Усть-Рудицы кирпичный завод специально для этой цели, так как возить кирпич с ближайшего завода, с имевшимися в то время транспортными возможностями, обошлось бы намного дороже.

Для выполнения многих механических работ была построена на реке Рудица водяная мельница. Эта мельница размалывала крупные куски мрамора и других материалов для стекольных шихт, она же приводила в движение шлифовальные станки. По тем временам это было серьезнейшим техническим прогрессом: на многих стекольных фабриках, принадлежавших помещикам и купцам, станки приводились в движение руками крепостных, тяжелый труд которых ничего не стоил.

Строилась фабрика около двух лет. За это время Ломоносов подготовил хороших мастеров, послав их учиться на другие стекольные заводы.

Фабрика начала работать и выпускать продукцию весной 1754 года. На ней изготавливалась разноцветная столовая и парфюмерная посуда: графины, кружки, блюдечки, чашки, стаканы, песочницы, чернильницы, цветники и т. д. Часть этих изделий украшали дополнительно гранением и резьбой. Там же изготавливали в больших количествах разноцветный бисер, стеклярус, запонки и серьги.

В 1757 году Московский университет решил издать собрание сочинений Ломоносова. Для этого издания по заказу графа Шувалова был написан французским художником Фессаром портрет Ломоносова. Портрет этот и до сих пор является самым известным портретом Ломоносова. На нем великий ученый изображен сочиняющим оду «ее императорскому величеству». Окружают его предметы, характеризующие его научную деятельность. А на заднем плане художник изобразил окно, в которое видно бурное море с двумя корабликами и сверкающей молнией над ними.

Художник хотел изобразить Ломоносова в образе придворного поэта. Но Ломоносову не понравилось такое изображение его деятельности. Он пригласил другого художника и попросил его переделать задний план на портрете. На исправленном варианте вместо корабликов и моря в окно видно любимое детище Ломоносова - Усть-Рудицкая фабрика «делания цветных стекол», действующая печь (над крышей поднимается дым), водяная мельница и поленница дров, которая показывала, что фабрика хорошо обеспечена топливом. Так Ломоносов хотел показать, что он не отделим от своего любимого дела и подчеркнул свое стремление к реализации плодов своих научных трудов.

К списку разделов

Картины из стекла

Ломоносов интересовался не только прозрачным окрашенным стеклом; он страстно увлекался также смальтами — непрозрачными цветными стеклами для выкладывания мозаичных картин. Заинтересовался мозаикой Ломоносов так. Однажды у графа Шувалова он увидел привезенный из Италии мозаичный портрет. Его восхитила эта чудесная, составленная из разноцветных стеклянных кубиков картина.

Неужели нельзя делать такие же прекрасные вещи и у нас в России? И Ломоносов решил сам взяться за составление мозаики.

При проведении работ по изучению окраски стекол в своей лаборатории Ломоносов достаточно много внимания уделял цветным смальтам. Он сумел получить в смальтах огромное разнообразие цветов и оттенков. После постройки фабрики в Усть-Рудице можно было начать на ней изготовление и цветных смальт. Как только было заготовлено необходимое количество кусочков цветных стекол, Ломоносов принялся за выполнение мозаичных картин. Как и все другие начинания, первые мозаичные картины были сделаны им собственноручно.

Первой мозаикой Ломоносова была икона, сделанная из четырех тысяч стеклянных кубиков. Затем он сделал мозаичные портреты Петра I, Елизаветы и Екатерины II. И здесь Ломоносов проявил себя талантливым художником. В 1764 году он был избран почетным членом Болонской (Италия) Академии художеств за его заслуги в мозаичном искусстве.

После мозаичных портретов Ломоносов, уже вместе со своими учениками, взялся за огромную - в 42 квадратных метра - мозаичную картину «Полтавская баталия». Этой картиной хотели украсить стену Петропавловского собора.

Такая большая мозаика требовала огромного набора стеклянных кубиков всех цветов. Ведь чем больше оттенков в распоряжении художника, тем лучшую картину он может создать. Нужно очень правильное и тонкое зрение, чтобы из всех этих оттенков выбрать самый подходящий. Непривычный к такой работе человек даже не заметит разницы между соседними оттенками - настолько она неуловима, - а мастер заметит и из множества кубиков выберет самый нужный.

