Пятница, 06:57 
Заказ документов

 Заочные научно-практические конференции Всероссийского и международного уровня

+

Одноименные конкурсы с выдачей диплома с призовым местом

1 работы - 3 документа

Публикация в печатном издании и на диске

Участие от 300 руб!!!

 

 

Главная » »
Главная » Файлы » Публикации учащихся » Средне-специальные учебные заведения

Исследовательская работа" Химическая история зеркал"
[ Скачать с сервера (61.7Kb) ] 22.12.2015, 21:55

  Введение                                                                                                                         

Мой  проект – о зеркалах. Об обычных и не очень, о плоских, выпуклых и вогнутых, о волшебных и очень таинственных. О зеркалах, с которыми мы встречаемся каждый день везде и повсюду.

Зеркало не нуждается в особом представлении – оно является необходимым атрибутом повседневной жизни. С начала XX  века зеркала потеряли свою экзотику и стали привычным предметом домашнего обихода.

Зеркала  являются  основной  частью  сотен  приспособлений,  полезных  и  необходимых  в  жизни  современного  общества.  Зеркала используются в дизайне интерьеров, чтобы создать иллюзию пространства, большого объема в небольших помещениях.  Зеркала стали использовать в устройствах для безопасности – автомобильные зеркала, дорожные знаки, обзорные зеркала для велосипедов и мотоциклов.  Зеркала широко используются в оптических приборах –  спектрофотометрах, спектрометрах в других оптических приборах: телескопы, лазеры, зеркальные фотоаппараты, объективы и пр.  В медицине применяют зеркала разнообразных конструкций и форм: в стоматологии, хирургии, рентгенологии, проводят сеансы светового массажа и др.

 В научных приборах зеркала  применяют   как оптический инструмент, используются плоские, вогнутые и выпуклые  сферические, параболические, гиперболические и эллиптические зеркала.  Полупрозрачные зеркала широко используются в оптических приборах (лазеры, зеркально-призматические видоискатели и др.). Полупрозрачные зеркала иногда называют «зеркальными стеклами» или «односторонними стеклами». Такие стекла применяются для скрытного наблюдения за людьми.  Зеркала нашли применение и в военном деле – в современном термоядерном оружии используется для фокусировки излучения от запала и создания условий для начала термоядерного процесса синтеза.

Проблема  использования  искривлённых  зеркал  для  собирания  обильного  потока  энергии,  который  непрерывно  испускается  нашим  солнцем,  уже  давно  привлекает  к  себе  внимание  инженеров  и  учёных.  По  современным  оценкам  количество  солнечной  энергии,  падающей  на  Землю,  в  3000  раз  больше,  чем  употребляет  в  настоящие  время  человечество  для  всех  своих  нужд.  В  1957  году,  после  стремительного  наступления  космической  эры,  представители  космической  науки  естественно  обратились  к  проблеме  использования  вогнутых  зеркал  для  собирания  мощного  и  непрерывного  в  условиях  космоса  солнечного  излучения.   Американские ученые работают над изобретением зеркала, которое может показать, каким будет лицо человека через 30-40 лет. это изобретение необходимо для того, чтобы найти давно пропавших без вести людей. Японские ученые изобрели зеркало, в котором не зеркальное, а прямое отражение предметов. Норвежские ученые работают над проблемой использования отраженных солнечных лучей для освещения городов.  В норвежском Рьюкане,  где зима длится около пяти месяцев,  в течение которых городок пребывает в сумраке,  будут установлены гигантские зеркала для освещения городской площади.  А вот наши ученые работают над проблемой получения зеркального стекла, которое пропускало бы солнечные лучи в достаточном количестве в помещение, а излишки солнечного излучения отражало бы.

           Трудно  перечислить все области применения этого, казалось бы, обычного  изобретения человека. Тема  проекта   не теряет  свою актуальность, область применения зеркал  растёт.

Что такое зеркало?  Откуда оно появилось в жизни людей?  Как его изготавливали в древности и как его изготавливают сейчас? На эти и другие вопросы я постараюсь  дать ответы в  своей работе.

 

Целью проекта стало: изучение  истории создания зеркал и технологии  изготовления зеркала.

Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:

- найти, проанализировать и обработать информацию о зеркалах с точки зрения различных наук и областей применения;

- запланировать, подготовить и провести химический эксперимент с получением зеркальной поверхности;

- оформить материалы проекта

Гипотеза:   Зеркало можно получить в лабораторных условиях

Объект исследования: зеркало.

Предмет исследования: получение зеркальной поверхности  в лабораторных условиях.

При подготовке исследования  мы  пользовалась материалами:

1.Научных и публицистических изданий;

2.Периодических изданий;

3.Данными, опубликованными в сети Интернет.

 Продуктом нашей проектной деятельности стал буклет « Всё о зеркалах» и рекомендации  «Правильный уход за зеркалами»                       

1. Теоретическая часть.

                                               Нам лица наши зеркало покажет,
                                                 Познать себя и мир оно позволит.
                                                    О горестях, о радостях расскажет.
                                                     Да, призадуматься над этим стоит!

                                             О зеркало! Магический предмет!
                                                           Ты – сплав стекла, металла, мастерства.
                                        Пригодно в телескопе, в маяке,
                             И модница к тебе добра.

              Зеркала породили множество мифов, сказок, легенд и, конечно, мистических истории...

Различные народы наделяли зеркала разными свойствами, но все они верили в то, что эти предметы наделены особой магической энергией. В древние времена люди считали, что зеркала способны запоминать все, что когда-либо в них отражалось.

Издавна девушки гадали, поставив перед собой зеркало. Кроме того, с зеркалом  связано множество примет, суеверий и запретов. В разных источниках говорится о том, что ни в коем случае нельзя вешать в собственном доме чужое зеркало, так как это могло привести к самым неприятным последствиям – порчам и проклятиям.   Если разобьешь зеркало, то семь лет тебя будут преследовать несчастья. В разбитое зеркало ни в коем случае нельзя смотреться, так как можно увидеть черта.   Нельзя смотреть на свое отражение в зеркале во время еды: "съедите" свою красоту. Если в доме зеркала быстро покрываются пылью — это плохая примета. Считается, что зеркало показывает энергетику в доме.

            В Китае зеркало наделяли сильными защитными магическими свойствами, люди считали, что эти предметы способны изгонять зло. Подвешивали зеркала над входной дверью или же над окнами.   В Японии зеркало имело громадное значение и считалось символом императорской власти, наряду с троном, мечом и Тремя Жемчужинами, символизирующими отвагу, знание и милосердие. В Индии существовала особая категория «лунных» зеркал. С их помощью в холодные ночи собирали «сияющую воду с Луны». Эта вода шла на приготовление священных блюд и лекарственных снадобий.

        И все же, почему на протяжении многих тысячелетий человек считает зеркало не просто необходимой в быту вещью, а наделяет ее таинственными свойствами?  Какие тайны  хранят  в  себе зеркала?

1.1.Оптические свойства зеркала.

                                                     Казалось бы, что зеркало – пустяк.
                    Кусок стекла. Металл с обратной стороны.

Но стоит что-то сделать нам не так –
Процесс зеркальный изменить – и вот,
Увы… Ни отраженья нет, ни глубины!

 

ЗЕРКАЛО, тело, обладающее полиро­ванной поверхностью и способное образо­вывать оптические изображения предметов (в том числе источников света), отражая световые лучи.

             Качество зеркал тем выше, чем ближе форма его поверх­ности к математически правильной. Мак­симально допустимая величина микро-неровностей поверхности определяет­ся назначением зеркал для астрономических и некоторых лазерных зеркала она не должна пре­вышать 0,1 наименьшей длины волны λmin падающего на зеркало излучения, а для прожекторных или конденсорных зеркал может доходить до 10 λmin   Положение изображения оптического, даваемого зеркалом, может быть определено по законам геометрической оптики; оно зависит от формы поверхности зеркала и положения изо­бражаемого предмета.

Луч  света  падающий  на  зеркало  отражается  в  соответствии  с  законом  отражения:  угол  падения  каждого  луча  света  равен  углу  его  отражения  

В книге  известного английского математика и писателя Льюиса Кэрролла  Девочка Алиса прошла сквозь зеркало и оказалась в Зазеркалье : «Тут Алиса оказалась на каминной полке, хоть и сама не заметила, как она туда попала.  А зеркало, и точно, стало таять, словно серебристый туман поутру. Через миг Алиса прошла сквозь зеркало и легко спрыгнула и Зазеркалье». Так что же, собственно говоря, происходит в зазеркалье? Но
каким законам оно живет?

