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变色眼镜的化学原理


实验室k / 2018-11-30

       许多汽车司机在开车时常常戴着一副黑眼镜。在阳光下或者积雪天驾驶汽车的时候,这副黑眼镜能保护眼睛不受强光的长时间刺激。可是,当汽车突然由明处驶向暗处的时候,戴着黑眼镜反而变成了累赘。一会儿戴,一会儿摘,实在太不方便了。有没有好办法来解除司机的这个苦恼呢?有,戴上变色眼镜就行。在阳光下,它是一副黑墨镜,浓黑的玻璃生镜片挡住耀眼的光芒。在光线柔和的房间里,它又变得和普通的眼镜一样,透明无色。那么你知道它是怎么变色的吗?

变色眼镜

       变色眼镜的奥秘在玻璃里。这种特殊的玻璃叫做“光致变色”玻璃。它在制造过程中,预先掺进了对光敏感的物质,如氯化银、溴化银(统称卤化银)等,还有少量氧化铜催化剂。眼镜片从没有颜色变成浅灰、茶褐色,再从黑眼镜变回到普通眼镜,都是卤化银变的魔术。在变色眼镜的玻璃里,有和感光胶片的曝光成像十分相似的变化过程。卤化银见光分解,变成许许多多黑色的银微粒,均匀地分布在玻璃里,玻璃镜片因此显得黯淡,阻挡光线通行,这就是黑眼镜。但是,和感光胶片上的情况不一样,卤化银分解后生成的银原子和卤素原子,依旧紧紧地挨在一起。当回到稍暗一点的地方,在氧化铜催化剂的促进下,银和卤素重新化合,生成化银,玻璃镜片又变得透明起来。
       卤化银常驻在玻璃里,分解和化合的反应反复无穷地进行着。照相胶卷和印相纸只能用一次,变色眼镜却可以一直使用下去。变色眼镜不仅能随着光线的强弱变暗变明,还能吸收对人眼有害的紫外线,的确是眼镜中的上品。如果把窗玻璃都换上光致变色玻璃,晴天时,太阳光射不到房间里来;阴天或者早晨、黄昏时,室外的光线不被遮挡,室内依然亮堂堂的。这就仿佛扇扇窗户挂上了自动遮阳窗帘。在一些高级旅馆、饭店里,常常安上变色玻璃。汽车的驾驶室和游览车的窗口装上这种光致变色玻璃,在直射的阳光下,连变色眼镜都不用戴,车厢里一直保持柔和的光线,避免了日光耀眼和暴晒。
       虽然变色眼镜诞生的时间并不长,但眼镜的历史却十分悠久,据说是古罗马人发明的。
       约公元1世纪前后,古罗马一个国王非常喜欢看体育表演,但每次观看时,由于视力不好而非常苦恼。有一个工匠得知此事后,用绿宝石做了一只像钟表匠修钟表时用的单眼镜献给国王,国王戴上后,感到很满意,再不用担心看不清精彩的体育表演。不过,这只是最原始的眼镜。有人认为,真正的眼镜的发明者是一个名叫萨尔沃德格里阿买提的佛罗伦萨人,他约死于1317年。在14世纪的上半叶,在意大利的许多地方就已经出现了眼镜制造厂,可见当时眼镜已被广泛使用。1317年,威尼斯这个当时的眼镜制造中心,还对眼镜的制造和销售作出了具体规定。那时的眼镜是用水晶石或玻璃作镜片,镶嵌在金属、木质、角质和骨质框架中,两块镜框是由一个固定的卡钳式镜桥将其卡在鼻梁上,这种眼镜戴在鼻梁上常常摇摇晃晃,很不稳定。
       17世纪,有人在眼镜框的边缘钻上小孔,用细绳从中穿过,然后将它套在脑后或系在耳朵上,这才使眼镜牢固地固定在鼻梁上。而日本古代的眼镜上有一个向下的支架,从而更增加了它的稳固性。从此,眼镜的形制基本固定下来,成为人们日常生活中不可缺少的用品。


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