появление зеркал в жизни человека по химии
Появление и развитие зеркал в жизни человека
Просмотр содержимого документа
«Появление и развитие зеркал в жизни человека»
Зеркала используются в астрономических и физических приборах, в ультразвуковой аппаратуре, в быту (обычные стеклянные зеркала). В медицине зеркало — инструмент, облегчающий осмотр определенных органов, тканей. Первые сведения о применении металлических зеркал (из бронзы или серебра) в быту относятся к 3-му тысячелетию до н.э. В бронзовом веке зеркала были известны преимущественно в странах Древнего Востока, в железном веке получили более широкое распространение.
Обычное зеркало того периода характеризовалось тем, что его лицевая сторона была гладко отполирована, обратная покрыта гравированными, либо рельефными изображениями или узорами; форма обычно круглая, с ручкой (у древних греков часто в виде скульптурной фигуры). Стеклянные зеркала (с оловянной или свинцовой подкладкой) появились у римлян в 1 веке н.э.; в начале средних веков они исчезли и снова появились
XIII веке была изобретена подводка стеклянных зеркал оловянной амальгамой. С XVII века многообразие форм и типов зеркал (от карманных до огромных трюмо) возрастает; обрамления зеркал становятся более нарядными. Часто зеркала служат отделкой стен и каминов в дворцовых интерьерах эпохи барокко и классицизма. В XX веке с развитием тенденций функционализма в архитектуре зеркала почти утратили декоративную роль и обычно оформляются в соответствии с их бытовым назначением (в простой металлической рамке, либо вовсе без обрамления).
Как изобрели зеркало. Материалы и технология изготовления зеркал
История
Археологи обнаружили первые небольшие зеркала из олова, золота или платины, относящиеся к эпохе Бронзы.
Современную историю зеркал отсчитывают с XIII века, а точнее — с 1240 года, когда в Европе научились выдувать сосуды из стекла. Изобретение настоящего стеклянного зеркала следует отнести к 1279 году, когда итальянский монах-францисканец Джон Пекам описал способ покрывать стекло тонким слоем олова.
Производство зеркала выглядело так. В сосуд через трубку мастер вливал расплавленное олово, которое растекалось ровным слоем по поверхности стекла, а когда шар остывал, его разбивали на куски. Первое зеркало было несовершенным: вогнутые осколки слегка искажали изображение, но оно стало ярким и чистым.
В XIII веке в Голландии освоили кустарную технологию производства зеркал. За ней последовали Фландрия и немецкий город мастеров Нюрнберг, где в 1373 году возник первый зеркальный цех.
В 1407 году венецианские братья Данзало дель Галло выкупили у фламандцев патент, и Венеция целых полтора века удерживала монополию на производство отличных венецианских зеркал, которые следовало бы именовать фламандскими. И хотя Венеция была не единственным местом производства зеркал в то время, но именно венецианские зеркала отличало высочайшее качество.
Венецианские мастера добавляли в отражающие составы золото и бронзу. Стоимость одного венецианского зеркала равнялась стоимости небольшого морского судна, и для их покупки французские аристократы иногда были вынуждены продавать целые имения.
Например, цифры, дошедшие до наших дней, говорят, что не такое уж большое зеркало размером 100×65 см стоило больше 8000 ливров, а картина Рафаэля того же размера — около 3000 ливров. Зеркала были чрезвычайно дороги. Покупать и коллекционировать их могли лишь очень богатые аристократы и королевские особы.
В начале XVI века братья Андреа Доменико из Мурано разрезали вдоль ещё горячий цилиндр из стекла и половинки его раскатали на медной столешнице. Получилось листовое зеркальное полотно, отличавшееся блеском, хрустальной прозрачностью и чистотой. Такое зеркало, в отличие от осколков шара, ничего не искажало. Так произошло главное событие в истории производства зеркал.
В конце XVI века, поддавшись моде, французская королева Мария Медичи заказала в Венеции 119 зеркал для своего зеркального кабинета, заплатив за заказ огромную сумму. Венецианские зеркальщики в ответ на королевский жест проявили также необыкновенную щедрость — подарили французской королеве Марии Медичи зеркало. Оно является самым дорогим в мире, и сейчас хранится в Лувре. Украшено зеркало агатами и ониксами, а рама инкрустирована драгоценными камнями.
Французские аристократы во время роскошных приёмов в своих замках и дворцах, демонстрируя гостям своё благосостояние, с гордостью показывали зеркала в богатых, отделанных драгоценными камнями оправах, более того, знать, а также их жены и любовницы обожали украшать маленькими зеркалами свои парадные наряды.
Однажды французская королева Анна Австрийская, мать Людовика XIV, появилась на балу в платье, усыпанном кусочками зеркал. В свете свечей от неё исходило поистине царственное сияние. Это зеркальное платье стоило государственной казне огромных денег, и министр финансов — месье Кольбер — решил, что необходимо что-то срочно делать, иначе страна разорится.