Мозаичные картины делают по нескольку лет. Они требуют от художника необычайной тщательности и бесконечного терпения.

Почти пять лет работал Ломоносов над «Полтавской баталией» и закончил ее незадолго до своей смерти.

А затем картину постигла очень странная участь. В собор ее не повезли. Никто о ней не заботился. Огромная картина из стекла пропала без вести.

Прошло более полутораста лет. Произошла Великая Октябрьская социалистическая революция. И вот однажды, приводя в порядок подвалы Академии наук, рабочие наткнулись на какие-то большие и очень тяжелые ящики. Их было много. Открыли один из них, - в нем оказался кусок мозаики, изображавший голову петровского солдата. В другом ящике нашли другой кусок мозаики - штандарт Петра Первого. В остальных ящиках также лежали куски мозаики.

Эта была разрубленная на куски «Полтавская баталия».

В советской стране оценили по достоинству изумительный труд Ломоносова. Куски мозаики осторожно извлекли из ящиков, соединили их, а выпавшие кусочки стекла заменили новыми.

Сейчас великолепная стеклянная картина, напоминающая нам о славных боевых делах русской армии, возвращена к жизни и украшает стену в главном здании Академии наук в Ленинграде.

Если так ценили в царской России труд стеклодела, который был одновременно и великим ученым, то понятно, чего могли ждать другие русские мастера по стеклу.

В наши дни искусство мозаики не забыто. Чудесные мозаичные картины и панно украшают стены и потолки станций метрополитенов Москвы и Киева, рассказывая людям о великих подвигах и победах нашего народа.

К списку разделов

Цветные стекла (светофильтры)

Почему же и как получаются стекла, окрашенные в различные яркие цвета: красные, голубые, зеленые, синие, желтые?

Вот, например, красивые красные стекла, похожие на драгоценные камни рубины. Их так и называют - «рубинами». Еще в XVII веке умели делать искусственные рубины, для чего в стекло вводили золото. Мастер, знавший секрет золотого рубина, умер, а вместе с ним умер и способ получения рубина. И узнали его снова только в XIX веке.

А вот о том, что такие же рубиновые стекла можно получать, если вводить в стекло не дорогое золото, а дешевую медь, не знали долго, а между тем и в том и в другом случаях происходят одни и те же процессы.

Рубиновые стекла изготовляются следующим образом. Вначале при варке стекло с небольшим количеством меди и олова бесцветно. Изделия из этого стекла получаются также бесцветными. Потом их снова нагревают до определенной температуры и вот тогда-то они расцвечиваются в красивые красные цвета, похожие на цвета драгоценного рубина.

Медные рубины более капризны, чем золотые, и потому часто случалось, что при варках медного рубинового стекла хорошее красное стекло не выходило. А иной раз стекло получалось совсем неокрашенным и никакими способами не удавалось вызвать в нем красную окраску.

Много позже, когда варкой стекла стали интересоваться ученые-химики, они разобрались во всех тонкостях производства всевозможных окрашенных стекол и избавили стеклоделов от многих досадных неудач.

Почему же медные рубиновые стекла получаются не всегда одинаково удачно? Оказалось, что не всегда медь ведет себя в стекле одинаково. Чтобы получить красивый рубин, надо, чтобы медь не соединялась с другими составляющими стекла, а находилась в нем в виде мельчайших кристалликов металлической меди, которые равномерно распределены по всему стеклу. При варке медного рубина частицы меди сначала очень малы и их присутствие в стекле ничем не обнаруживается. Поэтому быстро остывшее стекло бесцветно. Но стоит только это стекло нагреть и подержать при температуре в 600-700°, как начинает появляться красная окраска и стекло превращается в рубин.

Что же здесь происходит? Оказывается, что при этих температурах ( хотя стекло еще твердое), в нем уже возможно некоторое движение, и вот частицы меди приближаются друг к другу, собираются вместе и выстраиваются в определенном порядке. Эти кристаллики уже настолько велики, что не могут пропустить весь попадающий на них свет. Они образуют как бы сетку, в которой застревают лучи света всех цветов, кроме красного.

