Danas ćemo razgovarati o transmitantnosti i srodnim konceptima. Sve ove količine se odnose na dio linearne optike.
Svjetlo u antičkom svijetu
Ljudi su nekada mislili da je svijet pun misterija. Čak je i ljudsko tijelo nosilo mnogo nepoznatog. Na primjer, stari Grci nisu razumjeli kako oko vidi, zašto boja postoji, zašto dolazi noć. Ali u isto vrijeme, njihov svijet je bio jednostavniji: svjetlost, padajući na prepreku, stvarala je sjenu. To je sve što čak i najobrazovaniji naučnik treba da zna. Niko nije razmišljao o propusnosti svjetlosti i grijanja. A danas to uče u školi.
Svjetlo nailazi na prepreku
Kada snop svjetlosti udari u predmet, može se ponašati na četiri različita načina:
- progutati;
- scatter;
- reflect;
- kreni dalje.
Prema tome, svaka supstanca ima koeficijente apsorpcije, refleksije, transmisije i raspršenja.
Apsorbovana svjetlost mijenja svojstva samog materijala na različite načine: zagrijava ga, mijenja njegovu elektronsku strukturu. Difuzno i reflektovano svjetlo su slične, ali ipak različite. Prilikom reflektiranja svjetlostimijenja smjer širenja, a kada se rasprši, mijenja se i njegova talasna dužina.
Prozirni objekt koji prenosi svjetlost i njegova svojstva
Koeficijenti refleksije i transmisije zavise od dva faktora - karakteristika svjetlosti i svojstava samog objekta. Važno je:
- Agregatno stanje materije. Led se lomi drugačije od para.
- Struktura kristalne rešetke. Ova stavka se odnosi na čvrste materije. Na primjer, propusnost uglja u vidljivom dijelu spektra teži nuli, ali dijamant je druga stvar. Ravni njegove refleksije i prelamanja stvaraju magičnu igru svjetla i sjene, za koju su ljudi spremni platiti fantastičan novac. Ali obje ove tvari su ugljik. A dijamant će goreti u vatri ništa gore od uglja.
- Temperatura materije. Čudno, ali na visokim temperaturama, neka tijela i sama postaju izvor svjetlosti, pa su u interakciji s elektromagnetnim zračenjem na malo drugačiji način.
- Ugao upada svetlosnog snopa na objekat.
Takođe, zapamtite da svjetlost koja izlazi iz objekta može biti polarizirana.
Talasna dužina i spektar prijenosa
Kao što smo već spomenuli, transmitans zavisi od talasne dužine upadne svetlosti. Supstanca koja je neprozirna za žute i zelene zrake izgleda prozirna za infracrveni spektar. Za male čestice zvane "neutrini" Zemlja je takođe providna. Stoga, uprkos činjenici da su onigeneriše Sunce u veoma velikim količinama, naučnicima je toliko teško da ih otkriju. Vjerovatnoća sudara neutrina sa materijom je iščezavajuće mala.
Ali najčešće govorimo o vidljivom dijelu spektra elektromagnetnog zračenja. Ako postoji nekoliko segmenata skale u knjizi ili zadatku, onda će se optička transmitantnost odnositi na onaj njen dio koji je dostupan ljudskom oku.
Formula koeficijenta
Sada je čitalac dovoljno spreman da vidi i razume formulu koja određuje prenos supstance. To izgleda ovako: S=F/F0.
Dakle, propusnost T je odnos fluksa zračenja određene talasne dužine koji je prošao kroz telo (F) i originalnog fluksa zračenja (F0).
Vrijednost T nema dimenziju, jer se označava kao podjela identičnih koncepata jedan na drugi. Međutim, ovaj koeficijent nije lišen fizičkog značenja. Pokazuje koliko elektromagnetnog zračenja određena supstanca prolazi.
Radiacijski tok
Ovo nije samo fraza, već poseban izraz. Tok zračenja je snaga koju elektromagnetno zračenje prenosi kroz jediničnu površinu. Detaljnije, ova vrijednost se izračunava kao energija kojom se zračenje kreće kroz jediničnu površinu u jedinici vremena. Površina je najčešće kvadratni metar, a vrijeme u sekundama. Ali u zavisnosti od konkretnog zadatka, ovi uslovi se mogu menjati. Na primjer, za crvenugiganta, koji je hiljadu puta veći od našeg Sunca, možete bezbedno koristiti kvadratne kilometre. I za malenu krijesnicu, kvadratnih milimetara.
Naravno, da bi se moglo porediti, uvedeni su objedinjeni mjerni sistemi. Ali svaka vrijednost se može svesti na njih, osim ako, naravno, ne zabrljate s brojem nula.
U vezi sa ovim konceptima je i veličina usmerenog prenosa. Određuje koliko i kakva svjetlost prolazi kroz staklo. Ovaj koncept se ne nalazi u udžbenicima fizike. To se krije u specifikacijama i pravilima proizvođača prozora.
Zakon održanja energije
Ovaj zakon je razlog zašto je nemoguće postojanje vječnog motora i kamena filozofa. Ali ima vode i vjetrenjača. Zakon kaže da energija ne dolazi niotkuda i da se ne rastvara bez traga. Svjetlo koje pada na prepreku nije izuzetak. Iz fizičkog značenja transmitantnosti ne proizilazi da je, pošto dio svjetlosti nije prošao kroz materijal, ispario. U stvari, upadni snop jednak je zbiru apsorbovane, raspršene, reflektovane i propuštene svjetlosti. Dakle, zbir ovih koeficijenata za datu supstancu treba da bude jednak jedan.
Uopšteno govoreći, zakon održanja energije može se primijeniti na sve oblasti fizike. U školskim problemima često se dešava da se konopac ne rasteže, da se iglica ne zagreje i da nema trenja u sistemu. Ali u stvarnosti je to nemoguće. Osim toga, uvijek je vrijedno zapamtiti da ljudi znajuNe sve. Na primjer, u beta raspadu, dio energije je izgubljen. Naučnici nisu shvatili kuda je otišlo. Sam Niels Bohr je sugerirao da zakon o očuvanju možda neće vrijediti na ovom nivou.
Ali tada je otkrivena vrlo mala i lukava elementarna čestica - neutrino lepton. I sve je sjelo na svoje mjesto. Dakle, ako čitalac, kada rješava problem, ne razumije kuda ide energija, onda moramo zapamtiti: ponekad je odgovor jednostavno nepoznat.
Primjena zakona transmisije i prelamanja svjetlosti
Malo više smo rekli da svi ovi koeficijenti zavise od toga koja supstanca se nađe na putu snopa elektromagnetnog zračenja. Ali ova činjenica se može koristiti i obrnuto. Uzimanje spektra prijenosa jedan je od najjednostavnijih i najefikasnijih načina da se saznaju svojstva tvari. Zašto je ova metoda tako dobra?
Manje je precizan od ostalih optičkih metoda. Mnogo više se može naučiti ako natjerate supstancu da emituje svjetlost. Ali to je glavna prednost metode optičkog prijenosa - nikoga ne treba prisiljavati ni na što. Supstancu nije potrebno zagrijati, spaliti ili ozračiti laserom. Složeni sistemi optičkih sočiva i prizmi nisu potrebni jer snop svjetlosti prolazi direktno kroz uzorak koji se proučava.
Osim toga, ova metoda je neinvazivna i nedestruktivna. Uzorak ostaje u svom izvornom obliku i stanju. Ovo je važno kada je supstanca oskudna, ili kada je jedinstvena. Sigurni smo da Tutankamonov prsten nije vrijedan spaljivanja,da biste preciznije saznali sastav cakline na njoj.