Кольбер отправил в Мурано своих доверенных лиц, которые смогли подкупить четырёх мурановских мастеров и под покровом ночи вывезли их на маленькой лодочке во Францию. Французы, поселив беглецов в прекрасной усадьбе, вывезли с Мурано и их семьи. Конечно же, Венеция так просто смириться с дерзким побегом своих подданных не могла — мастерам послали два строгих предупреждения, но те на них не среагировали, понадеявшись на защиту Французской короны.
Некоторое время итальянцы работали, наслаждаясь вольной жизнью и высокими заработками. Но потом от отравления умер лучший и самый опытный из них, через две недели — второй. Оставшиеся в живых, осознав, что им грозит, в ужасе стали проситься обратно, домой. Их не удерживали — сообразительные французы уже успели освоить все секреты изготовления зеркал, и в Тур де Виле в 1665 году открылась первая во Франции зеркальная мануфактура.
Французы оказались способными учениками, и вскоре даже превзошли своих учителей. Зеркальное стекло стали получать не выдуванием, как это делали в Мурано, а литьём. Технология заключается в следующем: расплавленное стекло прямо из плавильного горшка выливают на ровную поверхность и раскатывают вальцом. Автором этого способа называют Луку Де-Негу.
Изобретение пришлось как нельзя кстати: в Версале строили Галерею зеркал. Она была длиной 73 метра, и нуждалась в зеркалах большого размера. В фирме «Сан-Габен» изготовили 306 таких зеркал, чтобы их сиянием ошеломить тех, кому посчастливится побывать в гостях у короля в Версале. Как после этого было не признать за Людовиком XIV права именоваться «король-солнце»?
После открытия французской зеркальной мануфактуры цены на зеркала стали резко снижаться. Этому способствовали также немецкие и богемские стекольные заводы, производившие зеркала по более низкой стоимости. Зеркала стали появляться на стенах частных домов, в картинных рамах. В XVIII веке уже две трети парижан обзавелись ими. Кроме того, дамы стали носить на поясе маленькие зеркальца, прикрепленные цепочками.
Революцию в производство зеркал принес немецкий химик, Юстус фон Либих, начав применять серебро в 1835 году для серебрения зеркал и получая более ясное изображение. Эта технология, практически без изменений до сих пор используется в производстве зеркал.
Зеркальная история Древнего мира
Самые ранние искусственные зеркала были из полированного черного вулканического стекловидного камня — обсидиана, — который обрабатывали в форме круга. Некоторые образцы таких зеркал были найдены в Турции. Их возраст относят к 6000 году до нашей эры.
В какой стране изобрели зеркало? Самые ранние рукотворные рефлекторы в виде кусков полированного обсидиана были найдены в Анатолии – современной Турции. Древние египтяне использовали полированную медь для производства зеркал, обратную сторону украшали орнаментом.
Древние жители Месопотамии также делали полированные металлические зеркала, а отражающие поверхности из полированного камня появились в Центральной и Южной Америке еще около двух тысяч лет до н. э. В процессе появления этого обычного сегодня предмета принимали участие целые цивилизации.
Где изобрели зеркало? В какой стране? Считается, что изготовленные с металлической спинкой со стеклом, они впервые появились в ливанском Сидоне в первом веке нашей эры. Первые стеклянные зеркала были произведены в I году нашей эры римлянами – из выдувного стекла со свинцовыми подложками. Стеклянные рефлекторы впервые были изготовлены в третьем веке нашей эры.
Изобретение метода выдувания стекла в XIV веке привело к открытию выпуклых зеркал, что еще больше повысило их популярность.
Физика хода лучей
Изображение A’ точечного источника света A в плоском зеркале.
Принцип хода лучей, отражённых от зеркала, прост, если применять законы геометрической оптики, не учитывая волновую природу света. Пусть луч света падает на идеальную плоскую зеркальную поверхность, полностью отражающую весь падающий на него свет, под некоторым углом к нормали (перпендикуляру), проведённой к поверхности в точке падения луча на зеркало. Тогда отражённый луч будет лежать в плоскости, образованной падающим лучом и нормалью к поверхности, а угол, образованный отражённым лучом и нормалью, будет равен углу падения. Луч, падающий на зеркало под прямым углом к плоскости зеркала, отразится сам в себя.
Для простейшего — плоского — зеркала изображение будет расположено за зеркалом симметрично предмету относительно плоскости зеркала, оно будет мнимым, прямым и такого же размера, как сам предмет. Это нетрудно установить, пользуясь законом отражения света. Плоское зеркало также можно рассматривать как предельный случай сферического зеркала (неважно, выпуклого, или вогнутого), при радиусе, стремящемся к бесконечности, тогда его свойства получаются из формулы сферического зеркала и формулы увеличения сферического зеркала.
Материалы и технология изготовления зеркал
Первые зеркала относятся к бронзовому веку. Они изготавливались из серебра, меди или бронзы. Позднее стали делать зеркала из стекла, на заднюю поверхность которых наносили тонкий слой серебра, золота или олова.
Вогнутые зеркала появились в 1240 году. Выдували стеклянные шары, в которые вливали расплавленное олово, оно растекалось ровным слоем по внутренней поверхности. Затем шар разбивали на куски.