Красным же лучам удается пробраться через эту сетку, и поэтому стекло становится красным. О них так и говорят, что они пропускают красные лучи и поглощают все остальные. Они как бы фильтруют свет, как фильтруют химики в лаборатории свои растворы. Осадок остается на фильтре, а раствор свободно проходит через него. Этим-то свойством пропускать или поглощать лучи разного цвета и объясняется окраска всех без исключения стекол. Цветные стекла, которые используются для выделения лучей какого-нибудь одного цвета, так и называют светофильтрами.

Конечно, свет фильтруется через стекло не совсем так, как фильтруются растворы. В зависимости от того, какое вещество вводится в стекло, меняется цвет стекла, то есть через одни стекла проходят только синие лучи, а через другие - только зеленые. При этом только в рубиновых стеклах введенные частицы металла находятся в виде кристалликов, а в большинстве других стекол металл так же хорошо в них растворен, как сахар или соль в воде, и образует со стеклом вполне однородную массу. Однако способность поглощать или пропускать лучи разных цветов остается. Больше того, та же самая медь, если она будет находиться в стекле не в виде кристалликов, а растворится в нем и соединится с другими его частями, окрасит стекло уже не в красный, а в сине-зеленый цвет.

Теперь уже очень хорошо известно, какие металлы окрашивают стекло в тот или другой цвет. Например, никель окрашивает стекло в фиолетовый или коричневый цвет, хром - в желто-зеленый, кобальт - в синий, марганец — в фиолетовый. Если ввести в стекло одновременно 2 или 3 красителя, можно получить промежуточные цвета. Так, для того, чтобы получить зеленое стекло, надо ввести в стекло вместе и медь, и хром.

Однако далеко не все красители можно смешивать в стекле. Если в шихту стекла ввести марганец и железо, то окраска марганца совсем пропадет и стекло обесцветится. Наоборот, хром при внесении его в стекло вместе с марганцем очень усиливает окраску последнего. Составные части самого стекла также очень сильно влияют на окраски, производимые одними и теми же красителями.

Современные химики и инженеры умеют получать стекло любых цветов и оттенков и по своему усмотрению изменять их лучше, чем это делали в старину самые опытные мастера. И уж конечно, не делают из этого секретов.

Какие только стекла не делают теперь на стекольных заводах! Разнообразие их, пожалуй, больше, чем разнообразие красок в палитре художника. Цветные стекла используются теперь не только для изготовления красивой посуды, картин и украшений зданий. Они служат также для всевозможных научных и технических целей. Цветные светофильтры используются в приборах для выделения из белого света лучей какого-либо одного цвета, для поглощения вредных или мешающих лучей.

Везде мы видим цветные стекла. Как ярко светятся в темноте красные, зеленые и желтые сигнальные огни! Красные фонари в фотографических лабораториях предохраняют от порчи светочувствительные пластинки и бумагу. Желтые светофильтры употребляются для аэрофотосъемки и фотографии.

Есть еще черные стекла, выделяющие невидимые ультрафиолетовые или инфракрасные лучи, и стекла, которые, наоборот, поглощают эти лучи и пропускают видимые.

Можно было бы привести еще много примеров применения светофильтров, но мы расскажем только о некоторых из них.

К списку разделов

Темные стекла

Если смотреть на солнце незащищенными глазами, то можно сильно испортить зрение. Поэтому для наблюдения солнечного затмения рекомендуют всем смотреть на солнце только через закопченное (непрозрачное) стекло . Черная сажа, ложась тонким слоем на стекло, сильно ослабляет солнечный свет. При этом все солнечные лучи, проходящие через такое стекло ослабляются одинаково.

Но закопченное стекло не очень-то удобно. Сажа быстро смазывается со стекла и оказывается на пальцах и на носу наблюдателя.

Темные стекла нужны не только для наблюдения такого редкого явления, как солнечное затмение. Они нужны везде, где люди имеют дело с очень яркими источниками света, слепящими глаза.

Другими словами, почему бы не придумать такой светофильтр, который мог бы заменить закопченное стекло?

Оказалось, что это сделать совсем не сложно. Вводя в стекло сразу несколько металлов, главным образом никель и железо, можно получить серые стекла (они поглощают практически в одинаковой степени лучи всех цветов).

Темные стекла необходимы для многих целей.

Через темное стекло смотрят на ослепительно яркое пламя вольтовой дуги при электросварке. Без такого стекла сварщик очень скоро ослепнет.

