Современные методы производства зеркал

Истоки

С незапамятных исторических времен, отражения приводили человечество в восторг. Якобы Нарцисс был околдован своим собственным отображением в водной глади, а в сказках магические силы были сосредоточены в зеркалах. Зеркала берут свое начало от отражаемых водных поверхностей и полированных металлических пластин до портативного зеркальца и зеркал для ванных комнат. Зеркала используются в декорировании интерьеров с 17 века, а отражающие поверхности на машинах и на лобби отелей до сих пор достаточно популярны в современном дизайне. Зеркала используются практически везде: зеркала, в которые мы смотримся, зеркала заднего вида на автомобилях, в строительстве небоскребов, в изготовлении приборов для научных исследований, таких как микроскопы и лазеры.

В сущности, отличие современного зеркала от отражения в водной гладит не так фундаментально. Когда свет попадает на какую-либо поверхность, большинство из них будут отражаться. Зеркала это просто гладкие поверхности с глянцевыми, непрозрачными задними фонами, которые очень хорошо отражают.

Вода отражает хорошо, стекло отражает недостаточно, полированный металл отражает очень хорошо. Степень отражаемости (как много света отражается от поверхности, коэффициент диффузии поверхности, каково направление светового отражения от поверхности) может варьироваться. Тем не менее, данные вариации всего лишь тонкости. Обычно все отражающие поверхности и зеркала имеют одинаковые свойства. Зеркала, сделанные человеком, существовали с древних времен. Первые зеркала представляли чаще всего кусок полированного железа и использовались только высшей знатью. Внешний вид отражал, а в некоторых случаях, и устанавливал положение и власть в обществе, поэтому потребность в отражаемом стекле была очень высока, точно так же как и потребность в усовершенствовании техники производства зеркал. Серебрение — процесс нанесения на заднюю поверхность стекла расплавленного серебра — стало очень популярным методом в изготовлении зеркал в 17 веке. Стекло, используемое в этих ранних зеркалах, очень часто было покоробленным, тем самым искажало картинку.

Иногда отражения в таких зеркалах напоминали отражения в сегодняшних «Комнатах смеха». Современное изготовление зеркал и металлургические технологии позволяют делать лист стекла очень гладким с равномерным покрытием задней поверхности, придавая поверхности идеальную четкость. До сих пор качество зеркал зависит от времени и материалов, затраченных на их производство. Портативное зеркало для сумочки может искажать изображение, тогда как хорошее зеркало для ванной комнаты вряд ли будет иметь видимые недостатки. Зеркала для науки изготавливаются практически без дефектов и искажающих свойств.

Свойства материалов оказывает большое влияние на качество зеркала. Свет лучше отражается от не диффузионных, гладких и непроницаемых поверхностей, чем от прозрачных. Малейшее отклонение от этих постулатов уменьшает эффективность зеркала.

Инновации в производстве зеркал направлено непосредственно на придание стеклу гладкости и нанесения металлического покрытия одинаковой толщины, потому что свет, проникая через разные толщины стекла, может создавать искаженную картинку в отражении.

Сырье

Стекло, основной элемент зеркала, плохой отражатель. Оно отражает лишь 4% света, падающего на него. Но, тем не менее, стекло обладает хорошим свойством однородности, особенно в полированном виде. Это значит, что после полировки на стекле практически не остается углублений, что создает прекрасную базу для нанесения отражающего металлического покрытия. Когда слой металла нанесен, покрытие становится очень ровным, без выпуклостей и впадин. Есть еще одна причина тому, что стекло это отличный материал для зеркал. Дело в том, что стекло можно формовать, придавая ему различные формы для специфических зеркал. Пластины стекла делаются из диоксида кремния, добытого или очищенного из песка. Стекло, сделанное из природных кристаллов диоксида кремния, известно как плавленый кварц. Существуют так же синтетические стекла, которые относятся к синтетическому плавленому кварцу. Диоксид кремния или кварц расплавляются при высокой температуре и отливаются в листы.

Эти базовые материалы должны иметь покрытие, чтобы получилось зеркало.

Металлическое покрытие является общепринятым. Разнообразные виды металлов, такие как серебро, золото, хром, используются для этого. Серебро было наиболее популярно сто лет назад. Отсюда и происхождение термина «серебрение». На старых зеркалах, имеющие серебряную основу, часто видны темные полосы на стекле, это из-за того, что материал был покрыт толстым неоднородным слоем, что приводило к напластовыванию, царапанью и тусклости. До 1940 года, производители зеркал использовали ртуть. Она идеально ровно ложилась на поверхность и не тускнела. Но такая практика вскоре забылась, так как было проблематично хранить токсичную жидкость. Сегодня, алюминий является общепризнанным металлическим покрытием для зеркал.

Научные зеркала иногда покрывают другими металлами, например, диоксидом кремния и нитридом кремния. Эти типы покрытия используется как изолирующие покрытия, и используются в качестве, как отражателей, так и защитной отделкой на металлическом покрытии. Они меньше подвержены повреждениям, чем металл. Научные зеркала так же покрывают серебром или золотом, чтобы иметь возможность отражать определенные цвета света.

Структура

Поверхность — это наиболее важная часть в дизайне зеркала. Зеркала, используемые в домашнем хозяйстве, имеет приблизительно те же характеристики, как и оконное стекло или стекло для фото рамки. Используемое стекло должно быть достаточно ровным и прочным. Конструктору достаточно только определить желаемую толщину стекла, например, более толстое стекло — более прочное, но и более тяжелое. Научные зеркала обычно имеют специальную структуру покрытия. Такие покрытия идеально гладкие, в несколько тысячных дюймов, со специально сконструированным искривлением, почти как в линзах для очков. Структура таких зеркал так же важна, как и для линз, использующихся в офтальмологии. Зеркало может быть предназначено как для фокусирования света, так и для его рассеивания. Конструкция зеркала также должна соответствовать типу покрытия, нанесенного на него. Покрывающий материал выбирается, исходя из требований прочности и степени отражения, и может зависеть от предназначения зеркала.

Покрытие может наноситься на переднюю и на заднюю часть зеркала. Каждый последующий защитный слой должен быть точно определен соответственно каждому этапу нанесения. Для большинства зеркал, отражающее покрытие наносится на заднюю часть поверхности стекла, так как она менее подвержена повреждениям. Задняя поверхность зеркала чаще всего защищена пластиковой или металлической пластиной, что позволяет защищать покрытие от доступа воздуха и острых предметов.
Для научного применения обязательно учитывается цвет, длина световой волны, которую будет отражать зеркало. По стандарту, для зеркал, применяемых для видимого света и ультрафиолетового излучения, используется покрытие из алюминия. Если зеркало предназначено для инфракрасного излучение, то лучше использовать покрытие из серебра или золота. Диэлектрическое покрытие также хорошо подходит для ИК-диапазонов. В итоге можно сказать, что выбор покрытия одинаково зависит и от прочности, и от диапазона длины волн, и иногда отражательными свойствами жертвуют в пользу прочности. Диэлектрическое покрытие, например, менее подвержено царапинам, чем металлическое, и, несмотря на дополнительные расходы по стоимости, часто наносится поверх металлического, чтобы защитить его. Покрытия на научных зеркалах с распределением коэффициента отражения обычно наносятся на переднюю поверхность стекла, потому что свет, проходящий через стекло всегда будет искажаться в немалой степени. А это нежелательно во многих научных применениях.

Производственный процесс

Порезка и придание формы стеклу

Первый шаг в производстве зеркала — вырезка по эскизу стекла — заготовки для придания ей в последствие желаемой формы. Если зеркало вырезается для автомобиля, например, то стекло будет вырезано по шаблонам зеркал для машины. Некоторые производители зеркал сами режут стекло, некоторые получают уже готовые заготовки. Не зависимо от того, кто режет стекло, для порезки используются высокотвердые, хорошо заостренные ножи. Алмазные резцы или пилы — острые металлические наконечники или дисковые пилы с алмазным напылением на них- используются чаще всего, так как алмаз не изнашивается стеклом.

Метод порезки стекла напрямую зависит от формы, которую хотят придать зеркалу. Например, по одному методу ножи прорезают зеркало в нескольких местах (точечно), а потом под давлением стекло выдавливается по прорезанным контурам. По другому методу специальная машина с алмазными дисками режет стекло по всей длине и ширине по принципу автоматической ленточной пилы. Порезка осуществляется всегда перед нанесением покрытия. Как альтернатива порезки стекла на заготовки существует формовка стекла в расплавленном виде.

Далее заготовки помещаются в оптическую шлифовальную машину. Эта машина состоит из широких плит-оснований с выемками, которые удерживают заготовки стекла. Закрепленную заготовку располагают вплотную к другой металлической плите, которая содержит желаемое покрытие: плоское, выпуклое или вогнутое. Шлифовальная смесь – жидкость с абразивом — распределяется на стеклянной заготовке вращательными и втирательными движениями. Процесс очень похож на размалывание специй в ступке. Шлифовальные зерна постепенно стирают слой поверхности стекла до тех пор, пока оно не примет форму шлифовальной пластины. В процессе шлифования диаметр абразивных зерен каждого номера уменьшают до тех пор, пока поверхность гладкая и ровная. Отшлифованный слой стекла снимается с помощью полировки.