В зеркале все предметы «переворачиваются» и предстают обращенными. Если вы протянете своему отражению правую руку, то увидите, что оно протягивает вам левую. Законы движения в зазеркалье так же вывернуты, как и неподвижные отражения. В самом деле, если вы желаете попасть в какое-то место в зазеркалье, нужно идти прямо в противоположную сторону.  Маленькая героиня Л. Кэрролла этого не знала, по­этому «куда бы она ни шла, где бы ни сворачи­вала, всякий раз, хоть убей, она выходила снова к дому». И только пойдя в противоположном на­правлении, она вышла туда, куда хотела.  Плоские  зеркала  дают  мнимые  изображения  предметов,  они  к  тому  же  ещё  и  поворачивают  его  в  разные,  не  соответствующие  действительности,  стороны. 

Сферические  зеркала  —  это  зеркала,  отражающая  поверхность  которых  является  частично  сферой.  Сферические  зеркала  бывают  вогнутые  и  выпуклые.

   Если  зеркало  искривить,  у  него  появится  множество  интересных  и  полезных  свойств.  Не  все  знают,  что  искривлённое  зеркало  часто  может  играть  роль  линзы.  Как  и  линза,  оно  изменяет  ход  световых  лучей.  Однако,  во  многих  случаях  использование  зеркал  в  качестве  оптических  устройств  является  более  предпочтительным,  так  как  они  проще  дешевле  в  изготовлении.

У  вогнутого  зеркала  отражающей  поверхностью  является  внутренняя  поверхность  сферы.  Если  на  такое  зеркало  направить  несколько  параллельных  пучков  света,  то  отразившись  от  него,  они  пересекутся  в  одной  очке  (фокус  зеркала). Даваемые  вогнутым  зеркалом  действительные  изображения  могут  быть  любых  размеров  в  зависимости  от  расстояния  до  проекции.

У  выпуклого  зеркала  отражающей  поверхностью  является  внешняя  поверхность  сферы.  Если  на  это  зеркало  направить  параллельные  пучки  света,  то  они  отразятся  по  разным  направлениям. Выпуклое  зеркало  даёт  уменьшенное  изображение  предметов.  При  этом  наше  поле  зрения  увеличивается,  что  позволяет  охватить  взглядом  сразу  большой  угол,  чем  может  наш  невооруженный  глаз.

Одно  из  чудесных  свойств  зеркал  состоит  в  том,  что  они  позволяют  переносить  изображения  куда  угодно,  если  они  образуются  в  неудобном  для  наблюдения  месте,  или  находится  там,  где  мы  не  можем  его  непосредственно  увидеть.  С  помощью  зеркал  можно  перенести  изображение  в  более  удобное  место,  что  и  делается  во  многих  оптических  приборах.

Иллюзионист  может  так  же  использовать  зеркала,  чтобы  прятать  от  зрителей  предметы  —  целиком  или  частично.  Отражённые  зеркалами  изображения  маскируют  присутствие  самих  зеркал,  внушая  зрителям  ложное  представление  о  расстановке  предметов.

Все  кому  доводилось  бывать  в  комнате  смеха,  наверняка  потешались  над  своим  уродливым  изображением  в  кривых  зеркалах.  Такие  зеркала  используются  в  популярных  аттракционах,  на  морских  курортах,  в  парках  и  других  местах  отдыха.  Чудные  превращения,  которым  подвергается  ваше  изображение  в  кривых  зеркалах,  объясняется  их  формой  —  вогнутой,  выпуклой  или  цилиндрической.  Поэтому  в  зависимости  от  кривизны  зеркала  вы  выглядите,  то  высоким,  то  низким,  то  худым,  то  толстым,  но  только  не  такими,  как  на  самом  деле.

  1. Загадки истории производства первых зеркал.

     Зеркала известны с незапамятных времен. В древние времена их делали из полированного металла. Мы никогда не узнаем, как человек придумал зеркало. Вероятно, он часто смотрел в гладкую поверхность водоемов и видел там себя. А в один прекрасный день специально отполировал кусочек металла и придал ему нужную форму. Так появилось зеркало.

       Первые металлические зеркала из бронзы и серебра люди начали изготавливать в III тысячелетия до н.э.  Они были широко распространены у народов Древнего Востока, а позже – у древних греков и римлян. Последнее подтверждает большое количество полированных металлических пластинок, найденных при раскопках Помпеи. Уже тогда широко использовали карманные зеркальца, которые было удобно носить с собой. Их делали из круглой пластинки металла: меди, серебра, золота и бронзы. Такие зеркала были, конечно, не столь совершенными, как стеклянные, но в течение тысячелетий женщинам приходилось довольствоваться только ими.

