Täna räägime läbilaskvusest ja sellega seotud mõistetest. Kõik need suurused viitavad lineaaroptika sektsioonile.
Valgus iidses maailmas
Inimesed arvasid, et maailm on täis saladusi. Isegi inimkeha kandis palju tundmatut. Näiteks vanad kreeklased ei mõistnud, kuidas silm näeb, miks on värv olemas, miks tuleb öö. Kuid samal ajal oli nende maailm lihtsam: valgus, kukkudes takistusele, lõi varju. See on kõik, mida pidi teadma isegi kõige haritum teadlane. Valguse ja kütte läbilaskvuse peale ei mõelnud keegi. Ja täna õpivad nad seda koolis.
Valgus kohtub takistusega
Kui valguskiir tabab objekti, võib see käituda neljal erineval viisil:
- ahmima;
- hajuma;
- peegelda;
- liigu edasi.
Seega on igal ainel neeldumis-, peegeldus-, ülekande- ja hajumistegur.
Neeldunud valgus muudab materjali enda omadusi erineval viisil: see soojendab seda, muudab selle elektroonilist struktuuri. Hajutatud ja peegeldunud valgus on sarnased, kuid siiski erinevad. Valguse peegeldamiselmuudab levimise suunda ja hajumisel muutub ka selle lainepikkus.
Läbipaistev objekt, mis laseb läbi valgust ja selle omadused
Peegeldus- ja läbilaskvustegurid sõltuvad kahest tegurist – valguse omadustest ja objekti enda omadustest. See on oluline:
- Aine agregeeritud olek. Jää murdub erinev alt kui aur.
- Kristallvõre struktuur. See punkt kehtib tahkete ainete kohta. Näiteks kivisöe läbilaskvus spektri nähtavas osas kipub nulli, kuid teemant on hoopis teine asi. Just selle peegelduse ja murdumise tasapinnad loovad maagilise valguse ja varju mängu, mille eest ollakse nõus maksma vapustavat raha. Kuid mõlemad need ained on süsinikud. Ja teemant ei põle tules halvemini kui kivisüsi.
- Aine temperatuur. Kummalisel kombel, kuid kõrgetel temperatuuridel muutuvad mõned kehad ise valgusallikaks, mistõttu nad interakteeruvad elektromagnetkiirgusega veidi erineval viisil.
- Valguskiire langemisnurk objektile.
Pidage meeles ka seda, et objektist väljuv valgus võib olla polariseeritud.
Lainepikkus ja ülekandespekter
Nagu me eespool mainisime, sõltub läbilaskvus langeva valguse lainepikkusest. Kollaste ja roheliste kiirte suhtes läbipaistmatu aine tundub infrapunaspektris läbipaistev. Väikeste osakeste jaoks, mida nimetatakse "neutriinodeks", on ka Maa läbipaistev. Seetõttu hoolimata sellest, et nadgenereerib Päikest väga suurtes kogustes, on teadlastel nii raske neid tuvastada. Neutriino ainega kokkupõrke tõenäosus on kaduvväike.
Kuid enamasti räägime elektromagnetkiirguse spektri nähtavast osast. Kui raamatus või ülesandes on mitu skaala segmenti, viitab optiline läbilaskvus selle osale, mis on inimsilmale juurdepääsetav.
Koefitsiendi valem
Nüüd on lugeja piisav alt ette valmistatud, et näha ja mõista valemit, mis määrab aine edasikandumise. See näeb välja selline: S=F/F0.
Seega, läbilaskvus T on keha läbinud teatud lainepikkusega kiirgusvoo (Ф) ja algse kiirgusvoo suhe (Ф0).
T väärtusel ei ole dimensiooni, kuna seda tähistatakse kui identsete mõistete jagamist üksteiseks. Sellel koefitsiendil ei ole aga füüsilist tähendust. See näitab, kui palju elektromagnetkiirgust antud aine läbib.