Существует ручной способ шлифовки, но он очень трудоемкий и трудно контролируемый. Этот способ используется в тогда, когда механическое шлифование невозможно, например, в случае если стекло очень широкое или специфической формы. Заводские шлифовальные машины могут размещать одновременно от 50 до 200 заготовок, полируя их вместе. Это более эффективно, чем ручная шлифовка. Даже специализированную оптику изготавливают механически, с помощью специальных приспособлений.

Нанесение отражающего материала

Когда зеркалу придали нужную форму и отполировали, конструктор выбирает желаемое отражающее покрытие. Независимо от того, какое покрытие выбирается, наносится оно на одной и той же машине, которая называется выпариватель. Выпариватель — это широкая вакуумная камера, сверху которой находится плита, поддерживающая заготовку зеркала, а снизу находится контейнер-кристаллизатор для плавления покрывающего металла. Машина называется так, потому что металл нагревается в контейнере — кристаллизаторе до температуры, при которой он выпаривается в вакуум, распределяя покрытие на поверхность стекла. Заготовки помещают по центру над отверстиями верхней удерживающей плиты, так чтобы пары металла достигли поверхности стекла. Металлы могут нагреваться до сотни и тысячи градусов (в зависимости от точки кипения того или иного металла), прежде чем начнется выпаривание. Температурный и временной режимы контролируются очень тщательно, это нужно для того, чтобы достичь правильной толщины покрытия. Такой метод нанесения создает однородную и качественную отражающую поверхность.

Форма отверстий в верхней плите передает металл на стекло, как краски через трафарет. Этот эффект используется для придания зеркалу заданного узора.

Диэлектрическое покрытие наносится аналогичным образом. В качестве диэлектрического покрытия чаще всего используются диоксид кремния и нитрид кремния. Когда газы этих металлов смешиваются при экстремальном нагревании, они вступают в реакцию, образуя при этом очень твердую субстанцию. Такая реакция создает формы покрытия по прочности, не уступающие металлическим.

Некоторые этапы выпаривания могут комбинироваться для создания сложно структурных слоев покрытия. Прозрачные диэлектрические материалы могут наноситься поверх металлов или других диэлектриков, чтобы изменить рефлективные или механические качества поверхности.

Зеркала с серебряным покрытием на задней части стекла, например, имеют матовое диэлектрическое покрытие, чтобы улучшить отражающие свойства и уберечь металлическое покрытие от повреждений.

Наконец, когда покрытие нанесено, зеркало аккуратно упаковывается в противоударную упаковку для транспортировки.

Контроль качества

Как определить насколько хорошо зеркало, и насколько хорошим оно должно быть? Достаточно ли того, что оно отражает 80% света? И все ли 80% света отражаются в одном направлении? Ответ зависит от применения. Карманные зеркала отражают на 80 или 90% и могут иметь небольшие неровности в толщине стекла (подобие водной ряби). Картинка может быть слегка искажена в таком случае, но дефекты не видны невооруженным глазом. Если зеркало предназначается для использования в научных целях, например для телескопа, форма стекла и рефлективная способность рассчитывается до мелочей, дабы быть уверенным, что отражаемый свет пройдет именно там, где нужно конструктору и с определенной интенсивностью. Устойчивость зеркал определяется затратами на изготовление, насколько сложным или простым был процесс производства.

Однородность партии зеркал первостепенная задача обеспечения качества. Зеркала, произведенные с помощью разных производственных аппаратов, могут иметь различную поверхность. Если в одной партии товара широкий диапазон толщин или гладкость покрытия, то нужно улучшать способы производства, чтобы достигать максимальной однородности в одной партии.

Некоторые методы направлены на проверку целостности зеркала. Качество поверхности сначала определяется визуально: царапины, неровность, точки или разводы. Это можно сделать невооруженным глазом или с помощью микроскопа или фотографического процесса с инфракрасным светом, благодаря которому определяется разница в толщине металлического покрытия.

Для более точного контроля качества поверхности, используется метод прогона иглы по всей длине поверхности. Как только игла натыкается на препятствие, этот шаг сразу же записывается. Но при таком способе тестирования игла может механически повредить поверхность. Производители зеркал пришли к единому мнению: нужно использовать лазер. Лазер будет использоваться для бесконтактного тестирования поверхности, по принципу как СD диск проигрывается в музыкальном центре. Вдобавок к таким механическим тестам существуют тесты на восприимчивость к окружающей среде. Например, зеркала для машин проверяют в условиях экстремального холода и жары, проверяя, как они поведут себя в различных погодных условиях, тогда как зеркала для ванных комнат тестируют на водостойкость.

Будущее

Так как производство стекла усовершенствуется, зеркала находят применения во многих отраслях искусства и архитектуры. Более прочные и светлые зеркала наиболее привлекательны для дизайнеров. Некоторые технологии производства односторонних зеркал позволяют изготавливать окна с внешней зеркально стороной, тогда как внутренняя сторона остается прозрачной. Это придает интересный и необычный вид зданиям. Мало того, делает систему кондиционирования здания более эффективной, так как зеркало отталкивает жару в летний период. Такой вид окон стал наиболее популярен в офисных строениях.

Как делают зеркала? :: Класс!ная физика

Предшественниками современных зеркал были полированные куски обсидиана и бронзовые диски. А вот римляне стали подкладывали под кусочки цветного стекла металлические пластинки,
что приводило к лучшему отражению в них окружающих предметов.
В 13 веке, с началом производства сосудов из прозрачного стекла, стеклодув заливал внутрь такого сосуда олово, а когда оно остывало, разбивал сосуд. Эти кривые осколки и служили зеркалом.

Позднее стекло научились раскатывать в плоские листы.

В 16 веке для производства зеркал впервые применили амальгаму — сплав ртути и олова. «Стеклянные зеркала чернятся с исподу или покрываются оловянным листком, нартучиваются,» — так сказано о зеркале в толковом словаре Даля. Зеркала, покрытые амальгамой, давали бледное отражение. При их изготовлении приходилось иметь дело с ядовитыми веществами. Бывали случаи, когда рабочие отравлялись насмерть ртутными парами.
Поэтому через какое-то время от амальгамы отказались. В 19 веке немецкий ученый Ю. Либих
придумал безвредное, в отличии от ртути, покрытие для зеркала. Вместо этого стали наносить на стеклянный лист тончайший слой серебра. Чтобы нежная серебряная пленка не повредилась, сверху её научились покрывать слоем краски. Такие зеркала давали очень яркое изображение.

Современное зеркало

состоит из стекла и нанесённого на одну его сторону отражающего слоя, покрытого защитным слоем лака или краски. Существует несколько основных технологий изготовления зеркального полотна.

1. Устаревающая технология.

Зеркала изготавливают из обычного стекла. И сначала из листового полированного стекла вырезают заготовки нужной формы, шлифуют края и, если необходимо, сверлят отверстия. Затем стекло моют специальным раствором, чтобы поверхность была абсолютно чистой. Далее следует самый сложный этап в производстве — это напыление алюминия, реже титана или других металлов и сплавов. После напыления наносится защитное лакокрасочное покрытие. Этот способ дешев, но использование алюминиевых зеркал ограничено их малыми размерами.

2. Более современная технология.

При изготовлении серебряных зеркал в качестве отражающего слоя используется раствор серебра, на который затем наносится защитный слой меди или специальных склеивающих химикатов, а уже затем два слоя защитного лакокрасочного покрытия. Преимуществом данной технологии является отличное качество зеркал и большие размеры. Серебряные зеркала имеют повышенную влагостойкость.

 

Другие страницы по теме « Страна «Зазеркалье»»

Древние металлические зеркала
Старинные стеклянные зеркала
Сигнальное зеркало
Секрет Этрусских зеркал
Волшебные зеркала
Ещё о волшебных зеркалах
Перископ
Зеркало разведчика
Зеркало художника
Цилиндрические зеркала
Как делают зеркала
Зеркала Архимеда
Сферические зеркала
Зеркала для развлечений
Опыты с зеркалами
Калейдоскоп
Необычные зеркала
«Зеркальные»предрассудки
Зеркало, которое не врет
Вогнутые зеркалa
Антизеркало для видимого света

ОПТИКА В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ

По страницам старых журналов

Совпадающая с фоном окраска у представителей животного мира — это своеобразная шапка-невидимка. Но в природе однородный фон встречается крайне редко. Поэтому для надежной маскировки необходимо нарушить впечатление однородности и оптически расчленить предмет на несколько как бы различных.

Очень часто поверхность тела животного покрыта неправильным контрастным рисунком. Отдельные части этого рисунка в первую очередь привлекают внимание наблюдателя и мешают ему рассмотреть истинные контуры живого существа. Так, например, маскируются жирафы.

«Таинственность их исчезновения, — пишет известный натуралист, — просто поразительна. Я часто подбирался к ним, и если в этот момент какой-либо другой объект отвлекал на несколько мгновений мое внимание, то, взглянув снова, я видел, что они исчезли. Не просто скрылись, отойдя на какое-то расстояние, но буквально исчезли, пропали, как дымка тумана при восходе солнца».

Сколь это ни кажется странным, немногие животные так легко исчезают из виду, если на мгновение отвлечь от них свое внимание. А между тем используют жирафы чисто оптический эффект расчленения.

Устали? — Отдыхаем!