      При исследовании древней резиденции египетских фараонов в окрестностях Каира был обнаружен неглубокий бассейн, дно которого некогда было залито слоем жидкой ртути. Возможно, это также один из образцов древних зеркал.

      Первыми, кто догадался делать стеклянные зеркала со слоем  ртути или олова, были венецианцы. К 1300 г. стали выпускать такие зеркала, и скоро они заменили металлические пластины. С этого времени небольшое ручное зеркало стало обязательной принадлежностью наряда богатой дамы. Его носили на золотой цепочки на шеи или у пояса, вставляли в веер, оправляли в рамки из черепаховой или слоновой кости, украшали позолотой, миниатюрами из эмали и гравировкой. Эта мода прошла лишь XVII в., когда вследствие мощного подъема стеклоделия французскими мастерами был разработан метод отливки больших зеркальных стекол на медных плитах с последующей их прокаткой. Парадные залы дворцов знати стали украшаться огромными зеркалами, и необходимость в постоянном ношении маленьких зеркал отпала.

       Начиная с XV в. лучшие стеклянные зеркала производились в ведущем центре европейского стеклоделия – Венеции, на острове Мурано. Они были небольшими по величине, но весьма дорогими.

        Их отражательная поверхность сначала делалась из свинцово-сурьмяного сплава. Однако последний быстро тускнел и утрачивал необходимые для зеркала свойства. В XVI в. венецианцы изобрели подводку стеклянных зеркал оловянной амальгамой. Ртутно-оловянный сплав обладал хорошей отражательной способностью и относительно высокой устойчивостью. Поэтому этот сплав, несмотря на высокую токсичность (ядовитые пары ртути отравляли наводчиков зеркал), почтит до середины XIX в. оставался незаменимым в производстве зеркал.

Стеклоделы остова Мурано тщательно хранили секреты зеркального производства. За этим ревностно следило и Венецианская республика: мастера постоянно находились под надзором специальной тайной службы, им под страхом смерти запрещено было покидать остров. Конечно, по отношению к жителям Мурано это было жестоко, но Венеция оберегала таким образом свои финансовые интересы, поскольку муранское стекло и зеркала стоили очень дорого.

Однако вскоре после изобретения в Венеции зеркального стекла, изготовляемого надувным способом, его стали производить и мастера Голландии, Германии, Франции. Технологии производства зеркал в разных странах были различны.

       В Италии, например, расплавленную стеклянную массу выдували в длинные баллоны, затем разрезали их вдоль, расстилали на медном листе, наводили блеск и амальгировали.

 Во Франции стеклянную массу разливали по гладкому столу и медленно охлаждали, а затем шлифовали стекло наждаком.

       Амальгирование происходило так: на гладком столе располагался оловянный лист, на него наносили тонкий слой ртути, а по верх расстилали лист стекла.     

            В 1832 году один из европейцев, совершивших путешествие по Китаю, привез в Европу небольшое медное зеркало - тонкую круглую пластинку, одна сторона которой была отполирована так, что в неё можно было смотреться. Такие зеркала были широко распространены в древности в разных местах земли.

       Однако китайское зеркало обладало совершенно удивительными свойствами. Если оно отражало солнечный свет, то на стене, куда попадал отражённый луч, проступало отчётливое видимое изображение. Чаще всего это был текст заклинание для защиты от злых духов.

       Исследователи установили, что подобные зеркала производились в Китае ещё в 3 веке новой эры. В книге «История древних зеркал»

(X век) было написано, что изобретение таких зеркал относится к глубокой древности и секрет их изготовления утрачен.

Китайскими  зеркалами заинтересовались современные физики. Но прошло целых сто лет, прежде чем эту тайну удалось разгадать знаменитому английскому физику Уильяму Брэггу. В 1932 году он опубликовал работу, в которой показал, что секрет зеркала заключается в особых приёмах полировки его поверхности. Вначале на неё наносили необходимые иероглифы, а затем поверхность полировали для придания блеска. В ходе полировки поверхность сглаживали так, что глаз переставал замечать выпуклости. Они становились заметными только тогда, когда их освещал яркий солнечный свет.

  1. Химики о тайнах получения зеркальных поверхностей.

      Изучая историю происхождения зеркал, я выяснила, что зеркала могут быть металлическими, с тщательно отполированной поверхностью, и стеклянными, с нанесенными на их поверхность металлами. Какие металлы можно использовать для производства зеркал?