Темные стекла вставляют в очки, которые носят люди с больными глазами. Для них даже обычный дневной свет слишком ярок и может сильно утомлять глаза, а иногда даже вызвать слепоту.

Путешественники и туристы, которые проводят много времени на освещенных солнцем снежных пространствах, также должны предохранять свои глаза от ослепительно яркой белизны снега.

Темно-серые стекла ослабляют лучи всех цветов равномерно. Сквозь обычные темные очки всё видно, как в сумерки, а в сумерки все цвета теряют свою чистоту и меньше отличаются друг от друга.

Но иногда бывает необходимо совершенно отчетливо разглядеть всё, что находится на освещенных солнцем, ослепительно ярких пространствах воды, неба или снежных равнинах. Тогда применение обычных серых очков уже не поможет. Для этого случая нужны такие очки, которые и глаза защищают и в то же время не сглаживают, а, наоборот, усиливают различие в окраске предметов.

Оказалось возможным справиться и с этим. Удалось получить такие стекла, которые имеют серую окраску, - значит, защищают глаза и в то же время не ослабляют, а, наоборот, делают более заметным различие в цвете. Для этого надо, чтобы не все цвета ослаблялись одинаково, а только некоторые, называемые дополнительными. Эти стекла назвали цветоконтрастными.

К списку разделов

Инфракрасные лучи и ультрафиолет. Стекло севера и стекло юга.

В 1800 году английский астроном Гершель решил узнать, какие лучи несут больше всего тепла. Он пропустил солнечный свет через призму так, что получился спектр. Затем в различных местах спектра он положил термометры.

А один из термометров он положил за красной полосой спектра. Там, где было темно.

Вскоре все термометры нагрелись.

В зеленой полосе солнечного спектра ртуть термометра поднялась на три градуса, в фиолетовой - на два. А больше всего - почти на семь градусов - поднялась она в том термометре, который лежал в темноте, за красной полосой.

Это было очень странно.

Много раз повторяли этот опыт и каждый раз больше всего нагревался тот термометр, который оставался за красной полосой.

Это можно было объяснить только так: спектр солнечного света на самом деле шире, чем его видят наши глаза. По соседству с красными лучами имеются еще какие-то, невидимые нами, лучи. И эти-то лучи несут больше всего тепла.

Так были открыты невидимые лучи, лежащие за красной полосой солнечного спектра. И дали им название – инфракрасные лучи.

Не прошло и года, как были открыты другие невидимые лучи. Те, что находятся за другим краем спектра, по соседству с фиолетовой полосой. Названы они были ультрафиолетовыми лучами.

На эти лучи указал не термометр, т.к. ультрафиолетовые лучи или ультрафиолет несут очень мало тепла. Их уловила фотопластинка: она потемнела там, где ее коснулись эти лучи.

Кто бы мог подумать прежде, что кроме видимого нами света есть еще и такой, который мы не видим?

Инфракрасных лучей мы не видим, но все же мы их чувствуем: ощущаем их теплоту. Ультрафиолетовые лучи мы не ощущаем никак. А между тем эти лучи очень сильные: они, например, убивают бактерии.

Человеку такие лучи — конечно, не в чрезмерном количестве - полезны. Недаром их называют «лучами жизни».

И вот, оказывается, эти «лучи жизни» не могут проникнуть к нам в комнаты. Стены домов задерживают большую часть всего солнечного света, а стекла в окнах, пропуская видимые лучи, задерживают примерно половину ультрафиолетовых. Значит, в комнаты проникает ультрафиолетового света во много раз меньше, чем содержится его в солнечных лучах, доходящих до земли. Понятно, что человек, не выходящий из комнаты, не может загореть, даже если комната считается солнечной.

Тот, кто проводит большую часть времени в помещении, расплачивается за это - особенно, если он живет на севере,- малокровием. Еще хуже приходится детям: кости у них не крепнут и ножки становятся кривыми. И всё это из-за недостатка ультрафиолета!

Как было бы хорошо, если бы можно было создать «искусственное солнце» в комнате, то есть источник света, излучающий необходимые человеку ультрафиолетовые лучи!

Ультрафиолетовых лучей очень много дают пары ртути, когда через них проходит электрический ток. Но для того, чтобы такие лампы могли заменить солнечный свет, их стеклянная трубка должна хорошо пропускать ультрафиолетовые лучи.