В начале XVI века зеркальщики научились делать плоские зеркала. Горячий цилиндр из стекла разрезался вдоль, и эти половинки раскатывали на медной столешнице, получая листы стекла. Тогда же стали применять амальгамы (жидкие сплавы ртути с другими металлами) для нанесения отражающего слоя на стекло.
Позднее французы стали получать зеркальные стекла не выдуванием, а литьем. Расплавленное стекло выливали на ровную поверхность и раскатывали вальцом.
В некоторых оптических приборах используются зеркала, работающие за счёт эффекта полного отражения на границе сред с различными показателями преломления.
Как зеркала влияли на жизнь людей
Многие века люди испытывали страх перед зеркалами, считавшимися вратами в потусторонний мир. В средние века женщину могли обвинить в колдовстве, если среди ее вещей был этот предмет. Позднее зеркала стали активно использовать для гаданий, в том числе и на Руси.
С появлением возможности видеть свое отражение люди стали уделять больше внимания своей внешности, поведению. Благодаря зеркалу зародилось и одно из направлений в психологии, называемое рефлексия, т.е. – «отражение».
В современном интерьере зеркало несет не только отражающие функции, оно применяется для усиления ощущения пространства и света. Правильно установленные зеркала раздвигают границы помещения, делают его светлым и уютным.
Применение в научных приборах
Медицинский налобный рефлектор
Как оптический инструмент используются плоские, вогнутые и выпуклые сферические, параболические, гиперболические и эллиптические зеркала.
Зеркала широко используются в оптических приборах — спектрофотометрах, спектрометрах в других оптических приборах:
Зеркала и зазеркалье в литературе и кинематографе
В средневековых текстах зеркало является образом, символом иного мира. Зеркало есть символ вечности, поскольку в нëм есть всë, что минуло, что есть сейчас, всë, что грядет.
Зеркало в искусстве средневекового Востока — это художественный образ мира, в котором живëт божество. Так, надписи на бронзовых зеркалах представляли собой заклинательные тексты.
Литературный приём «в зазеркалье» широко используется авторами книг. Наибольшую известность приобрела дилогия Льюиса Кэрролла — «Алиса в стране чудес» и «Алиса в Зазеркалье». Аналогичный приëм использовал Гастон Леру: в книге «Призрак Оперы» Кристина попадает в подземное жилище Призрака через зеркало. Через зеркало в Королевство кривых зеркал попадает Оля — героиня одноимённой повести-сказки Виталия Губарева и поставленного по ней фильма.
Развлечения
В Диснеевском аттракционе «Призрачное поместье» есть Бесконечный зал (Endless Hallway), где эффект бесконечности получается за счёт двух зеркал, направленных друг на друга, на небольшом расстоянии. Плюс ко всему прочему в этом зале есть парящий в воздухе канделябр. Призрачное поместье является первым аттракционом, где используются зеркала как для украшения какого-либо помещения, так и создания оригинального эффекта.
Не так давно в новых американских аттракционах ужасов появились Зеркальные лабиринты, что является самой забавной игрой. В России первые зеркальные лабиринты появились в Санкт-Петербурге и приобрели большую популярность в развлекательной индустрии.
Как появились зеркала
Впервые люди увидели своё отражение в водной глади — поверхность озера, оставшейся после дождя лужи и были своеобразными зеркалами. Наши предки не сразу осознали, что образ, видимый ими это они и есть. Несмотря на то что зеркало, казалось бы, является обычным предметом, изготавливаемым сегодня из стекла с нанесённым на него отражающим покрытием, с ним связано много мистических историй и легенд. Так, где же впервые появился этот атрибут и как он выглядел?
Как появились зеркала в Древнем Египте, Греции и Риме
В Древнем Египте зеркала появились в третьем веке до нашей эры. Они мало напоминали современный аксессуар и представляли собой отполированную поверхность, например, чёрного мрамора. Позже появились бронзовые, серебряные и золотые. Их форма оставалась круглой. Этот предмет окружал магический ореол. Его отождествляли с солнцем и луной.
В Древней Греции появление зеркал принято относить примерно к пятому веку до нашей эры, поскольку более ранних упоминаний о них не встречается. Обратная сторона украшалась гравировкой с различными изображениями. У греков оно служило божественным атрибутом.
В Древнем Риме самой первой отражающей поверхностью служила отполированная бронза. Подобные изделия были украшены различными узорами и драгоценными камнями. Римляне были первыми кто стал менять их круглую форму. В итоге появились карманные аксессуары и большие во весь рост, которые стали крепить на стену. Также появились настольные изделия с подставкой.
Как появились стеклянные зеркала
Стеклянное зеркало появилось в Голландии в первом веке нашей эры. Стеклянные пластинки соединялась при помощи свинцовой или оловянной прокладки. Такой способ изготовления позволял более ясно видеть своё отражение, но небольшие искажения всё же имелись.
СПРАВКА! Немного позже стали использовать другой способ изготовления. Он заключался в том, что в стеклянную тару заливали горячее олово, а после остывания раскалывали на части.