Вверх

Свет мой, зеркальце, скажи: как делают зеркала

Их называют отражением души и символом иного мира, их боятся разбить и в них хотят увидеть суженого, в них заблудилась Алиса и в них не отражаются вампиры – мы знаем о зеркалах множество поверий. А когда они появились, как выглядели первые зеркала и как их изготавливают сегодня – выяснял «Санкт-Петербург.ру».

От выдувания до литья. Как делали первые зеркала

 

В одной из египетских гробниц 150 лет назад археологи нашли статуэтку, изображавшую молодую женщину, с закрепленным на ее голове металлическим диском, от времени покрытым ржавчиной. Мнения археологов относительно того, для чего служил диск, разделились: опахало, украшение или просто-напросто сковородка для выпечки сладких хлебцев. Очистив диск от многовековой пыли, ученые обнаружили, что сделан он из бронзы, причем гладко отполированной – так что его поверхность отражала лицо смотрящего. Тайна была раскрыта – загадочный диск оказался зеркалом.

Действительно, первые зеркала были бронзовые, привычные нам стеклянные появились гораздо позже – в Средние века. В XIII веке в Европе научились выдувать сосуды из стекла: стеклодув заливал внутрь такого сосуда олово, а когда оно остывало, разбивал стеклянный шар. Эти вогнутые осколки и служили зеркалом. Способ покрывать стекло тонким слоем олова для получения более совершенного зеркала в 1279 году описал итальянский монах-францисканец Джон Пекам. Следом за ним технологию производства зеркал освоили в Голландии и Фландрии, а первый зеркальный цех появился в 1373 году в немецком Нюрнберге.

Лидером по производству зеркал в средневековой Европе стала Венеция после того, как в 1407 году братья Данзало дель Галло выкупили у фламандцев соответствующий патент. Венецианские зеркала отличало высочайшее качество, так как мастера добавляли в отражающие составы золото и бронзу. Способ изготовления зеркал хранился в глубокой тайне, потому целых два века богатые и знатные люди со всей Европы выписывали зеркала именно из Венеции. А стоили они действительно немало: одно венецианское зеркало равнялось по цене небольшому морскому судну и в два раза превышало в цене картину Рафаэля.

Делать из стеклянного пузыря плоский лист первыми научились муранские мастера. В начале ХVI века братья Андреа Доменико из Мурано разрезали еще горячий цилиндр из стекла, раскатали его и наложили на серебристую пленку амальгамы толщиной с папирусную бумагу, которую получали из раствора олова и ртути. Правда такой способ изготовления был вредным для здоровья работающих. Бывали случаи, когда рабочие отравлялись насмерть ртутными парами.

Диего Веласкес. Венера перед зеркалом. 1647–1651. Национальная галерея, Лондон. Фото: smallbay.ru

 

В конце XVI века французская королева Мария Медичи заплатила огромную сумму денег, выписав из Венеции 119 зеркал для своего зеркального кабинета. В ответ Венецианская республика преподнесла ей в дар лучшую работу муранских мастеров – небольшое зеркало размером с книгу в раме, украшенной агатами, ониксами и другими драгоценными камнями. Сегодня оно хранится в Лувре и является самым дорогим в мире.

Раскрыть секрет муранских мастеров решил французский министр Кольбер, который кусал локти, видя, как деньги из Франции уплывают в Венецию. Французские аристократы украшали зеркалами в драгоценных оправах дворцы и замки, чтобы демонстрировать гостям во время приемов свое благосостояние, а их жены и любовницы щеголяли в нарядах, украшенных маленькими зеркалами. И когда французская королева Анна Австрийская появилась на балу в платье, усыпанном зеркальными кусочками, месье Кольбер понял, сколько стоил казне такой наряд, и направил своих доверенных лиц в Мурано. Те под покровом ночи вывезли с острова нескольких мастеров и доставили их во Францию. Муранские беглецы выдали свои секреты французским мастерам, и в Тур де Виле в 1665 году открылась первая во Франции зеркальная мануфактура.

Французы даже превзошли в умениях своих учителей – они стали изготавливать более совершенные зеркала литьем, а не выдуванием. При способе, чьем автором называют Луку Де-Негу, расплавленное стекло прямо из плавильного горшка выливают на широкие железные столы с бортиками, как у бильярда, и раскатывают чугунным валом, наподобие того, как хозяйка, готовя пирог, раскатывает тесто скалкой. 

Зеркальная галерея Версальского дворца. Фото: visitefrance.ru

 

Большие зеркальные листы легли в основу Галереи зеркал в Версале, которую построили по заказу «короля солнца» Людовика XIV, чтобы ошеломить гостей. В фирме «Сан-Габен» изготовили 306 зеркал для галереи длиной 73 метра.

После открытия французской зеркальной мануфактуры и немецкого и богемского стекольных заводов цены на зеркала стали снижаться. Позволить себе иметь дома зеркало смогли и рядовые горожане — в XVIII веке уже две трети парижан обзавелись ими.

Безвредное, в отличии от ртути, покрытие для зеркал в 1835 году придумал немецкий химик Юстус фон Либих. Он стал наносить на стеклянный лист тончайший слой серебра.  Чтобы нежная серебряная пленка не повредилась, сверху ее научились покрывать слоем краски. Такие зеркала давали ясное изображение. Эта технология производства зеркал не утратила своего значения до настоящего времени.

Фото: Sue Allatt

 

Из серебра и алюминия. Как зеркала производят сегодня

 

Основу зеркала составляет обычное полированное стекло и отражающий слой, непроницаемый для солнечных лучей. От этого слоя как раз и зависит качество производимого зеркала. Его изготавливают из алюминия или же из серебра, как и пару веков назад.

Из листового полированного стекла вырезают заготовки нужной формы, шлифуют края и, если необходимо, сверлят отверстия. Затем стекло обрабатывают паром, с помощью щеток протирают меловым порошком, промывают и высушивают горячим воздухом. Очищенное стекло тщательно обезжиривают с обеих сторон техническим спиртом, бензином или другим растворителем.

Первый способ более доступный, а зеркало к тому же отличается лучшими отражающими способностями. Минус его только в небольших размерах.Далее следует самый сложный этап в производстве — это напыление алюминия, реже титана или других металлов и сплавов. Чтобы предохранить зеркало от влаги, поверх металлического раствора наносят защитный лак, слой меди и склеивающий состав.

Во втором случае на стекло распыляется серебро высшей пробы — 999, растворенное в аммиачной воде. Перед тем, как нанести раствор серебра, стекло промывают в содовом растворе, чтобы не осталось пятен – оно должно быть безукоризненно чистое. До нанесения слоя серебра стекло хранится, смазанное мелом.

Фото: rezka-stekol.ru

 

Форсунки распыляют серебро в несколько слоев – пока на стекле не появится отражение. В цеху завода всегда царит полумрак, это необходимо для того, чтобы проверять посеребренные зеркала на просвет, — в темноте опытный оператор сможет увидеть даже малейшие дефекты. Так как серебро является очень мягким материалом, который легко поцарапать, зеркало с посеребренной стороны покрывают толстым слоем краски. Слой серебра может быть заменен на слой золота, платины или никеля.

Готовые зеркала сушат в вертикальном положении и разрезают, если это необходимо. За сутки с конвейера завода сходит столько зеркал, что ими можно покрыть пять футбольных полей.

Сегодня для производства галантерейных зеркал, в основном, используют алюминирование, а для изготовления дорогих мебельных — серебрение. Чтобы изготовить небьющееся зеркало, за его основу нужно взять не стекло, а целлулоид. 

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Зеркало — настолько распространенный предмет нашего обихода, что сложно представить себе СЕБЯ без него. Каких только видов этого предмета быта не существует: маленькие и большие, круглые и квадратные, напольные, настольные и настенные, дома и в машине, на улице и в магазине… Зеркало — это источник информации.

Когда-то очень давно единственным источником отражения служили водоемы или случайные предметы с отражающей поверхностью.
Позже люди стали пользоваться начищенными до блеска медными, бронзовыми или другими металлическими пластинами.

В настоящее время зеркало производят:
из обычного стекла;
на основе серебра.

Первая технология изготовления зеркала представляет собой очищенное стекло, которое покрыто отражающим слоем. Для этого берут полированное стекло нужной формы, обрабатывают края, отмывают растворами до максимальной чистоты. Затем делают напыление алюминия, сплавов железа с титаном, хромом и другими металлами. После чего наносится специальное покрытие. Такой метод считается устаревшим и является очень дешевым, но изготовление таких зеркал возможно только при небольших размерах.

Применение серебряного раствора заключается в том, что на стекло наносится медный слой и клейкие химикаты, затем дважды лакируется. Качество изделия в данном случае будет выше.

Иногда стекло привозят на фабрику по изготовлению зеркал уже в готовом виде, но чаще всего его производят здесь же. Для этого все необходимые для его производства компоненты:

● доломит,
● сода,
● кварцевый песок,
● полевой шпат,
● уголь,
● битое стекло
перемалывают и тщательно перемешивают до получения однородного порошка стекольной шихты. Затем перемещают в печь для плавления (при температуре свыше 1500°С) и превращения в однородную жидкую массу. Из печи выходит полотно (3-4 метра ширина и около 4 мм толщина), которое направляется на этап нарезки. Охлажденное стекло нарезается и проверяется на наличие брака.

Затем материал отправляется на этап нанесения металла, а бракованный — на переработку. При изготовлении зеркала важна высокая степень очистки стекла, на нем не должно быть примесей, поскольку любые сторонние частицы влияют на качество отражающей поверхности.

Для этого стекло полируют, моют, сушат, наносят химические составы. Процесс окисления альдегидов через контакт с аммиачными соединениями серебра окисление альдегидов, аммиачным раствором оксида серебра длится 20 секунд. После окончания химической реакции раствор высыхает, и результате на стекле появляется отражающая поверхность.

Готовое изделие проходит тщательную проверку на наличие сколов, трещин, царапин, любых дефектов. После чего упаковывается и направляется к заказчику.

Кстати:
Современная история зеркал начинается с XIII века (с 1240 года), когда в Европе научились выдувать сосуды из стекла. А само изобретение настоящего стеклянного зеркала датируется 1279 годом, когда итальянский монах-францисканец Джон Пекам в ходе экспериментов со стеклом и металлами покрыл кусок прозрачного стекла тонким слоем жидкого олова и в результате чего получилось изделие, приближенное к современному зеркалу.

Производство зеркал — из чего их делают / Компания «Магма» в Кургане

Приобрести зеркала на заказ в Кургане достаточно просто. Готовые зеркала нарезаются и формуются, в соответствии с требованиями заказчика. Но как же получает само зеркальное полотно? Компания «Магма» расскажет вам об этом.

Ранее вместо современных зеркал использовали полированный обсидиан и диски из металлов. К 13 веку, когда началось производство сосудов из прозрачного стекла, одному из стекольщиков пришла идея залить олово внутрь еще не готового сосуда, дать ему застыть, а потом разбить. В итоге он получал осколки, передающие зеркальные отражения.

Затем стекло научились раскатывать в листы, и в 16 веке олов заменили амальгамой, представляющей сплав олова и ртути. При этом производство стекол на заказ было достаточно опасным делом. Нередко рабочие травились насмерть парами ртути. Кроме этого подобное зеркало было мутным. В 19 веке немецкий ученый Либних придумал заменить амальгаму очень тонким слоем серебра, покрытым сверху краской. Так получился современный вариант зеркала с четким и ярким изображением. Это и стало началом истории современных зеркал.

Современные зеркала и технологии их производства

Современные зеркала на заказ в Кургане чаще лишь формуются, режутся, гнутся. Представляют они собой многослойное полотно, состоящее из:

• стекла,
• отражающего слоя,
• слоя защитного лака или краски.

Существуют две технологии изготовления зеркал на заказ и в промышленных масштабах. Устаревающая технология подразумевает использование обыкновенного стекла. Сначала полотно режут на нужные части, шлифуют, придают форму. Затем одну строну стекла отмывают и наносят слой алюминия или другого сплава, закрепляя его лаком или краской. Это простой и дешевый способ, который, однако, не позволяет создавать зеркала больших размеров.

А вот современная технология дает более широкие возможности. При изготовлении используется отражающий слой из раствора серебра, который дополнительно сверху покрывается медью или химической укрепляющей смесью. После этого на «заднюю» поверхность зеркала наносится защитный лакокрасочный слой. Такой способ позволяет получить зеркала на заказ в Кургане и в других городах, отличающиеся большими размерами и отличным качеством. И именно такие качественные зеркала и предлагает компания «Магма» — обращайтесь!

Технология изготовления зеркал | Статьи компании Технопарк

А как делают зеркала в условиях крупных производств, и отличается ли современная технология от той, что использовалась раньше отдельными мастерами?

Как создают зеркала – технология

Основной элемент в производстве зеркал – листовое зеркальное стекло.  Рассмотрим, как изготавливают зеркала в несколько этапов:

1. Подготовка смеси. Мастер смешивает все необходимое сырье для изготовления и закладывает заготовку в печь. Для варки зеркального стекла используют специальные ванные печи непрерывного действия. Это важно, так как любой сбой может нарушить протекание химических реакций при технологическом процессе создания зеркала.
2. Прокатка зеркального стекла осуществляется двумя большими валами из металла, в результате чего формируется тонкая лента.
3. На следующем этапе проводится обжиг ленты или полировка огненной струей. Последний способ более современный и эффективный для придания идеальной гладкости поверхности.
4. Далее стекло шлифуют. Для этой цели используют автоматизированное оборудование,  ручная шлифовка занимает много времени и уже не используется мастерами. Условия правильной шлифовки – снятие около 6 мм вещества с поверхности. Если стекло отшлифовано качественно, то отражение будет безупречным. На некоторых предприятиях, где делают зеркала,  допускается снятие меньшего по толщине слоя, если качество отражения не в приоритете.
5. Резка зеркального стекла алмазными роликами, последующая полировка линии среза. Для резки мастера используют алмазные станки, снятие фаски осуществляется крутым или широким фацетом. Широкий лучше подходит для небольших зеркал, а крутой фацет используют для маленьких и средних.
6. После проводится повторная зачистка стекла, полировка и металлизация. Предварительно поверхность стекла обезжиривают спиртом, а затем на стекло распыляют алюминий. Металлизация проводится под воздействием вакуума. Интересно, что раньше изготовление зеркал предполагало использование серебра, такие изделия выглядели роскошно, в них не было кривизны, полос или загрязнений.

Сейчас для большинства зеркал на финальной стадии используют алюминий – он позволяет достичь желаемого эффекта отражения, но по качеству результат уступает зеркалам с напылением серебра.

Как делают зеркала?

Зеркала есть практически в каждом доме, но не каждый человек задумывался о том, как производятся зеркала. Также секретом для них является и то, что первые зеркальные изделия изготавливались человеком во времена бронзового века. С тех пор технология хоть и претерпела некоторые изменения, в целом весьма похожа на ту, которой пользовались наши предки. Предлагаем вам узнать о том, как и из каких материалов сделано зеркало.

Материалы для изготовления

В качестве основы для изготовления зеркальных изделий используется обыкновенной прозрачное стекло. Вся «магия» конструкции заключается в свойствах отражающего слоя, который наносится на одну из поверхностей стекла. Этот слой отличается высоким коэффициентом отражения света, на основе чего и работают зеркальные изделия. В большинстве случаев для изготовления отражающего слоя используется один из этих материалов:

• Серебро. На стекло наносится тончайший слой серебра, который сверху покрывается лаком, медью и склеивающим составом. Этим обуславливается защита серебряного зеркального покрытия от влаги. В ряде случаев вместо серебра используется другой драгоценный металл, например, золото и платина.
• Алюминий. Более дешевый по сравнению с серебром материал. Примечательно и то, что несмотря на дешевизну, алюминиевые отражающие покрытия дают более качественное отражение, нежели те, что сделаны из серебра. Единственный минус в том, что такие зеркала отличаются небольшими габаритами.
• Амальгама. Под амальгамой понимается сплав какого-либо металла с ртутью. В результате получается соединение с хорошими отражающими способностями. Амальгамные зеркальные покрытия все реже используются при изготовлении современных зеркал, так как алюминий обходит их по массе параметров.

Альтернативой стеклу для основы зеркального изделия может выступать целлулоид. Мастера используют такую основу для производства небьющихся зеркал. Большинство же моделей изготовлены из обыкновенного стекла.

Технология создания зеркал

Для производства зеркальных полотен сырье отбирается тщательно и ответственно. Проверку проходят только чистые и качественно отшлифованные стекла. Технология изготовления зеркал включает следующие действия:

• Стеклянная основа подготавливается к нанесению отражающего слоя. Для этого стекло промывается в слабом содовом растворе, в результате чего очищается от загрязнений, пыли, жира и всего лишнего.
• Отмытое в растворе соды стекло тщательно смазывается мелом, который закрепляет результат чистки и не дает стеклянному полотну повторно испачкаться. Стекло остается в таком виде до следующего этапа.
• Стеклянное полотно очищается от следов мела при помощи мягкой тряпки, после чего погружается в ванну практически на самое дно. На дне ванны находится металлический раствор для покрытия стекла.
• В результате контакта стекла и металлического раствора образуется отражающий слой. Он моментально фиксируется на поверхности стекла, однако все же требует финальной обработки – она делается дальше.
• Зеркальное полотно тщательно промывается с использованием дистиллированной воды. На этом этапе удаляются загрязнения. После очистки в воде новоиспеченное зеркало проходит этап тщательной сушки.
• Заключительным этапом изготовления зеркала является лакировка. Отражающий слой покрывается слоем асфальтового лака. После высыхания этот слой предотвращает механические дефекты на стекле.

Если есть такая необходимость, перед опусканием стеклянного полотна в ванную с металлическим раствором на стекло наносится слой меди. После высыхания изделие приобретает высокую прочность и стойкость к нагрузкам. Перечисленные выше этапы выполняются в условиях абсолютной стерильности. В противном случае даже одна пылинка, попавшая под металлический слой на этапе его высыхания, полностью портит зеркальное изделие.

Как изготавливается стекло?

Как изготавливаются сами стекла для основы зеркальных изделий? В состав стекла входят следующие элементы: сода, кварцевый песок, доломит, уголь и полевой шпат. Исходные компоненты перемалываются и тщательно смешиваются. В результате образуется стекольная шихта – мелкий порошок, который расплавляется в печи при температуре более 1500°С. На выходе из печи получается большое стекольное полотно, поступающее на резку.