Оказывается, такое стекло можно сварить не из обычной смеси соды, извести и песка, а из кварца.

Кварцевые лампы изливают целые потоки ультрафиолетового света.

В каждой больнице имеются теперь специальные лампы из этого стекла; их называют «горным солнцем» или кварцевыми лампами. Болезни боятся их света: раны быстрее затягиваются, воспаление проходит, малокровие исчезает.

Из кварцевого стекла делают в больших количествах трубки для ртутных ламп, но большие тонкие листы для окон делать еще не научились. А как бы хорошо было по возможности пропустить ультрафиолетовую часть солнечного света через оконные стекла в комнаты! Нельзя ли всё же сделать оконное стекло прозрачным для ультрафиолетовых лучей?

Это была не легкая задача, но химики ее разрешили.

Химики начали с того, что попытались узнать, какое же вещество из тех, что составляют стекло, задерживает ультрафиолетовые лучи. Оказалось, что ни песок, ни известь, ни сода в этом не виноваты. Виновно железо, — ничтожная примесь железа имеется в стекле.

Наоборот, примесь борной кислоты облегчает ультрафиолетовым лучам прохождение сквозь стекло.

Узнав это, химики составили особый рецепт стекла, такого стекла, в котором почти нет железа и много борной кислоты. Это стекло назвали увиолевым стеклом.

Так химики разрешили трудную задачу: создали стекло, прозрачное для ультрафиолетовых лучей.

Казалось бы, недалеко то время, когда в окна можно будет вставлять увиолевое стекло и в комнату впервые за тысячи лет вольется настоящий, оздоравливающий солнечный свет.

Но, к величайшему огорчению ученых и врачей, оказалось, что в больших городах, над которыми всегда поднимается дым и копоть многочисленных заводов, ультрафиолетовые лучи почти полностью поглощаются атмосферой и до нас доходит солнечный свет, почти лишенный целебных ультрафиолетовых лучей.

Так что вставлять в окна городских домов увиолевые стекла бесполезно. Но зато за городом, в больницах и санаториях, где лечатся и отдыхают больные, конечно, надо стараться использовать весь ультрафиолетовый свет. Особенно это важно на севере, где солнце не так щедро и его свет надо ловить и ценить.

Но только разрешили ученые, задачу получения стекол, пропускающих ультрафиолетовые лучи, как перед ними встала другая, обратная: создать стекло, совершенно не пропускающее эти лучи.

Мы уже говорили, что обычное стекло пропускает очень мало ультрафиолетового света. Но даже и это малое количество невидимого света может иногда натворить большие беды.

В витрине магазина выставлены красивые пестрые ткани. Их заливают потоки солнечного света. Не пройдет и десяти дней, как краски заметно поблекнут, дорогие ткани «выгорят». Это сделают ультрафиолетовые лучи.

В просторных залах библиотеки имени Ленина в Москве бережно хранятся рукописи и письма великих русских писателей: Пушкина, Гоголя, Толстого, Горького. В широкие окна льется солнечный свет, а с ним и ультрафиолетовые лучи. Чернила бледнеют и выцветают, сама бумага желтеет. Если не принять мер, то через месяц вместо драгоценного документа у нас окажется простой листок бумаги: все, что на нем было написано, исчезнет бесследно.

Можно ли сделать стекло совершенно непрозрачным для ультрафиолетовых лучей?

Казалось бы, проще всего сварить стекло с большой примесью железа; ведь именно железо задерживает эти лучи. Но такое стекло было бы зеленым и оно плохо пропускало бы и видимый свет.

Химики нашли среди «редких земель» такие, которые задерживают ультрафиолетовый свет еще сильнее, чем железо. Сварили стекло с примесью этих веществ. Получилось стекло бесцветное и не пропускающее невидимых ультрафиолетовых лучей.

Такое стекло изготовляют теперь специально для музеев и библиотек.

Инфракрасные лучи тоже причиняют подчас большие неприятности.

Больному делают сложную операцию. Над столом висит очень мощная лампа: хирургу надо отчетливо видеть все кровеносные сосуды и нервы, идущие к больному органу. Но всякая лампа дает не только обычные, но еще и инфракрасные, тепловые лучи. И вот в операционной становится жарко, как в бане, хирургу работать тяжело, лампа обжигает и сушит рану.