Совершенствование способа изготовления зеркал в Венеции
Через триста лет мастера из Венеции стали сразу крепить олово к плоской поверхности стекла. Вскоре Венеция стала главным производителем таких зеркал. Местные мастера создали отражающую смесь с добавлением золота и бронзы, что делало отражение лишённым недостатков. Оно было красивее, чем человек в реальности.
Позже стекло там стали покрывать серебряным напылением, что позволило добиться ясного и чёткого отражения. Во дворцах богатых людей появились целые зеркальные кабинеты. Они служили признаком достатка и дорого стоили.
Когда появились зеркала на Руси
На Руси зеркало очень долго не признавали и побаивались. Оно считалось «заморским грехом», его запрещали вешать в доме вплоть до конца XVII века. Атрибут применяли для гаданий, различных заговоров. С ним связывали множество суеверий.
Только после прихода к власти Петра I на Руси зародилось зеркальное ремесло. Изделия производили очень больших размеров. Позже их стали украшать узорчатой каймой, ими отделывали стены. В основном этот аксессуар служил украшением жилища.
В период рококо строили целые зеркальные комнаты и галереи. В эпоху классицизма аксессуаром украшали парадные лестницы и огромные залы. В XX веке этот предмет перестал быть атрибутом роскоши и украшения и стал обычным предметом обихода.
Мистика и зеркала
С древних времён зеркало считали мистическим предметом, имеющим магические свойства. До сих пор с ним связано множество суеверий. Считается, что если его разбить, то вскоре случится несчастье. Также его используют в различных гаданиях для того, чтобы увидеть будущее и изменить судьбу. Зеркальная поверхность является порталом потустороннего мира, поэтому их завешивают, когда умирает человек. Считается, что в нём может задержаться душа умершего.
СПРАВКА! Зеркала отлично сохраняют энергетику смотрящегося в него человека. Они могут быть излучателями как положительной энергетики, так и отрицательной. Поэтому не следует видеть своё отражение в плохом расположении духа. И наоборот, улыбнувшись своему отражению, можно зарядиться положительно на весь день.
Выбирать место для расположения этого элемента интерьера следует, зная несколько правил:
Зеркало сегодня
На сегодняшний день зеркало имеет различные варианты по форме, размеру и цвету. Его используют практически во всех сферах жизни. Оно служит неотъемлемой частью в создании общего интерьера комнаты. Дизайнеры используют его для визуального увеличения пространства, корректировки и усиления восприятия.
В медицине используют вогнутые зеркала. Их применяют отоларингологи, стоматологи, офтальмологи. Они используются в медицинских инструментах и приборах.
Военные применяют различные устройства со сложными оптическими схемами, в которых зеркальная поверхность является главным элементом. Используя отражающие свойства, собирают солнечную энергию, благодаря которой можно приготовить еду, согреть воду и даже увеличить урожай.
В XXI веке зеркала изготавливают на огромных заводах при помощи техники. Они имеют три слоя:
История зеркал, несомненно, интересна. Каждому нужно принимать её во внимание и руководствоваться некоторыми аспектами в повседневной жизни. Кроме этого, важно понимать ценность эстетического восприятия собственного отражения.
Исследовательская работа по химии «История изготовления зеркал»
Исследовательская работа на тему:
Особенности изготовления зеркал в разные исторические периоды в зависимости от развития химической науки
Муниципальное об щеобразовательное бюджетное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 2»
Выполнили: Костромина Алина, Савватеева Александра, ученицы 11 А класса МОБУ СОШ № 2
Руководитель: Максимцева Светлана Владимировна, учитель химии МОБУ СОШ №2
Введение
В результате поиска мы узнали, что в течение многих лет для изготовления зеркал использовалась ртуть. Поскольку пары ртути очень ядовиты, производство ртутных зеркал было весьма вредным. Было опасно держать такие зеркала в жилых помещениях. Поэтому ученые продолжали искать замену для ртути. Ее нашли французский химик Франсуа Птижан и великий немецкий ученый Юстус Либих. Они предложили заменить ртуть серебром. Либих предложил изготавливать стеклянные зеркала с серебряным покрытием. Впоследствии реакцию, которую открыл Либих, так и называли – реакция «серебряного зеркала».
Актуальность
Когда мы узнали историю названия этой реакции, нам захотелось больше узнать о производстве зеркал, особенно о химических реакциях, проводимых для этого.
Актуальность нашей работы состоит в том, что мы хотим обратить внимание наших сверстников на историю того предмета, без которого невозможна наша повседневная жизнь.
Эта исследовательская работа дала нам возможность более глубоко и тщательно изучить свойства отдельных химических веществ, особенно органических соединений.
В данной работе мы постараемся осветить не только вопросы появления и эволюции зеркала, химические реакции, проводимые для его изготовления сегодня, но также хотим объяснить явление отражения зеркал с точки зрения физики, феномен кривых зеркал и расскажем о практическом применении зеркал в настоящее время.
Роль зеркал в нашей жизни неоценима. Исходя из этого, мы постарались создать полноценный информационный ресурс, который возможно заинтересует наших сверстников. В работе мы постарались соединить химию и физику, поэтому считаем, что каждый слушатель в ней найдет что-то интересное и полезное для себя.