Теперь вы знаете, как и из чего делают зеркало. Предлагаем узнать больше полезной и актуальной информации о теме зеркал в блоге на сайте www.miradeco.ru. Здесь же, в интернет-магазине, вы найдете большой выбор уже готовых зеркал, а также возможность недорого заказать зеркальное полотно по индивидуальному эскизу.

Производство зеркал — как производятся зеркала?

В древности люди использовали обсидиан для изготовления зеркал. Эти камни, когда они были тщательно отполированы, могли отражать с большой ясностью. Через время, когда развивалась цивилизация, развивались и технологии. Постепенно люди стали использовать золото, серебро и алюминий для создания зеркал подобным образом. они использовали обсидиан. Примерно в 1600 году нашей эры процесс серебрения, который стал самым популярным способом изготовления зеркал, был представлен и используется даже сегодня.

В классической античности для изготовления зеркал использовался твердый металл (бронза, позже серебро), и зеркала были слишком дорогими; они также были склонны к коррозия.

Венецианские стеклодувы представили процесс изготовления зеркал из пластин в 16 веке. Они покрыли заднюю часть стекла ртутью, чтобы получить почти идеальное и неискаженное отражение.

Сегодня основание зеркала сначала формируется, затем полируется, очищается и, наконец, покрывается.

Методика изготовления зеркал очень проста. Зеркала изготавливаются путем нанесения светоотражающего покрытия на листы стекла. Стекло является основным компонентом зеркала из-за из-за его прозрачности, простоты изготовления, жесткости, твердости и способности получать гладкую поверхность, но это не очень хороший материал для отражения. Обычно используемые материалы — это металлические покрытия, такие как серебро, золото или хром. Современные стеклянные зеркала чаще всего покрывают нетоксичными серебро или алюминий.

Очень важно, чтобы стекло было отполировано до совершенства, любое пятно или загрязнения, оставленные на стекле, вызовут волны в зеркале, которые вызовут искажение отраженного изображения.

Есть много способов покрытия стекла выбранным металлом, чтобы получилось зеркало. В промышленных производствах стекло покрывается нанесением металлического покрытия. до кипения в специальных камерах, а затем металл конденсируется на листе стекла, образуя тонкое, но идеальное покрытие металла.Задняя поверхность зеркало окрашено во избежание повреждения металлического покрытия.

Зеркала должны быть специально спроектированы, чтобы они были эффективными, а используемые листы стекла должны быть плоскими и прочными. Для домашнего использования Толщина зеркала очень важна, его прочность увеличивается пропорционально его толщине. Для сверхпрочных зеркал и зеркал, используемых в Согласно научным исследованиям, поверхность должна быть спроектирована таким образом, чтобы сохранять однородность при добавлении кривизны.Этот процесс дает зеркалу способность фокусировать, а также отражать свет. Тип используемого покрытия определяется конструкцией зеркала. Прочность и отражательная способность — вот основные преимущества важнейшие характеристики при выборе покрытия.

Важной частью производственного процесса является контроль качества зеркал. Осмотр поверхности зеркала обычно выполняется с помощью невооруженным глазом или микроскопом, чтобы проверить, нет ли царапин или неровностей.

зеркал в истории | HowStuffWorks

Когда люди начали делать простые зеркала около 600 г. до н.э., они использовали полированный обсидиан в качестве отражающей поверхности. Со временем они начали производить более сложные зеркала из меди, бронзы, серебра, золота и даже свинца. Однако из-за веса материала эти зеркала были крошечными по нашим стандартам: они редко имели диаметр более 8 дюймов (20 сантиметров) и использовались в основном для украшения. Единственным исключением был Фарос, Александрийский маяк, в большом металлическом зеркале которого днем ​​отражался солнечный свет, а ночью огонь был отмечен маяком.

Современные зеркала появились только в позднем средневековье, и даже тогда их изготовление было трудным и дорогим. Одна из проблем заключалась в том, что песок, используемый для производства стекла, содержал слишком много примесей, чтобы обеспечить настоящую прозрачность. Кроме того, сотрясение, вызванное высокой температурой добавления расплавленного металла для подложки, почти всегда разбивало стекло.

Современные зеркала дебютировали только в эпоху Возрождения, когда флорентийцы изобрели процесс изготовления низкотемпературной свинцовой основы. Эти зеркала наконец стали достаточно прозрачными, чтобы художники могли их использовать. Например, архитектор Филиппо Брунеллески создал линейную перспективу с помощью зеркала, чтобы создать иллюзию глубины резкости. Кроме того, зеркала дали толчок новому виду искусства: автопортрету. Позже венецианцы завоевали мастерство изготовления зеркал с помощью своих методов изготовления стекла.Их секреты были настолько ценными, а торговля настолько прибыльной, что ремесленники-отступники, которые пытались продать свои знания иностранным мастерским, часто подвергались убийствам.

На тот момент зеркала были доступны только для богатых, но ученые тем временем заметили некоторые альтернативные способы их использования. Еще в 1660-х годах математики отметили, что зеркала потенциально могут использоваться в телескопах вместо линз; Джеймс Брэдли использовал эти знания для создания первого телескопа-рефлектора в 1721 году [источник: Панек].Несмотря на важность этого открытия, факт оставался фактом, что оба были дорогостоящими.

Современное зеркало изготавливается методом серебрения или напылением тонкого слоя серебра или алюминия на обратную сторону листа стекла. Юстус фон Лейбиг изобрел этот процесс в 1835 году, но большинство зеркал сегодня делают путем нагрева алюминия в вакууме, который затем связывается с более холодным стеклом [источник: Britannica]. Зеркала теперь используются для самых разных целей, от ЖК-проектора до лазеров и автомобильных фар.Но как на самом деле работают зеркала? Узнайте на следующей странице.

Как изготавливаются зеркала? | Office for Science and Society

Представьте себе удивление первого пещерного человека, который когда-либо заглянул в отражающий пруд. Изображение, вероятно, было не слишком приятным, но эффект, несомненно, был интригующим. Мгновенно родилась косметика, и начались поиски лучших светоотражающих материалов. Открытие металлов позволило получить полированные листы, которые хорошо служили где-то в 12 веке, когда было обнаружено, что стекло с металлической основой дает почти идеальное изображение.Мастера изготовления зеркал ревностно охраняли секреты своего производства.

Открытие великого немецкого химика Юстуса фон Либиха в 1835 году сделало зеркала широко доступными. Либих нашел способ покрыть стекло тонким слоем металлического серебра, нанеся металл непосредственно с помощью химической реакции. Он нанес на стекло раствор нитрата серебра в аммиаке и подверг его воздействию паров формальдегида. Нитрат серебра превратился в тонкий слой металлического серебра, который прилип к стеклу.Престо, зеркало родилось!

Все были поражены легкостью, с которой теперь можно формировать высококачественные отражающие поверхности. Все, что есть, кроме рабочих, которым приходилось иметь дело с химикатами. Одним из побочных продуктов реакции оказался нитрат аммония, взрывоопасный! Фактически, если на зеркале останется остаток этого вещества, зеркало может треснуть при малейшем воздействии. Может ли это быть источником представления о том, что уродливое лицо может треснуть зеркало?

Как и в любом другом месте, основа зеркала может потускнеть.Реакция серебра с соединениями серы в воздухе может привести к образованию темного неотражающего сульфида серебра. Обычно это не проблема, потому что серебро наносится на стекло герметично. Однако иногда у зеркал появляется неприглядный черный край. Это происходит, когда вода просачивается между стеклом и слоем серебра. Поскольку присутствие воды ускоряет реакцию потускнения, страдает отражающая поверхность.

Профилактическая техника, конечно же, заключается в том, чтобы стереть лишнюю воду с края сразу после очистки зеркала.Лучше всего намочить ткань, а не зеркало. Особое внимание следует уделять зеркальной плитке, чтобы предотвратить просачивание воды в промежутки между плитками. Зеркала также можно сделать, нанеся на стекло алюминиевое покрытие. С помощью современных технологий алюминиевая пудра может быть испарена в вакуумной камере и нанесена на стекло, при этом металлическое покрытие защищено водостойкой краской. Однако лучшие зеркала по-прежнему изготавливаются из посеребренного стекла, и если мы позаботимся о них должным образом, то зеркало на стене сможет долго-долго рассказывать нам, кто из них красивее.Все из-за какой-то очень умной химии.

---

@JoeSchwarcz

Хотите взаимодействовать с этим контентом? Прокомментируйте это на нашей странице в Facebook!

Узнайте, как производятся зеркала и как работают

У нас было несколько клиентов, которые спрашивали, как производятся зеркала.

Зеркальное стекло, зеркальное стекло или посеребренное стекло — это тип флоат-стекла, обычное или тонированное, изготовленное с серебряным и медным отражающим покрытием на задней поверхности. Стекло покрывается одним или двумя слоями защитной краски.После обработки наносится подложка для повышения ударопрочности и дополнительной защиты от влаги.

Процесс

Серебряное зеркальное стекло — это просто лист стекла, изготовленный путем покрытия задней поверхности серебром и медью. Этот процесс называется «серебрение». Сначала зеркало необходимо тщательно отполировать и очистить, чтобы устранить дефекты. Затем обратная сторона стекла покрывается тонким слоем серебра. Затем эта поверхность окрашивается, что защищает зеркало от царапин и придает сплошной цвет обратной стороне, что обеспечивает четкое и четкое изображение.Наконец, применяется защитная защитная подложка. Это гарантирует, что в случае поломки зеркало не разобьется и никому не причинит вреда.

