Danas ćemo razgovarati o transmitentnosti i srodnim konceptima. Sve ove količine odnose se na dio linearne optike.
Svjetlo u antičkom svijetu
Ljudi su mislili da je svijet pun misterija. Čak je i ljudsko tijelo nosilo puno nepoznatog. Na primjer, stari Grci nisu razumjeli kako oko vidi, zašto boja postoji, zašto dolazi noć. Ali u isto vrijeme, njihov je svijet bio jednostavniji: svjetlost je, padajući na prepreku, stvarala sjenu. To je sve što je čak i najobrazovaniji znanstvenik trebao znati. Nitko 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;
- idi dalje.
Prema tome, svaka tvar ima koeficijente apsorpcije, refleksije, prijenosa i raspršenja.
Apsorbirana svjetlost mijenja svojstva samog materijala na različite načine: zagrijava ga, mijenja njegovu elektroničku strukturu. Difuzno i reflektirano svjetlo su slične, ali ipak različite. Pri reflektiranju svjetlostimijenja smjer širenja, a kada se rasprši, mijenja se i njegova valna duljina.
Prozirni objekt koji prenosi svjetlost i njegova svojstva
Koeficijenti refleksije i transmisije ovise o dva faktora - karakteristikama svjetlosti i svojstvima samog objekta. Važno je:
- Agregatno stanje materije. Led se lomi drugačije od para.
- Struktura kristalne rešetke. Ova se stavka odnosi na krute tvari. Na primjer, propusnost ugljena u vidljivom dijelu spektra teži nuli, ali dijamant je druga stvar. Ravne njegove refleksije i loma stvaraju čarobnu igru svjetla i sjene, za koju su ljudi spremni platiti nevjerojatan novac. Ali obje ove tvari su ugljici. A dijamant će gorjeti u vatri ništa gore od ugljena.
- Temperatura materije. Čudno, ali pri visokim temperaturama neka tijela i sama postaju izvor svjetlosti, pa su u interakciji s elektromagnetskim zračenjem na malo drugačiji način.
- Ugao upada svjetlosnog snopa na objekt.
Također, zapamtite da svjetlost koja izlazi iz predmeta može biti polarizirana.
Valna duljina i spektar prijenosa
Kao što smo već spomenuli, propusnost ovisi o valnoj duljini upadne svjetlosti. Tvar koja je neprozirna za žute i zelene zrake čini se prozirnom za infracrveni spektar. Za male čestice zvane "neutrini" Zemlja je također prozirna. Stoga, unatoč činjenici da sugenerira Sunce u vrlo velikim količinama, znanstvenicima ih je tako teško otkriti. Vjerojatnost sudara neutrina s materijom je nestajuća mala.
Ali najčešće govorimo o vidljivom dijelu spektra elektromagnetskog zračenja. Ako postoji nekoliko segmenata ljestvice u knjizi ili zadatku, tada će se optička transmitantnost odnositi na onaj njezin dio koji je dostupan ljudskom oku.
Formula koeficijenta
Sada je čitatelj dovoljno spreman da vidi i razumije formulu koja određuje prijenos tvari. To izgleda ovako: S=F/F0.
Dakle, propusnost T je omjer toka zračenja određene valne duljine koji je prošao kroz tijelo (F) i izvornog toka zračenja (F0).
Vrijednost T nema dimenziju, jer se označava kao podjela identičnih pojmova jedan u drugi. Međutim, ovaj koeficijent nije lišen fizičkog značenja. Pokazuje koliko elektromagnetskog zračenja određena tvar prolazi.
Radiacijski tok
Ovo nije samo fraza, već određeni izraz. Tok zračenja je snaga koju elektromagnetsko zračenje prenosi kroz jediničnu površinu. Detaljnije, ova se vrijednost izračunava kao energija kojom se zračenje kreće kroz jedinicu površine u jedinici vremena. Površina je najčešće kvadratni metar, a vrijeme sekunde. No, ovisno o konkretnom zadatku, ti se uvjeti mogu mijenjati. Na primjer, za crvenudiv, koji je tisuću puta veći od našeg Sunca, možete sigurno koristiti kvadratne kilometre. I za malenu krijesnicu, kvadratnih milimetara.
Naravno, da bi se moglo usporediti, uvedeni su jedinstveni mjerni sustavi. Ali svaka vrijednost se može svesti na njih, osim ako, naravno, ne zabrljate s brojem nula.
S ovim konceptima je također povezana veličina usmjerenog prijenosa. Određuje koliko i kakva svjetlost prolazi kroz staklo. Ovaj koncept se ne nalazi u udžbenicima fizike. To je skriveno u specifikacijama i pravilima proizvođača prozora.
Zakon održanja energije
Ovaj zakon je razlog zašto je postojanje vječnog motora i kamena filozofa nemoguće. Ali ima vode i vjetrenjača. Zakon kaže da energija ne dolazi niotkuda i da se ne otapa bez traga. Svjetlo koje pada na prepreku nije iznimka. Iz fizičkog značenja propusnosti ne proizlazi da je, budući da dio svjetlosti nije prošao kroz materijal, ispario. Zapravo, upadni snop jednak je zbroju apsorbirane, raspršene, reflektirane i propuštene svjetlosti. Dakle, zbroj ovih koeficijenata za danu tvar trebao bi biti jednak jedan.
Općenito, zakon održanja energije može se primijeniti na sva područja fizike. U školskim problemima često se događa da se uže ne rasteže, klin se ne zagrijava, a u sustavu nema trenja. 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. Znanstvenici nisu razumjeli kamo je otišao. Sam Niels Bohr je sugerirao da zakon o očuvanju možda neće vrijediti na ovoj razini.
Ali tada je otkrivena vrlo mala i lukava elementarna čestica - neutrino lepton. I sve je sjelo na svoje mjesto. Dakle, ako čitatelj, kada rješava problem, ne razumije kamo ide energija, onda moramo zapamtiti: ponekad je odgovor jednostavno nepoznat.
Primjena zakona prijenosa i loma svjetlosti
Malo više rekli smo da svi ovi koeficijenti ovise o tome koja se tvar nađe na putu snopu elektromagnetskog zračenja. Ali ova se činjenica može koristiti i obrnuto. Uzimanje spektra prijenosa jedan je od najjednostavnijih i najučinkovitijih načina da se saznaju svojstva tvari. Zašto je ova metoda tako dobra?
Manje je točna od ostalih optičkih metoda. Puno više se može naučiti ako tvar emitira svjetlost. Ali to je glavna prednost metode optičkog prijenosa - nitko ne treba biti prisiljen ni na što učiniti. Tvar nije potrebno zagrijavati, spaljivati ili ozračivati laserom. Složeni sustavi optičkih leća i prizmi nisu potrebni jer snop svjetlosti prolazi izravno kroz uzorak koji se proučava.
Osim toga, ova metoda je neinvazivna i nedestruktivna. Uzorak ostaje u izvornom obliku i stanju. Ovo je važno kada je supstanca oskudna ili kada je jedinstvena. Sigurni smo da Tutankamonov prsten nije vrijedan spaljivanja,da bi točnije saznali sastav cakline na njoj.