Цель работы: установить взаимосвязь между реакцией «серебряного зеркала» и качеством видимого изображения в зеркальной поверхности.
1) Изучить историю появления зеркал и их эволюцию.
2) Выявить взаимосвязи между характером покрытия зеркал и качеством изображения в них.
4) Проинформировать сегодняшнюю молодежь об истории развития и процессе изготовления зеркал.
5) Составить рекомендации для правильного ухода за зеркальной поверхностью.
2. Эмпирический метод исследования (источниковедческий анализ, анкетирование, диагностика).
Объект исследования: зеркало.
Предмет исследования: вещества, используемые для покрытия зеркал.
Гипотеза : будет ли достигнут такой же эффект, как при использовании реакции «серебряного зеркала», если для производства зеркал использовать другие материалы?
Результаты анкетирования
После того как, была собрана и проанализирована вся информация по этой теме, мы решили провести анкетирование, в ходе которого выяснить знают ли наши сверстники историю эволюции зеркала и реакцию «серебряного зеркала».
Результаты анкетирования приведены ниже:
1) Сколько у вас в доме зеркал?
1 Одно 2 Два 3 Более двух
2) Как часто вы смотритесь в зеркало?
1 Редко 2 Очень часто 3 Не считал(а)
3) Что вы чаще всего используете в качестве зеркала?
1 Дисплей телефона 2Мониторы компьютеров, экраны телевизоров
3 Любые стеклянные поверхности
4) Представляете ли вы свою жизнь без зеркала?
1 Нет 2 Вполне 3 Да
5) Когда появилось первое зеркало? На данный вопрос все 100% опрошенных ответили «Не знаю».
9) Как вы ухаживаете за своими зеркалами?
Данный вопрос не подразумевал выбор варианта ответа, но проанализировав анкеты, мы решили его отобразить в виде диаграммы, разделив ответы на два варианта: 1) Никак не ухаживаю; 2) Мою специальными средствами.
Проанализировав данные анкеты, мы пришли к выводу, что наши сверстники не знают историю развития зеркала, процесс его изготовления, поэтому одной из задач нашего исследование является информирование наших сверстников о такой обыкновенной вещи, как зеркало.
История зеркала
Малый энциклопедический словарь Ф.A. Брокгауза и И.А. Ефрона дает следующее определение: «Зеркало – физическая, гладкая плоская или кривая поверхность, отражающая свет по определенным направлениям относительно падающего луча».
Первые металлические зеркала из бронзы и серебра люди начали изготавливать в III тысячелетии 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 (сплава меди и олова).
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.
Первые стеклянные зеркала были созданы римлянами в 1 веке нашей эры: стеклянная пластина соединялась со свинцовой подкладкой, поэтому изображение получалось живее, чем на металле. Делалось это так: мыли спиртом стекло, очищали его тальком и затем к поверхности плотно прижимали оловянный лист. Сверху наливали ртуть и, дав ей постоять, сливали избыток. Образовавшийся слой амальгамы заклеивали или закрашивали. Такие зеркала оказались намного долговечнее металлических, поэтому ремесленные мастерские перешли на выпуск стеклянных зеркал, отражающая поверхность которых была сделана из амальгамы олова (раствор олова Sn в ртути Hg).
В 1407 году венецианские братья Данзалодель Галло выкупили у фламандцев патент, и Венеция целых полтора века удерживала монополию на производство отличных венецианских зеркал, которые следовало бы именовать фламандскими. Начиная с XV в. лучшие стеклянные зеркала производились в ведущем центре европейского стеклоделия – Венеции, на острове Мурано. И хотя Венеция была не единственным местом производства зеркал в то время, но именно венецианские зеркала отличало высочайшее качество. Венецианские мастера добавляли в отражающие составы золото и бронзу, поэтому все предметы в зеркале выглядели даже красивее, чем в действительности. Стоимость одного венецианского зеркала равнялась стоимости небольшого морского судна, и для их покупки французские аристократы иногда были вынуждены продавать целые имения.
Ртутно-оловянный сплав обладал хорошей отражательной способностью и относительно высокой устойчивостью. Поэтому этот сплав, несмотря на высокую токсичность (ядовитые пары ртути отравляли наводчиков зеркал), оставался незаменимым в производстве зеркал почти до середины XIX в.
В начале ХVI века братья Андреа Доменико из Мурано разрезали вдоль ещё горячий цилиндр из стекла и половинки его раскатали на медной столешнице. Получилось листовое зеркальное полотно, отличавшееся блеском, хрустальной прозрачностью и чистотой. Такое зеркало, в отличие от осколков шара, ничего не искажало. Так произошло главное событие в истории производства зеркал.
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.
Французы оказались способными учениками, и вскоре даже превзошли своих учителей. Зеркальное стекло стали получать не выдуванием, как это делали в Мурано, а литьем. Технология заключается в следующем: расплавленное стекло прямо из плавильного горшка выливают на ровную поверхность и раскатывают вальцом, медленно охлаждают, а затем шлифуют стекло наждаком. Амальгирование происходит так: на гладком столе располагался оловянный лист, на него наносили тонкий слой ртути, а поверх расстилали лист стекла. Автором этого способа называют Луку Де-Негу.