       С точки зрения химика, металлы – это химические элементы, образующие в свободном состоянии вещества с характерной металлической структурой. В основе структуры металлов лежит кристаллическая решетка из положительных ионов, погруженная в плотный «газ» подвижных электронов. Эти электроны компенсируют силы электрического отталкивания между положительными ионами и тем самым связывают их в твердые тела. Такой тип химической связи называют металлической. Она обуславливает важнейшие физические свойства металлов: высокую электро- и теплопроводность пластичность, металлический блеск, которые широко используются человеком в практической деятельности. Своеобразный металлический блеск объясняется тем, что обобществленные электроны отражают световые волны. Самые блестящие металлы – ртуть (из которой изготавливали в средние века знаменитые «венецианские зеркала») и серебро (из него теперь с помощью реакции «серебряного зеркала» изготавливают современные зеркала). Металлический блеск наблюдается обычно, когда металл образует сплошную компактную массу. Большинство металлов в мелко раздробленном виде имеет черный или темно-серый цвет.

       Правда, магний и алюминий сохраняют свой блеск, даже будучи превращенными в порошок.   

       Первые зеркала были удобны, но имели большой недостаток - на воздухе быстро темнели и тускнели. Вот почему учёные стали думать, как найти выход из этой ситуации. После долгих опытов оказалось, что блестящий металлический слой можно нанести на стекло.

       Делалось это так: на гладкий кусок стекла накладывали тонкий слой олова, а сверху наливали ртуть. Ртуть растворяла олово, и раствор этот - амальгама - крепко прилипал к стеклу. Такие зеркала оказались намного долговечнее металлических, поэтому ремесленные мастерские перешли на выпуск стеклянных зеркал, отражающая поверхность которых была сделана из амальгамы олова (раствор олова в ртути). Но, поскольку пары ртути очень ядовиты, производство ртутных зеркал было весьма вредным, да и сами зеркала содержали ртуть. Было опасно держать ртутные зеркала в жилых помещениях. Поэтому учёные продолжали искать замену для ртути. Её нашли французский химик Франсуа Птижан и известный химик Юстус Либих. Они предложили заменить ртуть серебром.

       Либих предложил изготавливать зеркала с серебряным покрытием. Разработанный им метод состоял из следующих операций. Сначала к водному раствору нитрата серебра AgNO3 добавляли водный раствор гидроксида калия, что приводило к осаждению черно-коричневого осадка оксида серебра:

        2AgNO3 + 2 KOH = Ag2O + 2 KNO3 + H2O

       Осадок отфильтровывали и перемешивали с водным раствором аммиака:

        Ag2O + 4NH3 + H2O= 2(Ag(NH3)2(OH))

       Оксид серебра растворялся в аммиачной воде с образованием комплексного соединения – гидроксида диамминсеребра (I). Затем в полученный прозрачный раствор погружали лист стекла, одна из поверхностей которого была тщательно обезжирена, и добавляли формальдегид HCHO.

       2(Ag(NH3)2(OH) + HCHO = 2Ag + HCHONH4 + 3NH3 + H2O

       Формальдегид восстанавливал серебро, которое осаждалось на очищенной поверхности стекла, покрывая его блестящим зеркальным налетом. Любопытно, что реакцию, которую открыл Либих, так и назвали – реакция «серебряного зеркала».  

        Серебро - драгоценный ме­талл, известный с глубокой древности. На Земле этого элемента               7 • 10~6 % от массы земной коры. Чистое серебро - блестящий белый металл, очень мягкий, тягучий, плавящийся при 960,8 °С.  Плотность серебра при 20 °С равна 10,5 г/см3, 1кип = 2212 °С.   Серебро устойчиво к атмосфер­ным воздействиям, характеризуется высокой отражательной способностью и не дает от­тенков.

    В настоящее время много серебра расходуется на производство технических и бытовых зеркал. При изготовлении серебряных зеркал стекло обез­жиривают и промывают, а затем обрабаты­вают раствором хлорида олова(II) SnCl2. После этого стекло обливают раствором нитрата се­ребра, содержащим сахар. Сахар восста­навливает соль серебра до металла, и он ровным и плотным слоем ложится на поверхность стекла. Хлорид олова(II) играет роль активатора про­цесса восстановления и способствует образова­нию качественного слоя серебра.

