પ્રકાશીય કાચ

પ્રકાશીય કાચ : વ્યાપક પ્રમાણમાં વપરાતું પ્રકાશીય દ્રવ્ય (optical material). જુદા જુદા હેતુઓ માટેના પ્રકાશીય કાચ તેમના વક્રીભવનાંક (refractive indices) તથા વિક્ષેપણ (dispersion) બાબતે જુદા પડે છે. સામાન્ય કાચની સરખામણીમાં પ્રકાશીય કાચ અપૂર્ણતાઓ(imperfections)થી બને તેટલા મુક્ત હોવા જોઈએ. જેમ કે તે ગલન પામ્યા વિનાના (unmelted) કણો, હવાના પરપોટા વગેરેથી મુક્ત હોવા જોઈએ તેમજ રાસાયણિક રીતે બને તેટલા સમાંગ (chemically homogeneous) હોવા જોઈએ. રાસાયણિક અસમાંગતા(inhomogeneity)ને કારણે કાચના કેટલાક ભાગોમાં તેનો વક્રીભવનાંક અનિયમિત હોઈ શકે છે.

અત્યંત પ્રચલિત એવા બે પ્રકારના પ્રકાશીય કાચ વપરાશમાં છે.

(i) ક્રાઉન કાચ : જેનો વક્રીભવનાંક નીચો હોય છે અને વિક્ષેપણ ઓછું કરે છે. (ii) ફ્લિંટ કાચ : જેનો વક્રીભવનાંક ઊંચો હોય છે અને વિક્ષેપણ વધુ કરે છે.

પ્રકાશીય તંત્ર(optical system)માં યોગ્ય રીતે વાપરવા માટે જરૂરી એવી વક્રીભવનાંકની તથા વિક્ષેપણની પૂરતી રેઇન્જ નહિ હોવાથી આવા ફ્લિંટ તથા ક્રાઉન કાચોનો વપરાશ પ્રમાણમાં મર્યાદિત છે.

(i) 1790માં સ્વિસ ઘડિયાળી પી. એલ. ગ્યૂઇનાન્ડે રાસાયણિક રીતે સમાંગ કાચ મેળવવા માટેની પદ્ધતિ વિકસાવી.

(ii) ઓ. સ્કૉટે બેરિયમ ક્રાઉન તથા બેરિયમ ફ્લિંટ પ્રકારના કાચ બનાવ્યા.

(iii) જી. ડબ્લ્યૂ. મૉરેસે વિરલ મૃદધાતુ કાચ (rare earth glasses) બનાવ્યા.

કેટલાક પ્રકાશીય કાચના વક્રીભવનાંક નીચે સારણીમાં આપ્યા છે.

કેટલાક કાચ માટે વક્રીભવનાંક મૂલ્યો

પ્રકાશની	ક્રાઉન	ફ્લિંટ	બેરિયમ	બેરિયમ
તરંગલંબાઈ	કાચ	કાચ	ક્રાઉન કાચ	ફ્લિંટ કાચ
0.3650	1.53245	1.55555	1.59610	1.64171
0.4046	1.52597	1.54736	1.58837	1.62975
0.4340	1.52239	1.54286	1.58407	1.62338
0.4358	1.52217	1.54262	1.58382	1.62300
0.4861	1.51760	1.53695	1.57838	1.61516
0.5461	1.51375	1.53224	1.57380	1.60870
0.5893	1.51166	1.52970	1.57136	1.60535
0.6563	1.50915	1.52667	1.56843	1.60135

કાચના વક્રીભવનાંકનો આધાર પ્રકાશની તરંગલંબાઈ ઉપરાંત કાચના ઉષ્ણતામાન (T) પર પણ છે. વક્રીભવનાંક(n)ના તાપમાન ગુણાંક(temperature co-efficient of refractive index)નું મૂલ્ય પ્રમાણમાં ઓછું હોય છે; જેમ કે,

=          –3 x 10^–6 ફલર ક્રાઉન કાચ માટે અને

                   9 x 10^–6 સિલિકા કાચ માટે

સિલિકા કાચ માટે 501.6 માઇક્રોન (μ) તરંગલંબાઈના પ્રકાશ માટે વક્રીભવનાંક

n          =          1.4617,              –160° સે.એ.

                       1.4772,             1000° સે.એ.

કૅમેરામાં તથા બીજાં પ્રકાશીય સાધનોમાં વપરાતા સિલિકા કાચ ઊંચી તરંગલંબાઈથી 220 મિલિમાઇક્રૉન (mμ) (1 μ = 10⁴ Å; 1 mμ = 10 Å) સુધીની તરંગલંબાઈ સુધીના બધા પ્રકાશનું પારગમન (transmission) કરે છે. સામાન્ય ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ 200 mμ સુધીની તરંગલંબાઈના પ્રકાશને માટે સંવેદનશીલ હોય છે.

સારામાં સારા પ્રકાશીય કાચની પારદર્શકતા (transparency) ર્દશ્ય પ્રકાશ (380–780 mμ) માટે 99% કરતાં પણ વધારે હોય છે. કાચમાંથી લોખંડ જેવી કેટલીક અશુદ્ધિઓ કાળજીપૂર્વક દૂર કરવાથી આ પ્રકારનો કાચ મેળવી શકાય છે.

અરુણ રમણલાલ વામદત્ત