By Неодимовое стекло в Дайджест №124: Технологии, Опыты 31.05.2021-06.06.2021
В обзоре: неодимовое стекло, лазеры, эксперименты, горячий лёд, музыка и штрих-код.
Горячий лёд
Уксус сода ацетат натрия на кончике пальца горячий лёд.
Окисление аммиака
Окисление аммиака на катализаторе — мистические светлячки.
Неодимовое стекло
Неодимовое стекло необычный материал, который при разном освещении имеет разный цвет.
Неодимовое стекло — минеральное стекло, содержащее в составе оксид неодима, иногда смесь оксидов других редкоземельных элементов и имеет несколько названий: неодимовое стекло, дидимовое стекло, стекло-хамелеон, александритовое стекло, стёкла Мозера («Александрит», «Гелиолайт», «Роял») и много других торговых наименований, среди которых выделяется «Неофан» или «неофановое стекло».
Neophan (новое явление) — бренд нескольких немецких фирм (Auer, Siemens) для различных изделий из этого стекла, название которого стало нарицательным, фактически названием самого стекла.
В англоязычных странах для обозначения линз очков и светофильтров из фиолетового неодимового стекла используется аббревиатура «ACE» — Amethyst Contrast Enhancer — «аметистовый усилитель контрастности».
Эта аббревиатура иногда применяется и для стёкол других цветов, только в начале пишется сам цвет, например зелёное стекло — «Green ACE».
Название «дидимовое стекло» (Didymium glass) хотя и имеет устаревший термин «дидим», но до сих пор используется для обозначения как стекла со смесью оксидов лантаноидов, так и собственно неодимового стекла с чистой окисью неодима, применяющегося для технических защитных очков и для фотографических светофильтров.
Неодимовое стекло: свойства
Это стекло обладает интересными оптическими свойствами, связанными с f-f переходами в электронной оболочке атома неодима.
Способность избирательно, в зависимости от длины волны, поглощать видимый свет: фиолетовое стекло существенно поглощает жёлтую часть спектра, а спектральную дублетную D-линию излучения натрия с длиной волн 589 и 589,6 нм и излучение с длинами волн 580—590 нм поглощает почти полностью; имеет полосы поглощения в других частях оптического излучения.
— красные предметы через стекло кажутся более яркими, почти сияющими;
— оранжевые и розовые заметно краснеют и также выглядят ярче, кожа бледнолицых людей приобретает розовый цвет;
— жёлто-зелёные предметы зеленеют и видятся отчётливее;
— зелёные и синие предметы, голубое небо и поверхность воды выглядят насыщеннее, имеющими как бы более чистый цвет;
— жёлтые предметы теряют яркость, а чистое без примесей натриевое излучение практически исчезает; но в большинстве случаев жёлтые материальные объекты остаются видимы, поскольку они светят в широком спектре и часто смесь красных и зелёных лучей воспринимается как жёлтый цвет. Например свет натриевой лампы, сфотографированный и воспроизведённый на мониторе по технологии RGB, через неодимовое стекло не меркнет и почти не меняет цвет;
— в целом из-за выпадания жёлтого участка спектра возникает приличная дифференциация между красными и зелёными цветовыми полутонами, за счёт чего изображение через такое стекло имеет более контрастный вид.
Александритовый эффект
Александритовый эффект или двухцветность — способность стекла с содержанием оксида неодима не менее 4,3 % изменять цвет в зависимости от типа освещения из-за вышеуказанного поглощения жёлтого цвета и разделения спектра на две части: сине-зелёную и красную.
Если освещающий стекло источник отдаёт энергию больше в синей части спектра, то и стекло, поглотив почти все жёлтые лучи, окрашивается в синие тона.
Если же источник светит больше в красной части, тогда видимый свет сдвигается от равновесия в другую спектральную сторону и стекло отдаёт красный свет.
Аметистовое неодимовое стекло именно так изменяет цвет от пурпурного при свете ламп накаливания и фиолетового при солнечном свете до голубого при освещении люминесцентными лампами, неодимово-празеодимовое серое стекло — соответственно от серого до зелёного, а коричневое — от чайного красновато-коричневого до зеленовато-жёлтого.
При чистом натриевом свечении неодимовое стекло становится тёмным, почти чёрным. С этим свойством напрямую связано резкое различие свечения разных типов ламп при взгляде через стекло (см. фотографии ниже в разделе визуальных эффектов).
Способность к лазерной накачке
Хорошее поглощение ультрафиолетового излучения: длины волн до 335 нм стекло без дополнительных добавок поглощает полностью.
Стёкла других цветов имеют свои особенности светопропускания. Коричневое стекло кроме жёлтого почти совершенно поглощает синий цвет и тем самым ещё более обостряет контрастность и видимость красных оттенков, причём делает красными, ярко-бордовыми и алыми оранжевые, коричневые и фиолетовые цвета.
Серое стекло делает акцент на зелёном цвете, несколько в ущерб синему, делая его больше сине-зелёным.
Ширина поглощаемого участка в жёлтой части спектра в районе 580 нм зависит от содержания неодима и толщины стекла. Например обычное дидимовое стекло толщиной 1,5 мм срезает участок средней шириной 15 нм, стекло толщиной 4 мм устранит уже 35 нм, а 6 мм соответственно 55 нм.
Надо сказать, что почти все редкоземельные элементы в стёклах и жидких растворах обнаруживают избирательное поглощение света, а дихроизм проявляют также чисто празеодимовые стёкла (меняют цвет от бесцветного до зелёного из-за существенного поглощения синих лучей), но только у неодима полосы поглощения расположены таким образом, что способствуют усилению контрастности, а самое глубокое поглощение идеально совпадает с эмиссионным спектром возбужденных атомов натрия, что обеспечивает стеклу с неодимом несколько специфических применений.
Bursera graveolens
Bursera graveolens одно из самых эффектно горящих деревьев в мире. Огонь создает на ней завораживающий эффект «мини-заката».
Звуковая волна 24 Гц
Звуковая волна 24 Гц с частотой 24 кадра в секунду создает эффект стоячей волны.
Штрих-код
Штрих-код техно от японского музыканта Эй Вада.
Он использует свой своеобразный инструмент модернизированный сканер, который считывает штрих-коды, звездные узоры и низкоконтрастные изображения. А высота и другие свойства каждого звука зависят от движений исполнителя.