    Обычно толщина серебряной пленки колеб­лется от 0,15 до 0,3 мкм. Для электрохимической защиты отражающего слоя его покрывают мед­ной пленкой, соизмеряемой по толщине с сереб­ряной. На медную пленку наносят разные лако­красочные материалы - поливинилбутиральные, нитроэпоксидные, эпоксидные эмали, предупре­ждающие механические повреждения защитного слоя.

   Для предотвращения потускнения серебряного покрытия в технических зеркалах его защищают слоем химического элемента индия. Не сказываясь на отражательной способности зеркал, индий позволяет продлевать срок их службы.

   Серебро - драгоценный металл. И его можно заменить другим. В последнее время зер­кала изготавливают способами металлизации стекла катодным распылением и испарением в вакууме. Чаще всего используют термическое испарение алюминия в вакууме. Испарение алю­миния осуществляется со жгутов из вольфра­мовой проволоки либо из жаропрочного тигля. Подготовка поверхности стекла к алюминированию выполняется еще более тщательно, чем перед химическим серебрением, и включает обез­воживание и обработку электрическим разрядом. Толщина алюминиевой пленки для получения зер­кала с максимальной отражательной способно­стью должна составлять 0,12 мкм. Благодаря повышенной химической стойкости алюминие­вые зеркала иногда используют как поверхности наружного отражения, которые защищаются оптически прозрачными слоями Аl2О3, SiO2, МgF2 и др. Обычно же слой алюминия покрывается непрозрачными лакокрасочными материалами, такими же, как и при серебрении. Некоторая не­равномерность по спектру и ухудшение отража­тельной способности алюминированных зеркал по сравнению с посеребренными оправданы зна­чительной экономией серебра при массовом про­изводстве зеркал.

В  наши  дни  серебрение  зеркал,  предназначенных  для  научных  целей,  производится  обычно  по  методу  Брешира.  В  этом  видоизменённом  первоначальном  методе  Либиха  используется  азотнокислотное  серебро,  аммиак  и  едкий  натрий.  В  качестве  восстановителя  берётся  сахар,  превращающий  азотнокислотное  серебро  в  металлическое.

В  последние  годы  алюминий  вытеснил  серебро  при  изготовлении  покрытий  многих  зеркал  (лицевое  покрытие),  особенно  тех,  которые  служат  объективами  телескопов.  Алюминий  даёт  более  плотное  покрытие,  чем  серебро,  при  этом  оказывается  более  мягким  и  устойчивым  по  отношению  к  коррозии.

Таким образом, технологический процесс производства зеркал серебрением состоит из следующих основных операций:

- удаление с поверхности стекла загрязнений и продуктов коррозии;

- нанесение центров осаждения серебра;

- собственно серебрение;

- нанесение защитных покрытий на отражающий слой.

   Самыми высококачественными оказались зеркала из индия. Одной из первых об­ластей применения индия стало изготовление зеркал, необходимых для астрономических при­боров, рефлекторов и тому подобных устройств. Оказывается, обычное зеркало не одинаково от­ражает световые лучи различных цветов. Это значит, например, что цветная одежда, если ее рассмотреть в зеркало, имеет несколько иную окраску, чем на самом деле.

   Правда, глаз модницы, сидящей перед зерка­лом, не в состоянии зафиксировать такие пе­ремены в ее туалете, но для многих приборов цветовая фальсификация просто недопустима. И серебряные, и оловянные, и ртутно-висмутовые зеркала грешат этим недостатком. Индий  же не только обладает чрезвычайно высокой отража­тельной способностью, но и проявляет при этом полнейшую объективность, совершенно одина­ково относясь ко всем цветам радуги - от крас­ного до фиолетового. Вот почему, чтобы свет, излучаемый далекими звездами, доходил до ас­трономов неискаженным, в телескопах устанав­ливают индиевые зеркала.

   В отличие от серебра, индий не тускнеет на воздухе, сохраняя высокий коэффициент отражения. Между прочим, индий сыграл немаловажную роль при защите Лондона от массированных налетов немецкой авиации во время второй мировой войны. На первый взгляд, такое утверждение может показаться странным, но именно индиевые зеркала позволяли прожекторам противовоздушной обороны в поисках воздушных пиратов легко пробивать мощными лучами плотный туман, нередко окутывавший Британские острова. Поскольку индий имеет низкую температуру плавления, во время работы прожектора зеркало постоянно нуждалось в охлаждении, однако английское военное ведомство охотно шло на дополнительные расходы, с удовлетворением подсчитывая число сбитых вражеских самолетов.

1.4.Старое, старое зеркало.

