Vandag sal ons praat oor transmissie en verwante konsepte. Al hierdie hoeveelhede verwys na die afdeling van lineêre optika.
Lig in die antieke wêreld
Mense het vroeër gedink die wêreld is vol raaisels. Selfs die menslike liggaam het baie van die onbekende gedra. Die antieke Grieke het byvoorbeeld nie verstaan hoe die oog sien, hoekom kleur bestaan, hoekom nag kom nie. Maar terselfdertyd was hul wêreld eenvoudiger: lig, wat op 'n hindernis val, het 'n skaduwee geskep. Dit is al wat selfs die mees opgevoede wetenskaplike moes weet. Niemand het aan die oordrag van lig en verwarming gedink nie. En vandag bestudeer hulle dit by die skool.
Lig ontmoet hindernis
Wanneer 'n ligstraal 'n voorwerp tref, kan dit op vier verskillende maniere optree:
- gobble up;
- strooi;
- reflect;
- gaan aan.
Gevolglik het enige stof koëffisiënte van absorpsie, refleksie, transmissie en verstrooiing.
Geabsorbeerde lig verander die eienskappe van die materiaal self op verskillende maniere: dit verhit dit, verander die elektroniese struktuur daarvan. Verspreide en gereflekteerde lig is soortgelyk, maar verskil steeds. Wanneer lig weerkaatsverander die voortplantingsrigting, en wanneer dit verstrooi word, verander die golflengte ook.
'n Deursigtige voorwerp wat lig en sy eienskappe deurgee
Refleksie- en transmissiekoëffisiënte hang af van twee faktore – die eienskappe van lig en die eienskappe van die voorwerp self. Dit maak saak:
- Aggregeerde toestand van materie. Ys breek anders as stoom.
- Die struktuur van die kristalrooster. Hierdie item is van toepassing op vaste stowwe. Byvoorbeeld, die deurlaatbaarheid van steenkool in die sigbare deel van die spektrum neig na nul, maar 'n diamant is 'n ander saak. Dit is die vlakke van sy refleksie en breking wat 'n magiese spel van lig en skadu skep, waarvoor mense bereid is om wonderlike geld te betaal. Maar albei hierdie stowwe is koolstofstowwe. En 'n diamant sal in 'n vuur brand, nie erger as steenkool nie.
- Temperatuur van materie. Vreemd genoeg, maar by hoë temperature word sommige liggame self 'n bron van lig, en daarom werk hulle op 'n effens ander manier met elektromagnetiese straling in wisselwerking.
- Die invalshoek van die ligstraal op die voorwerp.
Onthou ook dat die lig wat uit 'n voorwerp kom, gepolariseer kan word.
Gollengte en transmissiespektrum
Soos ons hierbo genoem het, hang die deurlaatbaarheid af van die golflengte van die invallende lig. 'n Stof wat ondeursigtig is vir geel en groen strale, lyk deursigtig vir die infrarooi spektrum. Vir klein deeltjies wat "neutrino's" genoem word, is die Aarde ook deursigtig. Daarom, ten spyte van die feit dat hullegenereer die Son in baie groot hoeveelhede, dit is so moeilik vir wetenskaplikes om dit op te spoor. Die waarskynlikheid dat 'n neutrino met materie sal bots, is verdwynend klein.
Maar meestal praat ons van die sigbare deel van die spektrum van elektromagnetiese straling. As daar verskeie segmente van die skaal in die boek of taak is, sal die optiese transmissie verwys na daardie deel daarvan wat toeganklik is vir die menslike oog.
Koëffisiëntformule
Nou is die leser voorbereid genoeg om die formule wat die oordrag van 'n stof bepaal, te sien en te verstaan. Dit lyk so: S=F/F0.
Dus, die transmissie T is die verhouding van die stralingsvloei van 'n sekere golflengte wat deur die liggaam (Ф) gegaan het tot die oorspronklike stralingsvloed (Ф0).
Die waarde van T het geen dimensie nie, aangesien dit aangedui word as 'n verdeling van identiese konsepte in mekaar. Hierdie koëffisiënt is egter nie ontbloot van fisiese betekenis nie. Dit wys deur hoeveel elektromagnetiese straling 'n gegewe stof gaan.
