Dlaczego lustra wykonuje się ze szkła? Chodzi konkretnie o podstawy luster (teleskopowych). Zakładając ,że moglibyśmy napylić warstwę odbijającą na dowolne materiały, wydawałoby się, że wykonanie podstawy np. z plastiku miałoby sens, gdyż całość mogłaby być lżejsza i łatwiejsza w obróbce. Czy chodzi tu o „sztywność” konstrukcji, czy może o jakiś efekt fizyczny na granicy warstwy odbijającej i szklanej?
Dlaczego lustra (do teleskopów) wykonuje się ze szkła?
Pytanie
Odpowiedź
Trudno chyba wyobrazić sobie materiał bardziej związany z rozwojem nauki niż szkło: od naczyń (al)chemików, przez szalki do hodowli bakterii biologów, soczewki w mikroskopach pozwalających oglądać rzeczy małe do luster i soczewek teleskopów dzięki którym poznajemy Wszechświat – szkło towarzyszy naukowcom od wieków.
Jest kilka powodów, dla których lustra teleskopów wykonuje się (najczęściej) ze szkła:
- Szkło daje się precyzyjnie obrabiać (przy pomocy proszków ściernych np. z korundu czy diamentu) oraz polerować. To znaczy, że potrafimy wykonać lustro o zadanym kształcie i bardzo gładkiej powierzchni. Generalna zasada brzmi: im materiał twardszy, tym dokładniejszy element można z niego wykonać – np. dlatego, że nie odkształca się on pod wpływem sił potrzebnych do obróbki.
- Szkło jest stabilne mechanicznie (ma dużą sztywność), więc można tak zamocować zwierciadło, by się nie odkształcało. W nowoczesnych teleskopach lustra są bardzo cienkie, a ich kształt jest utrzymywany przez aktywne siłowniki.
- Ma wysokie przewodnictwo cieplne, dzięki czemu lustro może osiągnąć równowagę termiczną z otoczeniem. Jednocześnie ma stosunkowo niewielką rozszerzalność cieplną.
- Na szkło można nakładać stabilne powłoki odbijające (np. z metali jakich jaki złoto czy srebro).
Do niektórych zastosowań lustra teleskopów wykonuje się z innych materiałów, np. James Webb Space Telescope budowany przez NASA ma lustra z berylu (z pokryciem ze złota), dzięki czemu są one bardzo lekkie.