Потускнение связано не со стеклом, а с трансформациями, происходящими в металлическом светоотражающем слое. После общего потускнения следующая стадия старения зеркала —фрагментарное почернение (фрагментарное из-за неравномерных деструктивных изменений), постепенно делающее его непригодным для использования. Потускнение зеркала упоминается Буниным: «... когда... веселый отблеск стекла передавался в тусклое овальное зеркало, висевшее на стене против двери». Зеркало — тусклое, хотя стекло сохранило «веселый» блеск.

Мутнеет зеркало потому, что со временем, особенно во влажной атмосфере, слой серебра несколько отходит от стекла, а возникшая при этом прослойка (порой воздушная, а порой и водяная) способствует рассеиванию отраженных лучей. В образовавшийся зазор попадают содержащиеся в атмосфере газы — кислород, сероводород, оксид серы (IV). При этом протекает целый ряд химических реакций, приводящих в конечном счете к образованию черного сульфида серебра — к потускнению зеркала:

4Аg + 2Н2S + О2 = 2Аg2S + 2H2O

SO2 + 2H2O = Н2SO3

Н2S03 + 2Н2S = 3S + ЗН2O

2Ag + S=Ag2S

Чем больше сульфида серебра образуется, тем сильнее светоотражающий слой отходит от стекла и тем активнее идут деструктивные процессы. В итоге на зеркале образуются черные сульфидные пятна и пробелы — результат осыпания разрушенного серебряного покрытия.

Впрочем, зеркало может испортиться не только по химическим причинам, но и по физическим. Стекло — материал хрупкий, и зеркало легко можетразбиться.

 

  1.  Практическая часть.

 

  1.  Получение зеркальной поверхности в условиях химической лаборатории.

Колбу емкостью 50-100 мл очищают от механических   загрязнений, промывают ершиком с мыльной водой или нагревают в колбе раствор щелочи, затем споласкивают водой, промывают хромовой смесью и наконец начисто промывают дистиллированной водой.

Реактивы:

1. AgNO3 азотное - кислое серебро

2. нашатырный спирт 25% (NH4OH)

3. вода

4. формалин

Оборудование:

Пробирка или колба

Спиртовка

Спички

Пробирочный держатель

Водяная баня

Техника безопасности.

1. Работа с формалином и нашатырным спиртом опасна.

2. Аммиачный раствор оксида серебра нельзя хранить. После опыта

неиспользованный раствор нейтрализуют соляной кислотой.

Химические реакции:

AgNO3 + NH4OH а AgOH + NH4NO3

2AgOH а Ag2O + H2O

Оксид серебра обладает свойством растворяться в аммиаке

Ag2O + 4NH4OH а 2[Ag(NH3)2]OH + Н2O

Окислительное действие оксида серебра объясняется тем, что это

вещество является оксидом благородного металла, поэтому оксид неустойчив и при наличии восстановителя, т.е. вещества, легко окисляющегося, он легко отдает кислород, вследствие чего происходит выделение (восстановление) металлического серебра. В колбе образовалось красивое «серебря­ное зеркало».

Уравнение реакции можно дать в обычном виде:

HC-OH + Ag2O -> HCOOH + 2Ag

а можно представить полное уравнение реакции:

HC-OH + 2[Ag(NH3)2]OH -> HCOOH + 2Ag + 4NH3 + H2O

  1.  Экспертиза зеркал или как надолго сохранить зеркальную поверхность.

Правильный уход за зеркалами.

• Зеркала боятся сырости и солнца. Яркие сол­нечные лучи не должны падать прямо на зеркало.

• Зеркало лучше всего вытирать сухой мягкой тряпкой, а один-два раза в месяц протирать не ос­тавляющей волокон полотняной тряпкой, смочен­ной уксусом. Зеркало будет блестеть, если в воде, в которой его моют, развести немного синьки. Можно также протирать зеркало настоем чая.

• Зеркало, засиженное мухами, лучше всего протереть разрезанной луковицей, вымыть хо­лодной водой. Нашатырный спирт применять не следует.

• Если задняя сторона зеркала ничем не защи­щена, ее нельзя вытирать сырой тряпкой, нужно осторожно, чтобы не поцарапать, стереть или смести с нее пыль.

• Зеркало быстро портится, если нахо­дится в помещении с повышенной влажностью. Для продления срока службы зеркала следует создать герметическую прослойку между ним и рамой. Для этого зеркало вынимают из рамы, а на пазы намазывают тонкий слой стеклянной замазки. После чего зеркало ставят на прежнее место и осторожно придавливают. Избыток за­мазки разравнивают по пазу, а зеркало укрепляют в раме гвоздиками без шляпок. Затем сверх защит­ного слоя, имеющегося на оборотной стороне зер­кала, наносят еще два слоя масляного лака. Второй слой наносят после высыхания первого.

• Одеколон легко снимает с зеркал мельчайшие капельки лака для волос.

• Для лучшей сохранности зеркал, находящихся в ванной и других влажных помещениях, надо сма­зывать обратную сторону (амальгаму) составом из растопленного воска и скипидара в соотноше­нии 1:2.

Заключение.

        Как показали мои   исследования, нас всех окружает мир зеркал. Мы привыкли к нему. Мы спокойно смотрим в зеркало по утрам, поправляем прическу и улыбаемся своему отражению. Мы познаем себя, мы идентифицируем себя, сравниваем себя с другими людьми – и делаем это с помощью зеркала.  Истинктивно мы боимся разбить зеркало и стараемся не смотреться в него, если оно треснуло… Оно сопровождало нас все столетия нашего существования, принимая самые причудливые формы.

       Изучив   историю возникновения зеркала  можно сделать следующие выводы:

Зеркало – одно из древних вещей в мире, оно было известно ещё в III тысячелетии до н. э., и делалось чаще всего из бронзы, обсидиана, серебра или

золота. Но с развитием человека развивалась и наука,  менялся химический состав, необходимый для создания зеркал,  а  так, же технология изготовления зеркала

Проведённая мной работа  ещё раз показывает важность химии в быту современного человека, а также в науке, технике, медицине.

Моя   гипотеза получила подтверждение:  зеркало можно получить в лабораторных условиях

Таким  образом,  обобщая  рассмотренный  материал  можно  сделать  общий  вывод  о  том,  что  оптические  приборы  и  устройства,  использующие  различные  виды  зеркал,  в  дальнейшем  будут  находить  всё  большее  применение  в  различных  областях  техники.

Многие психологи, советуя подымать настроение и общий тонус, глядя на себя в зеркало и проговаривая: «Я самый, самый, самый...» Смотреться в зеркало необходимо с улыбкой, отраженная, ваша же положительная энергия, по мнению некоторых специалистов, и помогает снять стресс и улучшить настроение.

 

 

 

 

 

Литература.

 

1.Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас: Справочное пособие. – М.: Высшая школа, 2010.

2.Кукушкин Ю. Н. Что мы знаем о химии? – М.: Высшая школа, 2010

3.Лисичкин Г. В., Бетанели В. И. Химики изобретают. – М.: Просвещение, 2012.

4.Зоннефельд А. Вогнутые зеркала, пер. с нем., М. – Л., 2011.

5.Винокуров В. М. Химические методы серебрения зеркал. – М., 2010.

6.Глюк И. И все это делают зеркала, пер. с англ. – М., 1990.

7.Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей. – М.: Ключ-С, 2011.

8.Энциклопедия для детей. Аванта+. Физика. – М.: Аванта+, 2010.

9.Глинка Н. Л. Общая химия. – М.: Химия, 2010.

10.Энциклопедический словарь юного химика.

Составители В. А. Крицман, В. В. Станцо. – М.: Педагогика, 2010

11.Цветков Л. А. Эксперимент по органической химии: методика и техника.

Пособие для учителей. – М.: Школьная пресса, 2010.

12.Химия для гуманитариев. Сост. Н. В. Ширшина. – Волгоград: Учитель, 2010

Интернет-ресурсы:

http://www.znaytovar.ru/s/Proizvodstvo-zerkal.html

http://zreni.ru/1805-illyuzii-ot-vognutyh-i-vypuklyh-zerkal.html

http://zreni.ru/1805-illyuzii-ot-vognutyh-i-vypuklyh-zerkal.html

http://chem21.info/info/682090/

http://www.mywebs.su/blog/riddles/23629.html

http://mash-xxl.info/article/242071/

http://mash-xxl.info/article/242071/

http://www.artsteklo.com/statyi-poleznoe/proizvodctvo_zerkal_i_prodaga.html

 

 

Категория: Средне-специальные учебные заведения | Добавил: окси
Просмотров: 638 | Загрузок: 11 | Рейтинг: 0.0/0
Другие материалы по теме:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Copyright 2010 © БОЛЬШАЯ ПЕРЕМЕНА