Изобретение пришлось как нельзя кстати: в Версале строили Галерею зеркал. В XVIII веке уже две трети парижан обзавелись ими. Кроме того, дамы стали носить на поясе маленькие зеркальца, прикрепленные цепочками.
В Италии, например, расплавленную стеклянную массу выдували в длинные баллоны, затем разрезали их вдоль, расстилали на медном листе, наводили блеск и амальгировали.
С началом Возрождения стеклянные зеркала полностью исчезли: почти одновременно все религиозные конфессии посчитали, что через зеркальное стекло смотрит на мир сам дьявол. Стеклянные зеркала того времени — выпуклой формы с темной поверхностью — вызывали суеверный страх, и именовались не иначе, как зеркалами колдуний.
В 1832 г. один из европейцев, совершивших путешествие по Китаю, привез в Европу небольшое медное зеркало – тонкую круглую пластинку, одна сторона которой была отполирована так, что в нее можно было смотреться. Это зеркало обладало совершенно удивительными свойствами. Если оно отражало солнечный свет, то на стене, куда попадал отраженный луч, проступало отчетливо видимое изображение. Чаще всего это был текст заклинания для защиты от злых духов. Исследователи установили, что подобные зеркала производились в Китае еще в III в. н.э. В книге «История древних зеркал» (X в.) было написано, что изобретение таких зеркал относится к глубокой древности и секрет их изготовления утрачен. Китайскими зеркалами заинтересовались физики. Но прошло целых сто лет, прежде чем эту тайну удалось разгадать знаменитому английскому физику Уильяму Брэггу. В 1932 г. он опубликовал работу, в которой показал, что секрет зеркала заключается в особых приемах полировки его поверхности. Вначале на нее 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.
Вывод: история Зеркала насчитывает ни одно столетие: от каменного века до наших дней.
Реакция «серебряного зеркала»
Металлы – химические элементы, образующие в свободном состоянии простые 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 обусловливает 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.
Долгое время для изготовления зеркал использовали самый блестящий металл – ртуть. Но её пары очень ядовиты, поэтому ученые продолжали искать замену для ртути. Ее нашли французский химик Франсуа Птижан и великий немецкий ученый Юстус Либих. Они предложили заменить ртуть серебром. Либих предложил изготавливать стеклянные зеркала с серебряным покрытием.
Разработанный им метод состоял из следующих операций. Сначала к водному раствору нитрата серебра AgN O 3 добавляли водный раствор гидроксида калия KОН, что приводило к осаждению черно-коричневого осадка оксида серебра Ag2O.
Осадок отфильтровывали и перемешивали с водным раствором аммиака NH3.
Оксид серебра растворялся в аммиачной воде с образованием комплексного соединения (аммиаката, или аммина) – гидроксида диамминсеребра(I). Затем в полученный прозрачный раствор погружали лист стекла, одна из поверхностей которого была тщательно обезжирена, и добавляли формальдегид НСНО.
Формальдегид восстанавливал серебро, которое осаждалось на очищенной поверхности стекла, покрывая его блестящим зеркальным налетом.
В итоге: реакция «серебряного зеркала» — это реакция восстановления серебра из аммиачного раствора оксида серебра ( реактив Толленса ).
В водном растворе аммиака оксид серебра растворяется с образованием комплексного соединения—гидроксид диамминсеребра(I) 
,
при добавлении к которому альдегида происходит окислительно-восстановительная реакция с образованием металлического серебра:
Альдегиды окисляются даже кислородом воздуха и такими слабыми окислителями, как аммиачный раствор оксида серебра.
Если реакция проводится в сосуде с чистыми и гладкими стенками, то серебро выпадает в виде тонкой плёнки, образуя зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро выделяется в виде серого рыхлого осадка.
Реакция, которая нас заинтересовала на уроке химии, выглядит так:
Это реакция окисления альдегидов: в данном случае- уксусного альдегида (этаналя), в результате чего образовалась уксусная (этановая) кислота. Реакция «серебряного зеркала» используется как качественная реакция на альдегиды.
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.
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 AgNO3, 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.
Получить зеркальную поверхность можно, используя не только металлы, но и их соединения. Так, сульфид свинца РbS – непримечательный осадок бурого цвета. Но его можно выделить из раствора свинцовой соли с получением зеркальной поверхности. Свинцово-сульфидное зеркало получают, используя любую растворимую соль.
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.
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.
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 (156,2 °С), 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.
Вывод: использование для производства зеркал реакции «серебряного зеркала» основано на физических свойствах этого металла, впрочем, как и других.
Процесс изготовления современных зеркал
Современное зеркало – это стекло и отражающий слой, нанесенный на одну его сторону. Зеркальное полотно в наше время имеет несколько технологий изготовления. Устаревшая технология: берется обычное стекло, из него заготавливается необходимая форма, края шлифуют и сверлят отверстия. Поверхность стекла должна быть идеально чистой, поэтому ее моют специальным раствором. Далее производится алюминиевое напыление и наносится лакокрасочное покрытие. Этот способ дешев, но использование алюминиевых зеркал ограничено их малыми размерами.
Современное производство бытовых зеркал утратило свою самую вредную составляющую — ртуть. Она заменена серебром, иногда используется алюминий. Необходимый минимальный набор для производства будущей отражающей поверхности: лист стекла, тонкий абразив для его шлифовки, обезжиривающие вещества, деминерализованная вода для промывки, олово, раствор солей серебра, реактивы для химической реакции восстановления, краска для нанесения защитного слоя.
Обычные листы стекла переносятся конвейером на участок промывки и шлифовки порошком-абразивом — окисью церия, неустойчивого редкоземельного металла из семейства лантаноидов. Обе поверхности стекла доводятся до идеальной гладкости, а затем промываются горячей дистиллированной водой, растворяющей возможные жировые загрязнения и не оставляющей следов по причине полной деминерализации. Такая чистота необходима для создания идеального отражающего слоя металла, ведь взаимодействие с оставшимися на стекле минералами (в случае промывки водой обычной) повлекло бы за собой дефекты покрытия.
На очереди — подготовка стекла к серебрению. Так как непосредственно на стеклянной поверхности серебро закрепиться не может, на помощь приходит тонкий слой жидкого олова, который напыляют на отшлифованное и обезжиренное стекло. Вот с ним при добавлении необходимых реактивов и вступает в химическую реакцию раствор солей серебра.
В результате отвердения серебра на стекле образуется пленка с отражающей поверхностью, крайне неустойчивая, мягкая и требующая нанесения защитного слоя. Проверенные в темноте и не имеющие дефектов в покрытии (участков, не отражающих, а пропускающих свет) листы переносят к очередному этапу.
Покрытие из мягкого серебра требует эффективной защиты. Менее долговечное зеркало имеет на тыльной поверхности просто толстый слой специальной краски. Увеличивает срок службы готового изделия напыление на серебряный слой тонкой пленки меди, на который затем наносится в два приема толстый слой краски. Все эти процессы проходят с промежуточной сушкой при различных температурах. При очередной проверке качества выявляются участки с дефектами в виде пузырьков и точек, оставляются безупречные фрагменты. Преимущества такого зеркала – большие размеры, хорошее качество, влагоустойчивость.
Вывод: производство зеркал- процесс, состоящий из нескольких стадий, одной из которых и является заинтересовавшая нас реакция.
Отражение в зеркале
Плоское зеркало – плоская поверхность, зеркально отражающая свет. Изображение предмета в плоском зеркале образуется за зеркалом, т. е. там, где предмета нет на самом деле. Таким образом мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на таком же расстоянии от зеркала, на каком находится сам предмет. Размеры изображения предмета в плоском зеркале равны размерам предмета.
Голландец Виллеброрд, Снелль ван Ройен, именовавший себя Снеллиусом (1580-1626), наблюдал (что, впрочем, видели и многие до него), как тонкий луч света отражается в зеркале. Он просто измерил угол падения и угол отражения луча (чего до него не делал никто) и установил закон: угол падения равен углу отражения.
Закон отражения Снеллиуса объясняет явление зеркального отражения, к этому только следует добавить, почему оно свойственно лишь блестящим и гладким поверхностям. На самом деле шершавые поверхности тоже подчиняются закону отражения. Но вследствие шероховатости они словно состоят из маленьких зеркал, бессистемно направленных во все стороны. Кроме того, материал, который мы рассматриваем как зеркало, должен в очень малой мере поглощать свет и не быть прозрачным.
Луч света падает на зеркальную поверхность (рассматриваем полностью непрозрачное зеркало) под углом альфа к перпендикуляру, проведённому к точке падения луча на зеркало. Угол луча отражённого будет равен тому же значению-альфа. Луч, падающий на зеркало под прямым углом к плоскости зеркала, отразится сам в себя.
Вывод: изображение в зеркале формируется в соответствии с законами физики и свойствами поверхностей, в частности зеркальной поверхности, покрытой тонким слоем серебра.
Виды зеркал
Наряду с плоскими зеркалами, которыми мы обычно пользуемся, существуют вогнутые и выпуклые. Изогнутых зеркал концентрируют и фокусируют световые лучи. Если в фокусе подобного зеркала разместить источник света, то лучи, отразившись от зеркала, выйдут из него ровным и мощным пучком. Это применяется в карманных фонариках.
Если направить лучи света не на вогнутую, а на выпуклую сторону зеркала, то лучи будут не собираться вместе, а, напротив, рассеиваться. Такой эффект обнаруживается, если посмотреть в блестящий выпуклый бок самовара. Выпуклые зеркала, используемые водителями, позволяют расширить сектор обзора – в них видно больше предметов.
Зеркала, применяемые в сочетании с линзами, образуют группу зеркально-линзовых систем. Зеркала с изогнутой поверхностью используются в прожекторах кораблей, маяках, фарах машин, в микроскопах.
Уникальное зеркало изобретено в Японии в 2004 г. Оно дает не зеркальное, а прямое отображение объекта. Если при взгляде в обычное зеркало правое становится левым, а левое правым, то здесь мы видим отражение прямое без искажений. В новом зеркале человек видит себя так же, как его видят другие. Для этого собрали своего рода аквариум с треугольным сечением, наполненный водой. Две его стенки образуют обычные зеркала, соединенные под прямым углом отражающими поверхностями внутрь, а третья стенка – прозрачное стекло. Оно и служит лицевой стороной устройства, которое дает «незеркальное» отражение находящихся перед ним предметов. Просто объекты отражаются в нем дважды. Глядеться в такое зеркало весьма необычно, поскольку эффект нарушает устоявшуюся привычку к обратному отражению. Однако изобретатели считают его полезным, например, для актеров или спортсменов.
Если зеркало ровное, то наше изображение в нем будет таким же, как мы, т.е. неискаженным. Но стоит изогнуть поверхность зеркала, как изображения предметов в нем приобретают невероятные очертания. В полном соответствии с законом отражения разные участки кривого зеркала создают каждый свое изображение, их становится много, и они причудливым образом накладываются друг на друга. Использование закона отражения света позволило людям не только развлекать друг друга, но и создать много полезных и важных приборов.
Также современное зеркальное полотно может принадлежать к одному из следующих типов:
1. Бесцветное (традиционное);
2. Матовое (сатинато);
Выводы: в разных видах зеркал изображение формируется в зависимости от конструкции и материалов.
Применение зеркал
1) Применение в быту
Первые зеркала были созданы для того, чтобы следить за собственной внешностью.
2) Зеркала в качестве рефлекторов
3) Применение в научных приборах
Зеркала широко используются в оптических приборах.
4) Устройства для безопасности, автомобильные и дорожные зеркала
На дорогах и на тесных парковках стационарные выпуклые зеркала позволяют избежать столкновений и аварий.
В системах видеонаблюдения зеркала обеспечивает обзор в большем числе направлений с одной видеокамеры.
Важной областью применения трехгранного зеркала служит уголковый отражатель (кошачий глаз, катофот) на велосипедах, мотоциклах, сигнальных предохранительных щитах, ограничителях проезжей части улицы. С какой бы стороны ни упал свет на такой отражатель, световой рефлекс всегда сохраняет направление источника света.
Большую роль трехгранные зеркальные уголковые отражатели играют в радиолокационной технике. Самолеты и крупные стальные корабли отражают луч радара. Несмотря на значительное рассеяние его, той небольшой доли отраженных радиоволн, которая возвращается к радару, обычно достаточно для распознания объекта.
Вывод: привычные зеркала служат не только в повседневной «мирной» жизни, обеспечивая нашу безопасность, но и в военном деле.
Заключение
Работая над данной темой, мы узнали для себя много нового. Проследили эволюцию зеркал и материалов, используемых для их изготовления. Познакомились с видами зеркал, с процессом формирования в них изображения, с эффектом «кривого зеркала», узнали об этапах производства зеркал и их назначении. Мы считаем, что представленный здесь материал помог нам установить взаимосвязь между реакцией «серебряного зеркала» и качеством видимого изображения в зеркальной поверхности. Действительно, какие бы материалы не применялись (а в основном это были различные металлы), самым лучшим по всем параметрам оказалось – серебро, которое и до сих пор используется в производстве такой востребованной и незаменимой вещицы. Теперь мы без труда сможем ответить сверстникам не только на вопросы «Когда появилось первое зеркало», и «Из чего изготовлялись первые зеркала», но и как правильно ухаживать за этим полезным предметом.
Список использованной литературы
Вашкевич Э. Вековая загадка зеркал
Венецкий С.И. О редких и рассеянных. Рассказы о металлах.
Винокуров В.М. Химические методы серебрения зеркал. М., 1970;
Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей.
М.: Ключ-С, 1994;
Глюк И. И все это делают зеркала. Пер. с англ. М., 1990;
Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас: Справочное пособие. М.: Высшая школа, 1992
Химия в быту. Смоленск: Русич, 1996;
Цветков Л.А. Эксперимент по органической химии: методика и техника. Пособие для учителей. М.: Школьная пресса, 2000;
Приложение 1
4) Сколько у вас в доме зеркал?
1 Одно 2 Два 3 Более двух
5) Как часто вы смотритесь в зеркало?
1 Редко 2 Очень часто 3 Не считал(а)
6) Что вы чаще всего используете в качестве зеркала?
1 Дисплей телефона 2 Мониторы компьютеров, экраны телевизоров
2 Любые стеклянные поверхности
7) Представляете ли вы свою жизнь без зеркала?
1 Нет 2 Вполне 3 Да
8) Когда появилось первое зеркало?
9) Из чего изготовлялись первые зеркала?
10) Знаете ли вы, чем покрываются современные зеркала?
11) Слышали ли вы о реакции «серебряного зеркала»?
12) Как вы ухаживаете за своими зеркалами?
13) Где применяются зеркала сегодня?
Приложение 2
Информация по уходу за зеркалом
•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.