Radiation Flux
Dit is nie net 'n frase nie, maar 'n spesifieke term. Die stralingsvloed is die krag wat elektromagnetiese straling deur 'n eenheidoppervlak dra. In meer besonderhede word hierdie waarde bereken as die energie wat straling deur 'n eenheidsarea in 'n eenheid tyd beweeg. Oppervlakte is meestal 'n vierkante meter, en tyd is sekondes. Maar afhangende van die spesifieke taak, kan hierdie toestande verander word. Byvoorbeeld, vir rooireus, wat 'n duisend keer groter as ons Son is, kan jy veilig vierkante kilometer gebruik. En vir 'n klein vuurvliegie, vierkante millimeter.
Natuurlik, om te kan vergelyk, is verenigde meetstelsels ingestel. Maar enige waarde kan tot hulle verminder word, tensy jy natuurlik met die aantal nulle mors.
Geassosieer met hierdie konsepte is ook die grootte van die rigting-oordrag. Dit bepaal hoeveel en watter soort lig deur die glas gaan. Hierdie konsep word nie in fisika handboeke gevind nie. Dit is versteek in die spesifikasies en reëls van venstervervaardigers.
Die wet van behoud van energie
Hierdie wet is die rede waarom die bestaan van 'n ewigdurende bewegingsmasjien en 'n filosoof se klip onmoontlik is. Maar daar is water en windpompe. Die wet sê dat energie nie van nêrens af kom nie en nie spoorloos oplos nie. Lig wat op 'n hindernis val, is geen uitsondering nie. Dit volg nie uit die fisiese betekenis van die transmissie dat aangesien 'n deel van die lig nie deur die materiaal gegaan het nie, dit verdamp het. Trouens, die invallende straal is gelyk aan die som van die geabsorbeerde, verstrooide, gereflekteerde en deurgelate lig. Dus, die som van hierdie koëffisiënte vir 'n gegewe stof moet gelyk wees aan een.
In die algemeen kan die wet van behoud van energie op alle areas van fisika toegepas word. In skoolprobleme gebeur dit dikwels dat die tou nie rek nie, die pen nie warm word nie en daar is geen wrywing in die stelsel nie. Maar in werklikheid is dit onmoontlik. Daarbenewens is dit altyd die moeite werd om te onthou dat mense weetNie alles nie. Byvoorbeeld, in beta-verval het van die energie verlore gegaan. Wetenskaplikes het nie verstaan waarheen dit gaan nie. Niels Bohr het self voorgestel dat die bewaringswet dalk nie op hierdie vlak sal hou nie.
Maar toe word 'n baie klein en slinkse elementêre deeltjie ontdek - die neutrinolepton. En alles het in plek geval. So as die leser, wanneer hy 'n probleem oplos, nie verstaan waarheen die energie gaan nie, dan moet ons onthou: soms is die antwoord eenvoudig onbekend.
Toepassing van die wette van transmissie en breking van lig
'n Bietjie hoër het ons gesê dat al hierdie koëffisiënte afhang van watter stof in die pad van die elektromagnetiese stralingsbundel kom. Maar hierdie feit kan ook omgekeerd gebruik word. Om die transmissiespektrum te neem is een van die eenvoudigste en doeltreffendste maniere om die eienskappe van 'n stof uit te vind. Hoekom is hierdie metode so goed?
Dit is minder akkuraat as ander optiese metodes. Baie meer kan geleer word deur 'n stof lig te laat uitstraal. Maar dit is die grootste voordeel van die optiese transmissiemetode – niemand hoef gedwing te word om iets te doen nie. Die stof hoef nie met 'n laser verhit, verbrand of bestraal te word nie. Komplekse stelsels van optiese lense en prismas word nie benodig nie aangesien die ligstraal direk deur die monster wat bestudeer word, gaan.
Daarbenewens is hierdie metode nie-indringend en nie-vernietigend. Die monster bly in sy oorspronklike vorm en toestand. Dit is belangrik wanneer die stof skaars is, of wanneer dit uniek is. Ons is seker dat Toetankhamun se ring nie die moeite werd is om te verbrand nie,om die samestelling van die emalje daarop meer presies uit te vind.