Как работают зеркала

Итак, теперь мы знаем, как производятся зеркала, и можем изучить, как зеркала работают. Прежде всего полезно знать, что свет состоит из крошечных частиц, называемых фотонами. Когда фотоны, или луч света, проходят от объекта, такого как ваше лицо, они ударяются о серебряную основу.

Излучаемый фотон, который не может пройти через заднюю часть зеркала из-за защитного покрытия, возвращается обратно по первоначальному пути почти таким же образом, вызывая отражение.Так делают зеркала, отражающие свет от объекта. Это дает резкое и ясное изображение объекта с сохранением почти всех физических характеристик.

Ключ в том, что поверхность очень гладкая и отполированная, шероховатые поверхности будут отражать изображения, поскольку фотоны не могут пройти сквозь них. Но грубые поверхности, такие как текстиль, просто поглощают фотоны.

Так изготавливаются зеркала в наших зеркальных дверях и как они отражают ваше отражение. Есть и другие способы изготовления зеркал, но это самый распространенный способ изготовления мебели и дома.Свяжитесь с нами, если вам нужна дополнительная информация.

Как работают зеркала? | Вондрополис

Вы бы поверили, что зеркала существуют с незапамятных времен? Это правда! Первые люди, когда-либо взглянувшие в спокойную темную лужу воды, увидели их отражение.

Вам не интересно, какова была их реакция? Кто эти люди? А что они делают в воде ?!

В принципе, зеркалом может быть что угодно с гладкой поверхностью, которая отражает почти весь падающий на нее свет — с очень небольшим поглощенным или рассеянным светом.Ключевым фактором является гладкая поверхность, потому что шероховатые поверхности рассеивают свет, а не отражают его.

Когда фотоны — лучи света — исходящие от объекта (например, вашего улыбающегося лица) ударяются о гладкую поверхность зеркала, они отражаются обратно под тем же углом. Ваши глаза видят эти отраженные фотоны как зеркальное отражение. Зеркальное отображение перевернуто, что вы можете легко увидеть, если встанете перед зеркалом в рубашке с надписью на ней. Слова на рубашке появляются в зеркале задом наперед.

Конечно, не все гладкие поверхности действуют как зеркала. Если гладкая поверхность поглощает фотоны, они не могут отскочить назад и не будет отражения.

Хотя спокойная темная вода использовалась как зеркало с незапамятных времен, люди начали делать зеркала тысячи лет назад. Первые зеркала, вероятно, были полированными камнями, такими как обсидиан (разновидность вулканического стекла). Большие куски полированного металла, такого как латунь, также использовались в качестве зеркал, хотя они были очень дорогими.

Знакомые вам современные зеркала намного новее. Европейские производители стекла начали разработку процесса покрытия прозрачного стекла тонким слоем отражающего металла в 15 ^-м и 16 ^-м веках.

Сегодня зеркала обычно изготавливаются из прозрачного стекла, которое с одной стороны покрыто тонкой пленкой металла, такого как серебро или алюминий. Зеркала в большинстве ванных комнат — это зеркала такого типа, известные как плоские зеркала. Они плоские и точно отражают объекты перед собой, сохраняя тот же относительный размер и положение отражаемых объектов.

Зеркала не только помогают вам выглядеть красиво перед тем, как отправиться в школу или на работу, но и выполняют множество важных функций. Например, зеркала заднего вида на машине позволяют вам видеть, что находится позади вас, прежде чем вы вернетесь назад. Зеркала также являются важной частью телескопов и микроскопов.

Зеркала могут даже помочь вам смотреть телевизор. Сегодняшние телевизоры высокой четкости часто полагаются на миллионы микроскопических зеркал для отображения тех красивых, четких изображений, которые вы так любите смотреть!

Как работают зеркала — Объясни, что материал

Как работают зеркала — Объясни, что материал Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 13 апреля 2020 г.

Люди часами чистятся в зеркалах и, учитывая половину шанс, обезьяны, слоны свиньи, и дельфины тоже подойдет. Павлины разные котелок рыбы целиком. Припаркуйте блестящую синюю машину рядом с одним из них. надоедливые улюлюкающие птицы, и они будут клевать и бить панели до полусмерти, уверен, что смотрит на соперника или товарища! Отражения в зеркалах удивительные вещи, которые говорят нам буквально (и психологически) о много о том, как мы себя видим.Но что говорят размышления нас про сами зеркала ? Какие именно зеркало … и как оно работает?

Фото: Зеркало с золотым покрытием из нового НАСА. Космический телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на 2021 год. Фото Дэвида Хиггинботэма любезно предоставлено Центром космических полетов им. Маршалла НАСА.

Энергия никогда не исчезнет

Если вы поклонник переработки вторсырья, вы люблю один из самых фундаментальных научных законов во Вселенной, называемый сохранение энергии. Основная идея очень проста: вы не можете производить энергию из воздуха или выбросить. Неважно, что вы делаете или как сильно вы стараетесь, вы никогда не сможете создавать энергию или разрушать ее: лучшее, что вы можете сделать, — это преобразовать ее в другую форму — переработать ее, если хотите.

Картина: Энергия всегда должна откуда-то приходить … и куда-то уходить. Этот взрыв газа и пыли в форме пузыря имеет ширину 14 световых лет и расширяется со скоростью 4 миллиона миль в час (2000 километров в секунду).Это остаток сверхновой (взрывающейся звезды). Фото любезно предоставлено NASA Jet Propulsion. Лаборатория (NASA-JPL).

Подумайте, что происходит, когда вы включаете электрическая лампа, вы не создаете свет из ничего такого. Свет Сделано из протекающего электричества в ваш дом от силы растение. Но даже электростанция не производит энергии: она извлекает энергия, заключенная в топливе, таком как нефть или уголь, превращает его в электричество. Как энергия попала в уголь? Первоначально он пришел из Солнце.Откуда Солнце взяло энергию? От ядерных реакций происходит глубоко внутри его ядра. И так далее …

Независимо от того, что вы делаете, сохранение энергии всегда в поиске через плечо. Вам нужна энергия, чтобы что-то делать, но энергия должна исходить от где-нибудь, чтобы начать, и пойти куда-нибудь еще, когда закончите. Если вы играете в футбол, потенциальная энергия хранится в ваших мышцах. передается в мяч и заставляет его летать по воздуху с помощью кинетическая энергия .Когда мяч катится по земле, трение ( сила трения между мячом и всем, чего он касается) ускользает свою энергию и успокаивает.

Сохранение энергии — причина, по которой вы не можете построить машина, которая будет работать сама по себе вечно (известная как вечный двигатель машина). Это также причина того, что в вашей машине неизбежно заканчивается бензин и почему вы всегда получаете счет за электричество через почтовый ящик каждые несколько недель.

Но при чем тут зеркала…?

Что происходит, когда свет падает на зеркало?

Когда вы стоите перед зеркалом, вы видите сохранение энергии в действии, творит свою магию на свете. Свет — это энергия, движущаяся с высокой скоростью (300 000 км или 186 000 миль в секунду) и при столкновении с объектом вся эта энергия должна куда-то уйти. Есть три вещи, которые могут происходит, когда свет попадает во что-то: он может пройти (если объект прозрачен), тонут и исчезают (если объект непрозрачен и темного цвета), или он может снова отразиться (если объект блестящие, светлые и светоотражающие).Так или иначе, сохранение энергии работает: столько же энергии было раньше свет попадает во что-то, как потом, хотя часть света может быть преобразованы в другие формы.

Работа: Как работает зеркало: атомы серебра внутри улавливают и отражают световые лучи. Для сохранения энергии световые лучи должны отражаться назад. под тем же углом они попадают в зеркало. Щит — это защитная подложка что предотвращает появление царапин на зеркальной поверхности.

Что происходит, когда вы смотрите в зеркало? Днем свет отражается от вашего тела во всех направлениях. Вот почему вы можете видеть вы и другие люди можете вас видеть. Ваша кожа и одежда вы носите отражающий свет в диффузном путь: световые лучи отскакивать беспорядочно, беспорядочно, в произвольном направлении. Стоять перед зеркалом, и часть этого света от вашего тела будет поток по прямым линиям к нему. Лучи света (которые на самом деле пакеты световой энергии, называемые фотонами , выпущены в потоке, подобном пули из пулемета) стреляют через стекло и ударил серебряное покрытие за ним (возможно, настоящее покрытие из серебра или, что более вероятно, что-то менее дорогое например полированный алюминий).Свет будет отражаться от зеркала более упорядоченно, чем от зеркала ваша одежда. Мы называем это зеркальным отражением . отражение — это противоположно диффузному отражению.

Как зеркало отражает свет? Атомы серебра за стеклом поглощают фотоны поступающей световой энергии и возбуждаются. Но это делает их нестабильными, поэтому они пытаются снова стать стабильными, избавиться от лишней энергии — и они делают это, выделяя еще несколько фотонов. (Вы можете прочитать о том, как атомы поглощают и испускают фотоны в нашей статье про свет.) Задняя часть зеркала обычно покрывается каким-то темным защитным материалом, чтобы остановить серебряное покрытие от царапин, а также для снижения риска просачивания любого света через сзади. Серебро отражает свет лучше, чем что-либо другое, и это потому что он испускает почти столько же фотонов света, сколько падает на него в первое место. Фотоны, выходящие из зеркала, красивы почти то же самое, что и те, которые в него входят.

Фото: Большая часть того, что мы видим в мире, попадает нам в глаза через диффузное (нечеткое, нерегулярное) отражение; для получения точного зеркального отражения требуется хорошо отполированная поверхность, такая как зеркало. Слева: зеркальное отражение — как бы выглядело это здание, если бы озеро точно отражало его, как зеркало. Справа: Diffuse (Рассеивание) — как здание на самом деле появляется в воде благодаря нечеткому, диффузному отражению. Фото Кэрол М. Хайсмит любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США. Рекламные ссылки

Какие бывают зеркала?

Вы когда-нибудь были в зеркальном зале на ярмарке развлечений? Если так, вы видели удивительно искаженные отражения самого себя, смотрящего низкорослый и толстый или высокий и тощий.Говоря словами старого клише, это все сделано с зеркалами. Когда смотришь в зеркало, ты видишь не то, что есть на самом деле, а то, что думает ваш мозг здесь в зависимости от того, как он думает, что создается изображение. Другими словами, вы видите оптическую иллюзию . Четный изображение в нормальное зеркало — это оптическая иллюзия, потому что вы на самом деле не стоя в восьми футах перед собой, ухмыляясь в ответ. Что ты видишь виртуальное изображение , а не реальный объект.

Вообще говоря, существует три типа зеркал:

• Если поверхность зеркала идеально плоская (так называемое плоское зеркало ), то, что вы видите в стекле, является разумным приближением к тому, что есть на самом деле, но с одним принципиальное отличие: изображение выглядит как , смещенное слева направо (мы говорим он зеркальный, но ученые говорят, что он «перевернут с боков»).Много людей это очень сбивает с толку, и я объясняю, почему это происходит, в поле ниже.
• Если зеркало изгибается внутрь по центру (известное как сходящееся зеркало или вогнутое зеркало ), световые лучи будут исходить от зеркала, отражение будет ближе к вам, и отражения будут казаться больше, чем они есть на самом деле. Вот почему сходящееся зеркало увеличивает. Зеркала для бритья работают так.
• В выпуклом зеркале наружу в центре (расходящееся зеркало или выпуклое зеркало ), происходит обратное.Световые лучи как будто исходят из-за зеркала и отражения будут казаться меньше и дальше, чем в плоском зеркале. Так работают зеркала заднего вида (как и тыльная сторона ложки, если держать ее правильно).

Фото: два вида зеркал, которые работают противоположным образом. 1) Зеркало для бритья — это сходящееся (вогнутое) зеркало. 2) Ложка — очень несовершенное расходящееся (выпуклое) зеркало. Все царапины на своей поверхности означает, что он отражает менее идеально, чем зеркало, но лучше, чем большинство случайных куски металла.

Художественное произведение: 1) Сужающееся (вогнутое) зеркало создает большее (увеличенное) изображение: кажется, что лучи исходят из точки перед зеркалом, ближе к вам (оранжевая звезда), поэтому ваш мозг думает, что изображение ближе, чем оно действительно есть — и поэтому больше. 2) Расширяющееся (выпуклое) зеркало создает меньшее (уменьшенное) изображение: кажется, что лучи исходят из точки за зеркалом, дальше от вас (оранжевая звезда), поэтому ваш мозг думает, что изображение дальше, чем оно есть на самом деле — и поэтому меньше.

Почему кажется, что зеркала переворачивают вещи слева направо, а не сверху вниз?

Фото: Действительно ли зеркало меняет местами слева направо? Попробуйте сами провести этот хитрый эксперимент, чтобы доказать, что это не так!

Из книг мы узнаем, что плоские (плоские) зеркала «переворачивают предметы вбок» (переворачивают их слева направо), но это не совсем правильно — и это неудовлетворительное объяснение. Если зеркала переверните вас слева направо, почему бы им также не перевернуть вас вверх ногами? И действительно ли они переворачивают все равно слева направо? Как вы можете видеть на фото здесь, если вы напишите что-то несимметричное (например, букву «F») на прозрачном листе, пластик и поднесите к зеркалу, то, что вы пишете, совсем не переворачивается: то, что вы видите перед глазами, — это именно то, что вы увидеть в зеркало.Многих это очень сбивает с толку — вероятно, потому, что научные книги делает его гораздо более запутанным, чем должно быть. Так что же на самом деле происходит?

Вы получаете то, что видите

Вернитесь к нашему объяснению выше. Зеркало работает, потому что атомы внутри него улавливают зажечь и бросить обратно. Для сохранения энергии атомы должны отбрасывать свет обратно под тем же углом, под которым они его получают. Есть идеальное сопоставление между объект и изображение, которое он создает в плоском зеркале: те части объекта, которые находятся ближе всего к зеркалу кажутся наиболее близкими на изображении «внутри зеркала», в то время как более удаленные части объекта казаться глубже »внутри зеркала.»Плоское зеркало точно отражает то, что перед ним.

Artwork: Почему кажется, что зеркало переворачивает объекты слева направо (переворачивает объекты в стороны) но не сверху вниз.

Глядя на схему здесь, вы можете увидеть, что происходит, когда вы стоите перед зеркалом. Лучи света от левой руки (показаны красным) подпрыгивайте взад и вперед по пути, показанному желтым, в то время как лучи от вашей правой руки (показанной синим цветом) следуйте по пути, показанному оранжевым. Лучи от твоей головы и ног следуют по дорожкам показаны зеленым и коричневым цветом.То, что вы видите в зеркале , кажется, что перевернуто влево-вправо, но не сверху-снизу. Это почему?

Если вы смотрите, как мы сейчас, из-за человека, стоящего перед зеркалом, вы можете получить немного иное понимание происходящего: зеркало показывает лицо человека, пока мы можем видеть спину человека. Зеркало показывает вам лицо человека, стоящего перед ним, но если бы человек пошел вперед и «забрался внутрь» зеркала, вы бы увидели его спину.Итак, на самом деле зеркало переворачивает объекты спереди назад, хотя мы также можем объяснить вещи более простым способом.

Зеркальное отображение без зеркала

Когда вы подносите прозрачный пластиковый лист к зеркалу с надписью на это, как и на нашей верхней фотографии, буква в зеркале выглядит такой же, как и при обычном взгляде на нее. Как это объяснить? В этом случае световые лучи проходят с через объект, на который мы смотрим. и продолжаются в наших глазах совершенно прямыми линиями, поэтому «нормальный» и «зеркальный» вид должны быть точно так же.Если вы напишете букву «F» на листе белой бумаги (который обращен к вам), вы должны поверните его (лицом от себя), чтобы увидеть его в зеркале. Когда вы поворачиваете его, вы переключаете правая сторона листа переместится влево, а левая сторона — вправо. Вот почему буквы написанные на обычной бумаге кажутся перевернутыми: вы перевернули бумагу, когда перевернули ее смотреть в зеркало! С прозрачным пластиковым листом вы просто держите его к зеркалу как есть, , не поворачивая это около .Вы не переворачиваете лист, чтобы буква «F» не казалась перевернутой. Если вы возьмете свой кусок прозрачного пластика и поверните его лицом к зеркалу, как обычный белый лист бумаги, буква «F» сразу переворачивается. Теперь понятно почему: вы сами перевернули. Зеркало не играет в этом никакой роли!

Фотография: начертите букву «F» на тонком листе бумаги, поверните ее лицевой стороной от себя и поднесите к окну или источнику света. То, что вы видите, является «зеркальной» версией буквы «F», хотя зеркала нет! Объяснение действительно очевидно: вы сами перевернули бумагу, поэтому буква перевернута.Точно такое же объяснение справедливо и для зеркал. Чтобы увидеть что-то в зеркале, мы поворачиваем его лицом к стеклу. Это то, что вызывает лево-правую, боковую инверсию: само зеркало не имеет значения.

Ты зеркало!

Итак, это настоящее объяснение того, почему большинство вещей кажется перевернутыми влево-вправо в зеркале: мы повернули они влево-вправо, лицом к зеркалу, чтобы увидеть их, но удобно забыли, что мы сделали. Мы сами сделали зеркальное отображение .Это применимо как к нашему собственному телу, так и к письму на листе бумаги. Вы можете так же легко взять лист бумаги, который обращен к вам, и повернуть его вверх дном, чтобы смотреть в зеркало, и в этом случае то, что вы видите в зеркале, будет перевернуто вверх-вниз, а не влево-вправо. Это применимо к собственному телу тоже. Если вы смотрите в противоположную сторону от зеркала, но переворачиваетесь лицом к нему, так что вы стоите на своем руками, чтобы поддержать себя, вы обнаружите, что ваше тело в зеркале перевернуто. Но это не зеркало вызвало: ты вызвал это тем, что перевернулся вверх ногами!

Ах, флип!

Было бы неправильно делать из этого вывод, что зеркала никак не переворачивают вещи.На самом деле они переворачивают вещи вперед-назад по оси (линии), проходящей перпендикулярно зеркалу. Итак, если вы посмотрите на иллюстрацию выше, настоящий мужчина стоит ближе всего к нам, а отраженный в зеркале человек — ближе всего к нам. Вот как зеркало действительно переворачивает вещи. Если поднести открытку к зеркалу боком, со словом На нем написано «ЗЕРКАЛО», буква «М» будет ближе всего к вам, но в зеркале она будет дальше всего.

Почему полированные предметы сияют, как зеркало?

Вы можете сделать вещи более зеркальными, отполировав их.Если что-то плоское и светлое, можно сделать так, чтобы оно отражало свет лучше, протерев его начисто. То, что вы делаете, когда полируете, — это сочетание протирания грязи, заполнения неровностей и царапины и добавление поверхностного слоя химического вещества, такого как воск, все из которых делают поверхность более гладкой и больше похожей на зеркало. Когда свет попаданий, это с большей вероятностью будет отражено обратно в упорядоченном, зеркальном виде с параллельными падающими лучами света, отраженными снова как исходящие лучи света. Вот почему люди говорят о полировке пары обуви, пока вы не сможете «увидеть в них свое лицо».«

Фото: Одна веская причина полировать ботинки GORE-TEX®: вы можете думать о науке об отражении света и сохранении энергии, когда вы это делаете.

Конечно, если вы полируете что-то вроде автомобиля, у вас есть большое преимущество: он сделан из плоского металла, гладкие, часто светлые. Итак, удалив грязь и потерев гладкая поверхность — это все, что вам нужно, чтобы она сияла. Некоторый полироли содержат оптических отбеливателей , чтобы заставить вас задуматься вещи чище и ярче, чем они есть на самом деле.Эти химические вещества широко используются в моющих средствах и, кажется, отражают больше свет обратно, чем они фактически поглощают. Это не нарушение сохранение энергии — как раз наоборот: атомы внутри оптического осветлители поглощают и повторно излучают падающий на них свет в таком Таким образом, энергия сохраняется, а именно . Они делают это, поглощая невидимый ультрафиолетовый свет (голубоватый свет солнечного света). что наши глаза не видят) и преобразовав его в синий свет, мы можем видеть. Так что они не только отражают видимый нами свет, но и отражают свет, который мы не можем видеть, и превратить его в свет, который мы можем, и вот как они заставляют вещи казаться ярче без нарушения законов физики.

Зеркала в космосе

Фото: Большие зеркала сделать сложно, поэтому гигантские космические зеркала, подобные этому, часто состоят из нескольких отдельных шестиугольных элементов, соединенных вместе в виде сот. Это зеркало имеет диаметр около 5 м (18 футов) и изготовлено из высокоточных алюминиевых сегментов. Фото любезно предоставлено Центром космических полетов им. Маршалла НАСА (NASA-MSFC).

Представьте, что вы смотрите в зеркало и не видите своего лица но далекие звезды и галактики.Работают самые большие телескопы в мире точно так же, как зеркала на стенах дома, только они более точны, направлены в небо и намного больше. Существует ограничение на размер зеркала (обычно около 8 м). или 27 футов в поперечнике) без изгиба под собственным весом. Некоторый в телескопах большие зеркала сделаны из более мелких частей, соединенных друг с другом. все вместе. Два телескопа Кека на горе Мауна-Кеа на Гавайях иметь зеркала диаметром 10 м (33 фута), каждое из которых состоит из 36 отдельных зеркальная плитка.Дома или в космосе зеркала должны полностью гладкие поверхности для получения неискаженных изображений. Изготовление космических зеркал требует особенно кропотливой и сложной полировки, так как На этой великолепной фотографии полированного зеркала космического телескопа Хаббл вы очень четко видите это изображение. В следующий раз, когда вам придется потратить немного времени на полировку зеркала дома, подумайте о ученые-оптики, производящие космические зеркала: они могут месяцев (а иногда и лет) на доведение до совершенства!

Рекламные ссылки

Узнать больше

На сайте

Другие сайты

Книги

Для младших читателей

• Освещающий мир света с Максом Аксиомой, супер-ученым Эмили Сон и Ником Дерингтоном.Capstone, 2019. 32-страничный графический роман для упорных читателей.
• «Свет во вспышке» Джорджии Амсон-Брэдшоу. Франклин Уоттс, 2017. Действия и информация в 32-страничном введении для детей 7–9 лет.
• Свет: исследование видимого и невидимого электромагнитного излучения: Крис Вудфорд, Розен, 2013 / Блэкбирч, 2004. Это одна из моих детских книг для детей 9–12 лет. В этом 48-страничном томе представлена ​​история науки о свете от древних философов до современных такие инновации, как волоконная оптика.
• Свидетель: Свет: Дэвид Берни, Дорлинг Киндерсли, 2000. Хорошее введение для детей 9–12 лет, охватывающее теорию, практическое использование и историю науки о свете.

Для читателей постарше

• Оптика: Юджин Хехт, Эддисон Уэсли, 2015. Все еще отличный учебник для колледжа (и тот, который я использовал сам, когда был студентом).
• Зеркало: История: Сабин Мельшуар-Бонне, Рутледж, 2002. Показывает историю зеркал через науку и культуру с древних времен до наших дней.
• Mirror, Mirror: A History of the Human Love Affair with Reflection: by Mark Prendergast, Basic Books, 2004. Гораздо более подробная альтернативная история зеркал (примерно вдвое длиннее книги Мельшуара-Бонне).

Статьи

• Золотое зеркало: внутри нового золотого космического телескопа НАСА, созданного Якопо Приско. CNN, 27 сентября 2018 г. Взгляд из-за кулис на удивительные зеркала внутри космического телескопа Джеймса Уэбба.
• Робби Гонгалес — «Потрясающая инженерия, стоящая за крупнейшим в мире оптическим телескопом».Wired, 3 ноября 2017 г. Исследуя невероятные масштабы, на которые приходится идти астрономам, когда они создают огромные зеркала для телескопов.
• Должны ли мы все придерживаться «зеркального поста» ?: BBC Today, 12 сентября 2012 г. Почему некоторые люди вообще отказываются от зеркал.
• Это я в зеркале ?: BBC Horizon, 20 октября 2009 г. Что зеркала говорят нам о нашем самосознании? В каком возрасте мы понимаем, что видим человека … нас?
• Зеркала не лгут. Ввести в заблуждение? О да. от Натали Энджер.The New York Times, 22 июля 2008 г. Почему психологи так очарованы зеркалами?
• Болезненное рождение Хаббла: BBC News, 10 февраля 2000 г. Взгляд на то, как было кропотливо сконструировано зеркало Хаббла, почему оно вышло из строя и как его отремонтировали.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2008, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2018) Зеркала. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howmirrorswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте…

Как делают зеркала? (с фотографиями)

Когда большинство людей используют термин «зеркало», они имеют в виду то, что известно как плоское зеркало . Этот объект принимает свет, который ударяет и отражает обратно. Те, которые используются для обычных потребительских целей такого рода.

А зеркало — это по сути поверхность с высокой отражающей способностью.Типа, что люди Виды на стенах или в ванных комнатах известны как посеребренные зеркала. Этот означает, что отражающая поверхность — в большинстве современных это алюминий — просматривается через тонкий слой стекла. В стекло защищает алюминий от царапин и пузырей, но также несколько искажает изображение.

Ранний зеркала были созданы путем простой полировки подходящего вещества до тех пор, пока оно стал очень рефлексивным.Примеры из эпохи неолита были обнаружены, сделанные путем измельчения обсидиановых пород и полировки их до невероятный блеск. Они обладают замечательными свойствами, позволяющими даже тонкие детали, которые должны быть ясно видны в их отражениях.

Кому Сделать такое приспособление человеку в первую очередь необходимо найти нужный камень: обсидиан, в идеале.Для шлифовки основного камня используется более грубый камень. на ровную поверхность с одной стороны. После этого производится более тонкое измельчение. камень и глиняный шликер можно использовать для полировки камня до полной светоотражающий блеск. Очень мелкие абразивные материалы, такие как зола, могут помочь. способствовать. После значительного количества времени и усилий человек создали очень примитивную форму зеркала.

Современное одни изготавливаются с использованием совершенно другого процесса.Допуск жидкости металлы для конденсации на листе стекла могут обеспечить гораздо большую поверхность отражающий, чем что-либо, достигаемое полировкой. Это можно сделать дома с небольшими расходами, которые легко приобрести в местной химии магазин.

с чистый нитрат серебра, дистиллированная вода и аммиак, человек может сделать зеркало практически не отличить от купленного в магазине.В процесс (сокращенно) предполагает растворение небольшого количества нитрата серебра в дистиллированной воде, затем добавляя разбавленный аммиак до тех пор, пока смесь претерпевает отчетливые химические изменения. Вторая смесь сделано с использованием нитрата серебра и солей Рошеля. Эта смесь должна быть вареные и процеженные. Выливая эти смеси на очень чистый кусок стекла, достаточно нагретого до нужной температуры, серебро будет выпадает в осадок и образует на стекле ровный слой.После высыхания обратную сторону серебра можно покрыть твердой краской, чтобы предотвратить деградация серебра.

Коммерческий зеркала производятся примерно так же, хотя вместо серебра можно использовать такие материалы, как алюминий.Сделано для специальных целей, например, для использования в лазерах или телескопы производятся с использованием гораздо более требовательных технологий, чтобы достичь гораздо большей точности, но общие принципы остаются одно и тоже.