Т.е. оказалось нужным как-то обезвредить лампу: придумать фильтр, который задерживал бы тепловые лучи. Конечно, таким фильтром могло быть только стекло, теплозащитное стекло.

Химики сумели создать и такое стекло.

В этом случае железо сослужило полезную службу. Ни один другой металл не задерживает инфракрасные лучи так хорошо, как железо, если одновременно с железом в стекло добавить немного угля и металлического олова или цинка. При этом железо окрашивает стекло довольно слабо в зеленовато-голубой цвет. Поэтому теплозащитное стекло, избавляя от теплового действия инфракрасных лучей, почти не искажает окраску рассматриваемых через него предметов.

Такое стекло нужно не только в операционных. Теплозащитные светофильтры используются, например, в кинопроекционных аппаратах. Дело в том, что цветные киноленты менее прозрачны, чем черно-белые, и для того, чтобы цветное изображение на экране было достаточно ярким, надо иметь в кинопроекторе очень мощный источник света. Но такие источники света вместе с мощным потоком света излучают и очень много тепла.

Сильный перегрев очень вреден для цветной пленки: она пересыхает, и ее краски выцветают. Понятно, что при таких условиях пленка очень быстро портится, а ведь картина должна жить как можно дольше, чтобы ее посмотрели во всех уголках страны. Как же сохранить кинопленку? И здесь также помогло теплозащитное стекло: его ставят между источником света и кинолентой. Стекло поглощает почти все тепловые лучи и пленка не перегревается.

Очень полезны теплозащитные стекла и тогда, когда людям приходится работать рядом с печами, от которых пышет жаром.

Но у всех теплозащитных стекол есть один существенный недостаток. Ведь когда стекло поглощает тепло, оно само нагревается. Чем дольше находится теплозащитное стекло на пути тепловых лучей, тем сильнее оно нагревается. Наконец температура стекла становится настолько высокой, что оно само делается источником тепла.

Многие, не учитывая собственного нагревания теплозащитных стекол, считали, что на юге, где летом очень жарко, надо вставлять в окна домов и веранд теплозащитные стекла, и тогда в помещениях будет приятная прохлада. Однако это не совсем так. Поглощая солнечные лучи, стекла постепенно накалятся и от них начнет излучаться тепло, как от жарко натопленных печек. Ясно, что в этом случае значительной защиты от тепловых лучей не получится.

Для защиты помещений от перегрева солнцем было бы значительно интереснее иметь стекла, которые не поглощают, а отражают тепловые лучи. Обыкновенное зеркало получается при нанесении на стекло тончайшего слоя алюминия или другого металла. Блестящая поверхность металла отражает почти весь падающий на нее видимый свет. Можно найти и нанести на стекло такие пленки, которые будут пропускать все видимые лучи и отражать тепловые.

Такие инфракрасные зеркала почти не нагреваются и смогут служить надежной защитой от тепловых лучей как угодно долго.

К списку разделов

Стекло для невидимого света. Люминесценция. Лучи Рентгена

Но не всегда инфракрасные лучи излишни. Бывают и такие случаи, когда нам нужны именно эти лучи, а не видимый свет.

Инфракрасными лучами пользуются, например, на войне. На фотопластинке, чувствительной к этим лучам, можно снять - в полной темноте - военный лагерь противника, город, военный корабль. Через туман невидимые инфракрасные лучи проникают лучше, чем видимые, и они противнику незаметны.

Их пускают узким пучком, как луч прожектора, и такую передачу сигналов противнику очень трудно перехватить. Во всех таких случаях нужна лампа, дающая только инфракрасные лучи.

Однако лампы, которая давала бы лишь одни эти лучи, нет. Всякая лампа испускает и видимые и невидимые лучи. А ведь если к пучку невидимых лучей примешаются видимые, сигнализация сразу станет заметной, ее увидит неприятель.

Надо, значит, задержать на этот раз видимый свет, а пропустить одни только инфракрасные лучи. Это делает особое, черное - с добавкой марганца и хрома - стекло — марблит. Лампа, сделанная из этого стекла, совсем не светит, хотя бы она была светосилой в тысячи свечей. Марблит задерживает видимый свет. Зеркальный отражатель с таким стеклом пропустит только инфракрасные лучи.

