к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Оптический контакт

Оптический контакт - контактное соединение двух поверхностей твёрдых тел, тщательно отполированных и сближенных на расстояние, намного меньшее длины световой волны (порядка нм). О. к. в нормальных условиях (на воздухе) приводит к высокопрочному соединению твёрдых тел, обусловленному гл. обр. силами межмолекулярного взаимодействия (водородная связь), возникающими между адсорбированными из воздуха на поверхности контактирующих тел молекулами воды и углеводородов.
Геом. толщина О. к. зависит от качества обработки соединяемых поверхностей и не является пост. величиной в пределах всей контактирующей поверхности. Эфф. геом. толщина определяется как сумма ср. значений высот микронеровностей обеих контактирующих поверхностей. В качестве приближения за эфф. толщину может быть принято ср. значение толщин слоев молекул воды и углеводородов, адсорбированных в О. к. Толщины слоев воды и углеводородов в О. к. в нормальных условиях зависят от технол. факторов изготовления поверхностей, высот микроперовностей контактирующей пары и составляют ок. 1 - 2 и 4 - 10 нм соответственно.
Прочностные свойства О. к. определяются силами сцепления, действующими между контактирующими поверхностями. Различают нормальную составляющую определяющую прочность О. к. на разрыв, и тангенциальную составляющую определяющую прочность на сдвиг. Для типичной пары поверхностей, изготовленных из кварцевого стекла и находящихся в О. к., ср. значения величин и равны 60 Н/см² и 40 Н/см²соответственно. О. к. достаточно стабилен по механич. свойствам, но с течением времени параметры и имеют тенденцию к небольшому увеличению, предельная величина к-рого зависит от материала контактирующей пары и качества полировки. После вакуумирования О. к. и последующего пребывания его в атмосфере с высокой относит. влажностью увеличивается прочность на разрыв и резко (~ в 3 раза) снижается сдвиговая прочность что связано с появлением тонкой прослойки воды, образовавшейся между контактирующими поверхностями в результате капиллярного всасывания. Удаляя молекулы углеводородов с поверхности твёрдых тел и пузырьки воздуха из контактного слоя, можно дополнительно увеличить прочность О. к. (~ в 2 раза).
В условиях вакуума, когда с поверхности соединяемых твёрдых тел удалены адсорбиров. молекулы, прочность О. к. определяется ван-дер-ваальсовыми силами, обусловленными перекрыванием флуктуационного эл--магн. поля в отд. зонах О. к. (см. Межмолекулярное взаимодействие). Для этого случая сила связи взаимодействующих тел определяется через диэлектрич. проницаемости веществ, образующих О. к., и веществ, находящихся в зазоре; причём сила сцепления уменьшается пропорц. кубу расстояния между контактирующими поверхностями.
Оптич. свойства О. к. (отражение, преломление) определяются оптич. свойствами контактирующих тел, кол-вом воды в слое и могут значительно меняться в пределах контакта; напр., коэф. отражения О. к. для пары кварцевых пластин меняется в пределах 10^-4 - 10^-7. Показатель преломления О. к. может быть получен в аддитивном приближении с помощью Лоренца - Лоренца ф-лы, исходя из показателей преломления контактирующих тел, состава адсорбированных в О. к. воды, углеводородов и относит. соотношения высот микронеровностей поверхностей. На рис. представлена зависимость показателя преломления О. к. n_ок от показателя преломления n₁ одной из контактирующих пластин. Измерение n_ок проводится методами нарушенного полного внутреннего отражения, а изменение п₁обеспечивается набором призм из разных материалов; вторая пластина - кварц (п₂ = 1,457) - не менялась.

Зависимость показателя преломления оптического контакта n_окот величины показателя преломления п₁ одной из контактирующих пластин: 1 - экспериментальные точки; 2 - теоретическая прямая (аддитивное приближение); 3 - через 2 часа после вакуумирования; 4 - с последующей 5-минутной выдержкой при 100% относительной влажности.

При неравномерном нагревании О. к. легко разрушается, что используется в технологии оптич. приборостроения для оперативной разборки (сборки) высокоточного соединения детали с подложкой. Важной разновидностью О. к. является глубокий О. к., получаемый при высокотемпературном спекании специально обработанных поверхностей. Прочность такого О. к., применяемого для неразъёмного соединения деталей, сравнима с макроскопич. прочностью контактирующих тел.
О. к. применяется для устранения отражения и рассеяния света от поверхности раздела сред, а также для получения высокопрочных разъёмных и неразъёмных соединений в оптич. технологии.

Литература по оптическим контактам

Обреимов И. В., Трехов Е. С., Оптический контакт полированных стеклянных поверхностей, "ЖЭТФ", 1957, т. 32, в. 2, с. 185;
Дерягин Б. В., Кротова Н. Л., Смилга В. П., Адгезия твердых тел, М., 1977;
Золотарёв В. М. и др., Исследование механизма контактного взаимодействия плоских поверхностей диэлектриков, "ФТТ", 1978, т. 20, № 1, с. 177.

В. М. Золотарёв

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира