Bugün geçirgenlik ve ilgili kavramlardan bahsedeceğiz. Tüm bu miktarlar lineer optik bölümüne atıfta bulunur.
Antik dünyada ışık
İnsanlar eskiden dünyanın gizemlerle dolu olduğunu düşünürdü. İnsan vücudu bile pek çok bilinmeyeni taşıyordu. Örneğin eski Yunanlılar gözün nasıl gördüğünü, rengin neden var olduğunu, gecenin neden geldiğini anlamamışlardı. Ancak aynı zamanda dünyaları daha basitti: bir engele düşen ışık bir gölge yarattı. En eğitimli bilim insanının bile bilmesi gereken tek şey bu. Kimse ışığın ve ısınmanın geçirgenliğini düşünmedi. Ve bugün okulda çalışıyorlar.
Işık engellerle buluşuyor
Bir ışık demeti bir nesneye çarptığında, dört farklı şekilde davranabilir:
- sıçrayın;
- dağılım;
- yansıt;
- devam et.
Buna göre, herhangi bir maddenin absorpsiyon, yansıma, iletim ve saçılma katsayıları vardır.
Emilen ışık, malzemenin özelliklerini farklı şekillerde değiştirir: ısıtır, elektronik yapısını değiştirir. Dağınık ve yansıyan ışık benzerdir, ancak yine de farklıdır. Işığı yansıtırkenyayılma yönünü değiştirir ve saçıldığında dalga boyu da değişir.
Işığı ve özelliklerini ileten şeffaf bir nesne
Yansıma ve iletim katsayıları iki faktöre bağlıdır - ışığın özellikleri ve nesnenin kendisinin özellikleri. Önemli:
- Maddenin toplam hali. Buz, buhardan farklı şekilde kırılır.
- Kristal kafesin yapısı. Bu madde katı maddeler için geçerlidir. Örneğin, spektrumun görünen kısmındaki kömürün geçirgenliği sıfır olma eğilimindedir, ancak elmas farklı bir konudur. İnsanların muhteşem paralar ödemeye hazır oldukları büyülü bir ışık ve gölge oyunu yaratan yansıma ve kırılma düzlemleridir. Ancak bu maddelerin her ikisi de karbondur. Ve bir elmas kömürden daha kötü olmayan bir ateşte yanar.
- Maddenin sıcaklığı. İşin garibi, ancak yüksek sıcaklıklarda, bazı cisimlerin kendileri bir ışık kaynağı haline gelir, bu nedenle elektromanyetik radyasyonla biraz farklı bir şekilde etkileşime girerler.
- Işık huzmesinin nesneye gelme açısı.
Ayrıca, bir nesneden çıkan ışığın polarize olabileceğini unutmayın.
Dalga boyu ve iletim spektrumu
Yukarıda bahsettiğimiz gibi, geçirgenlik gelen ışığın dalga boyuna bağlıdır. Sarı ve yeşil ışınlara karşı opak olan bir madde, kızılötesi tayf için saydam görünür. "Nötrino" adı verilen küçük parçacıklar için Dünya da şeffaftır. Bu nedenle, onlara rağmenGüneş'i çok büyük miktarlarda üretir, bilim adamlarının onları tespit etmesi çok zordur. Bir nötrino'nun maddeyle çarpışma olasılığı yok denecek kadar azdır.
Fakat çoğu zaman elektromanyetik radyasyon spektrumunun görünür kısmından bahsediyoruz. Kitapta veya görevde ölçeğin birkaç bölümü varsa, optik geçirgenlik, ölçeğin insan gözünün erişebildiği kısmına atıfta bulunacaktır.
Katsayı formülü
Artık okuyucu bir maddenin geçişini belirleyen formülü görecek ve anlayacak kadar hazırlanmıştır. Şuna benziyor: S=F/F0.
Yani, geçirgenlik T, vücuttan geçen belirli bir dalga boyundaki radyasyon akısının (Ф) orijinal radyasyon akısına (Ф0) oranıdır.
Özdeş kavramların birbirine bölünmesi olarak ifade edildiğinden, T'nin değerinin boyutu yoktur. Ancak bu katsayı fiziksel anlamdan yoksun değildir. Belirli bir maddenin ne kadar elektromanyetik radyasyondan geçtiğini gösterir.