Не менее важным стеклом, открывшим перед учеными новые возможности, оказалось стекло, которое поглощает все лучи, кроме ультрафиолетовых. Если через такое стекло смотреть даже на ярко освещенные предметы, то их будет совсем не видно, а ультрафиолетовые лучи оно будет пропускать очень хорошо. Этим стеклом воспользовались, чтобы отфильтровать (выделить) один только ультрафиолетовый свет.

Если источник света, например, ртутную дугу, заключить в фонарь с таким стеклом, то в комнате будет почти совершенно темно, конечно, если перед этим закрыть черными шторами окна. Но вот вы вошли в комнату, немного присмотрелись и привыкли к темноте, и тогда вы будете наблюдать очень интересные явления. Прежде всего вы увидите, что на темном фоне лиц окружающих вас людей светятся яркими голубовато-белыми пятнами белки глаз и зубы, а также ногти на руках. Некоторые предметы, за которыми раньше, при обычном свете, не наблюдалось ничего особенного, также начинают светиться необычным, каким-то совсем особенным, волшебным светом, и при этом окраска его очень разнообразна.

Многие кристаллические вещества, природные минералы, растворы органических красителей, а также многие сорта стекол светятся голубым, зеленым, желтым, красным, - словом, всеми цветами спектра. Это так красиво, что те, кто видят это замечательное явление в первый раз, обычно не могут оторвать глаз от волшебной игры красок.

Особенно замечательно то, что светится вся глубина вещества, а не только его поверхность. Это явление свечения различных веществ при освещении их ультрафиолетовым светом называется люминесценцией.

Наука о люминесценции многим обязана крупнейшему советскому физику, академику С. И. Вавилову и его ученикам.

Люминесценцию сейчас очень часто можно видеть в театрах. Никакими другими световыми эффектами и техническими приспособлениями нельзя изобразить всевозможные сказочные превращения и волшебства так красиво и просто, как с помощью люминесценции. Если на темной сцене вдруг распускаются чудесные светящиеся цветы или вырастают роскошные дворцы, - это значит, что в рампе зажгли ртутные лампы, закрытые черным стеклом, пропускающим только ультрафиолетовые лучи. Цветы же и дворцы были нарисованы на декорациях заранее особыми составами, которые светятся под действием ультрафиолетовых лучей, а при обычном свете их совсем не видно.

Люминесценция не только эффектное, красивое зрелище. Это целый огромный мир, который открылся ученым совсем недавно, всего лишь несколько десятилетий назад. А сейчас наука о люминесценции бурно развивается и проникает в самые разнообразные отрасли науки, промышленности и искусства.

С помощью люминесценции изучают законы строения вещества и изменений, происходящих в них. Открывают ничтожные примеси различных металлов в рудах. По характеру и цвету люминесценции различают совершенно одинаковые по внешнему виду материалы, обнаруживают дефекты в металлических деталях, определяют всхожесть семян и т. д.

Очень важные результаты дала науке микроскопия в ультрафиолетовых лучах. Оказалось, что многие микроорганизмы и клетки, если их рассматривать под микроскопом в ультрафиолетовом свете, становятся хорошо видны благодаря тому, что они сильно люминесцируют различными цветами. При рассмотрении же в обычном белом свете их часто совсем нельзя различить, т.к. они не отличаются по цвету от окружающей среды.

С помощью люминесцирующих веществ даже превращают энергию ультрафиолетовых лучей в видимый свет.

Что же это за черное стекло, с помощью которого можно видеть невидимый свет и выделять одни только ультрафиолетовые лучи из солнечного света или другого источника света? Это стекло, прежде всего, должно быть изготовлено из очень чистых материалов, таких же чистых, как те, из которых изготовляют бесцветные, прозрачные для ультрафиолетовых лучей стекла. К такому чистому стеклу добавляют довольно много никеля и кобальта, которые так сильно окрашивают стекло, что оно кажется совсем черным, но для ультрафиолетовых лучей оно остается еще очень прозрачным.

Есть еще лучи Рентгена. Ими просвечивают тело насквозь, так что становятся видны внутренние органы и кости. Кроме того, они излечивают многие болезни.

Однако эти лучи в то же время очень опасны.