Kiirgusvoog
See pole lihts alt fraas, vaid konkreetne termin. Kiirgusvoog on võimsus, mida elektromagnetiline kiirgus kannab läbi pinnaühiku. Täpsem alt arvutatakse see väärtus energiana, mille kiirgus liigub läbi pindalaühiku ajaühikus. Pindala on enamasti ruutmeeter ja aeg sekundites. Kuid olenev alt konkreetsest ülesandest saab neid tingimusi muuta. Näiteks punase jaokshiiglane, mis on tuhat korda suurem kui meie Päike, võite julgelt kasutada ruutkilomeetreid. Ja väikese tulikärbse jaoks ruutmillimeetrid.
Muidugi, et oleks võimalik võrrelda, võeti kasutusele ühtsed mõõtesüsteemid. Kuid neile saab taandada mis tahes väärtuse, välja arvatud juhul, kui te nullide arvuga sassi ajate.
Nende mõistetega on seotud ka suunaläbivuse suurus. See määrab, kui palju ja millist valgust läbib klaasi. Seda mõistet füüsikaõpikutes ei leidu. See on peidetud aknatootjate spetsifikatsioonides ja reeglites.
Energia jäävuse seadus
See seadus on põhjus, miks igiliikuri ja filosoofi kivi olemasolu on võimatu. Aga seal on vesi ja tuuleveskid. Seadus ütleb, et energia ei tule tühjast kohast ega lahustu jäljetult. Takistusele langev valgus pole erand. Läbilaskvuse füüsikalisest tähendusest ei tulene, et kuna osa valgust ei läbinud materjali, siis see aurustus. Tegelikult on langev kiir võrdne neeldunud, hajutatud, peegeldunud ja läbinud valguse summaga. Seega peaks nende koefitsientide summa antud aine puhul olema võrdne ühega.
Üldiselt saab energia jäävuse seadust rakendada kõikides füüsikavaldkondades. Kooliprobleemide puhul juhtub sageli, et köis ei veni, tihvt ei kuumene ja süsteemis pole hõõrdumist. Kuid tegelikkuses on see võimatu. Lisaks tasub alati meeles pidada, et inimesed teavadMitte kõik. Näiteks beeta-lagunemise korral läks osa energiast kaduma. Teadlased ei saanud aru, kuhu see läks. Niels Bohr ise väitis, et looduskaitseseadus ei pruugi sellel tasemel kehtida.
Aga siis avastati väga väike ja kaval elementaarosake – neutriino lepton. Ja kõik loksus paika. Nii et kui lugeja ei saa probleemi lahendamisel aru, kuhu energia läheb, siis peame meeles pidama: mõnikord on vastus lihts alt teadmata.
Valguse läbimise ja murdumise seaduste rakendamine
Natuke kõrgem alt ütlesime, et kõik need koefitsiendid sõltuvad sellest, milline aine satub elektromagnetilise kiirguse teele. Kuid seda fakti saab kasutada ka vastupidiselt. Ülekandespektri võtmine on üks lihtsamaid ja tõhusamaid viise aine omaduste väljaselgitamiseks. Miks see meetod nii hea on?
See on vähem täpne kui teised optilised meetodid. Palju rohkem saab õppida, pannes aine valgust kiirgama. Kuid see on optilise edastusmeetodi peamine eelis – kedagi pole vaja millekski sundida. Aine ei vaja kuumutamist, põletamist ega laseriga kiiritamist. Optiliste läätsede ja prismade keerukaid süsteeme pole vaja, kuna valguskiir läbib uuritavat näidist otse.
Lisaks on see meetod mitteinvasiivne ja mittepurustav. Näidis säilib algsel kujul ja seisukorras. See on oluline, kui ainet on vähe või kui see on ainulaadne. Oleme kindlad, et Tutanhamoni sõrmus pole põletamist väärt,et täpsem alt teada saada sellel oleva emaili koostist.