Radyasyon Akısı
Bu sadece bir cümle değil, belirli bir terimdir. Radyasyon akısı, elektromanyetik radyasyonun birim yüzey boyunca taşıdığı güçtür. Daha ayrıntılı olarak, bu değer, radyasyonun birim zamanda birim alan boyunca hareket ettiği enerji olarak hesaplanır. Alan genellikle bir metrekaredir ve zaman saniyedir. Ancak belirli göreve bağlı olarak, bu koşullar değiştirilebilir. Örneğin, kırmızı içinGüneşimizden bin kat daha büyük olan dev, kilometrekareleri güvenle kullanabilirsiniz. Ve küçük bir ateş böceği için, milimetre kare.
Elbette karşılaştırma yapabilmek için birleşik ölçüm sistemleri getirildi. Ancak, elbette, sıfır sayısını karıştırmadığınız sürece, herhangi bir değer onlara indirgenebilir.
Yönlü geçirgenliğin büyüklüğü de bu kavramlarla ilişkilidir. Camdan ne kadar ve ne tür ışığın geçtiğini belirler. Bu kavram fizik ders kitaplarında bulunmaz. Pencere üreticilerinin spesifikasyonlarında ve kurallarında gizlidir.
Enerjinin korunumu yasası
Sürekli bir hareket makinesinin ve bir felsefe taşının varlığının imkansız olmasının nedeni bu yasadır. Ama su ve yel değirmenleri var. Kanun, enerjinin hiçbir yerden gelmediğini ve iz bırakmadan çözülmediğini söylüyor. Bir engele düşen ışık bir istisna değildir. Geçirmenin fiziksel anlamından, ışığın bir kısmı malzemeden geçmediği için buharlaştığı sonucu çıkmaz. Aslında, gelen ışın, emilen, saçılan, yansıyan ve iletilen ışığın toplamına eşittir. Bu nedenle, belirli bir madde için bu katsayıların toplamı bire eşit olmalıdır.
Genel olarak, enerjinin korunumu yasası fiziğin tüm alanlarına uygulanabilir. Okul problemlerinde, genellikle ipin gerilmediği, pimin ısınmadığı ve sistemde sürtünme olmadığı görülür. Ama gerçekte bu imkansızdır. Ayrıca, insanların bildiğini her zaman hatırlamakta fayda var. Hepsi değil. Örneğin, beta bozunmasında, enerjinin bir kısmı kaybedildi. Bilim adamları nereye gittiğini anlamadı. Niels Bohr, korunum yasasının bu düzeyde geçerli olmayabileceğini öne sürdü.
Ama sonra çok küçük ve kurnaz bir temel parçacık keşfedildi - nötrino lepton. Ve her şey yerine oturdu. Dolayısıyla, okuyucu bir problemi çözerken enerjinin nereye gittiğini anlamıyorsa, o zaman şunu hatırlamalıyız: bazen cevap basitçe bilinmez.
Işığın iletim ve kırılma yasalarının uygulanması
Biraz daha yükseğe, tüm bu katsayıların elektromanyetik radyasyon ışınının önüne hangi maddenin geçtiğine bağlı olduğunu söyledik. Ancak bu gerçek, tersine de kullanılabilir. İletim spektrumunu almak, bir maddenin özelliklerini bulmanın en basit ve en etkili yollarından biridir. Bu yöntem neden bu kadar iyi?
Diğer optik yöntemlerden daha az doğrudur. Bir maddenin ışık yaymasını sağlayarak çok daha fazlası öğrenilebilir. Ancak bu, optik iletim yönteminin ana avantajıdır - kimsenin bir şey yapmaya zorlanması gerekmez. Maddenin bir lazerle ısıtılması, yakılması veya ışınlanması gerekmez. Işık demeti doğrudan incelenen numuneden geçtiği için karmaşık optik lens ve prizma sistemleri gerekli değildir.
Ayrıca, bu yöntem invaziv değildir ve tahribatsızdır. Numune orijinal haliyle ve durumunda kalır. Madde kıt olduğunda veya benzersiz olduğunda bu önemlidir. Tutankhamun'un yüzüğünün yakılmaya değmeyeceğinden eminiz.üzerindeki minenin bileşimini daha kesin olarak öğrenmek için.