Первой жертвой их был ученый Халл-Эдуарс. Он начал исследования рентгеновских лучей в 1896 году, вскоре после того, как они были открыты.

Спустя некоторое время доктор Халл-Эдуарс заметил на своей руке небольшую язву. Затем появились одна за другой еще несколько язв. Лечение не помогало. Язв становилось всё больше, он начал сильно страдать.

Только тогда он понял, как лукавы эти новые лучи. Они исцеляли пациентов, но уничтожали мышцы и кости врача. В конце концов ему пришлось отнять руку.

С тех пор врачи, работающие у рентгеновских аппаратов, стали защищаться свинцовым экраном: свинец — это как бы защитная броня, которая не пропускает рентгеновские лучи. Но через свинец ничего не увидишь. Нужна была прозрачная броня.

На помощь опять пришли химики-стеклотехники. Они сварили стекло с большой примесью свинца. Плитки из такого стекла прозрачные для световых лучей и непроницаемы для рентгеновских.

К списку разделов

Рубиновые звезды и золотой шпиль

На старинных башнях московского Кремля день и ночь сверкают пять рубиново-красных пятиконечных звезд.

Они сделаны из ярко-красного рубинового стекла. Это рубиновое стекло получается путем введения в его состав не дорогого золота или капризной меди, а селена в комбинации с другими химическими соединениями. Его и называют селеновым рубином.

Селеновые рубиновые стекла обладают очень красивой, яркой окраской и имеют одно очень важное и интересное свойство. Меняя соотношение между количествами красителей, можно получать желтые, оранжевые, красные и темно-красные стекла. Селеновые стекла много дешевле, чем золотые, а по красоте цвета не уступают золотым и значительно превосходят медные. Селеновые рубины узнали и научились варить совсем недавно, каких нибудь три десятка лет назад, а сейчас они уже почти полностью вытеснили старые золотые и медные рубины.

Для того, чтобы звезды были красивого красного цвета не только ночью, но и днем, их сделали из светло-красного стекла и положили на слой молочно-белого стекла.

Стекла вставлены в металлический каркас. Размер звезд в поперечнике достигает 3 — 4 метра. Внутри каждой звезды установлена лампа мощностью в 5000 ватт. Чтобы звезда светилась равномерно по всей поверхности, свет лампы направляется в каждый луч звезды системой стеклянных призм, подобных тем, которые применяются в маяках. А чтобы лампа и стекла не перегревались, снизу их обдувают специальные вентиляторы.

Таких красивых, постоянно действующих сооружений из стекла нет нигде в мире.

Нельзя не рассказать еще об одном интересном и новом опыте применения цветного стекла для оформления архитектурного сооружения.

В прежнее время некоторые здания венчались шпилями, сверкавшими, на солнце своей позолотой. Такими золочеными шпилями украшены здания Адмиралтейства и Петропавловской крепости в Петербурге. Нелегко поддерживать в порядке эти шпили. Тонкий слой позолоты сходит довольно быстро, и шпиль тускнеет и темнеет. А производить золочение на месте очень сложно. Поэтому теперь золоченых шпилей не делают.

Но архитектура новых зданий иногда требует завершения острым, уходящим в небо шпилем. Из чего же можно сделать шпиль, более дешевый и прочный, чем золоченый, и не уступающий ему по красоте? Конечно, из стекла. Такой стеклянный золотой шпиль и увенчал высотное здание Дворца науки — Московского университета имени М. В. Ломоносова.

Красителей, окрашивающих стекло в золотой цвет, нет.

Каким же образом сделали золотой стеклянный шпиль?

Очень просто. Грани шпиля сделали из ярко-желтых стекол, а их внутреннюю поверхность покрыли тонким слоем алюминия. Получилось золотое, сверкающее зеркало.

Глядя на шпиль университета снизу, никто и не догадается, что это не золото, а стекло.

Этот шпиль даже красивее золотого, потому что больше блестит. А жить этот шпиль будет много дольше, чем золотой. Ведь наружный слой стекла хорошо предохраняет зеркало от дождя и снега, и оно всегда будет оставаться блестящим.

Как видно, возиться с позолотой теперь совсем не нужно. Наверное, такой способ украшения зданий со временем будет широко использоваться.

Вот как высоко забрались цветные стекла и как они исправно служат на своих местах.

К списку разделов

Смотрите также: