Coeficient de transmisie: concepte legate și legate

Astăzi vom vorbi despre coeficientul de transmisie și despre conceptele conexe. Toate aceste valori se referă la secțiunea de optică liniară.

Lumină în lumea antică

Anterior, oamenii au crezut că lumea este plină de ghicitori. Chiar și corpul uman a avut multe necunoscute. De exemplu, grecii antice nu au înțeles cum vede ochiul, de ce este o culoare, de ce vine noaptea. Dar, în același timp, lumea lor a fost mai simplă: lumina, căzând pe un obstacol, a creat o umbră. Acest lucru este tot ce trebuie să știți chiar și cel mai educat om de știință. Nimeni nu sa gândit la transmisia și încălzirea luminii. Și astăzi este studiat în școală.

Lumina întâmpină un obstacol

Când un curent de lumină cade pe un obiect, el se poate comporta în patru moduri diferite:

• a fi absorbit;
• a fi împrăștiată;
• afectează;
• treceți.

În consecință, orice substanță are coeficienți de absorbție ai reflectării transmisiei și împrăștierii.

Lumina absorbită în multe feluri modifică proprietățile materialului însuși: îl încălzește, își schimbă structura electronică. Lumina împrăștiată și reflectată este similară, dar totodată diferită. la Reflecție lumină modifică direcția propagării, iar împrăștierea își schimbă și lungimea de undă.

Obiect transparent care transmite lumina și proprietățile sale

Coeficienții de reflexie și de transmisie depind de doi factori - de caracteristicile luminii și de proprietățile obiectului însuși. Este important:

1. Starea agregată a materiei. Gheață refracționează diferit decât aburul.
2. Structura rețelei de cristal. Acest punct se referă la corpuri solide. De exemplu, transmitanța cărbunelui în partea vizibilă a spectrului tind să fie zero, dar diamantul este o altă problemă. Este planul reflexiei și refracției sale care creează un joc magic de lumină și umbră, pentru care oamenii sunt gata să plătească bani fabuloși. Dar ambele substanțe sunt hidrocarburi. Și diamantul va arde în foc nu mai rău decât cărbunele.
3. Temperatura substanței. Destul de ciudat, dar la o temperatură ridicată unele organisme devin singure sursa de lumină, astfel încât interacționează cu radiațiile electromagnetice într-o oarecare măsură.
4. Unghiul de incidență al fasciculului luminos pe obiect.

În plus, trebuie să ne amintim că lumina care a ieșit din obiect poate fi polarizată.

Lungimea de undă și spectrul de transmisie

Așa cum am menționat deja, transmisia depinde de lungimea de undă a luminii incidente. Substanța, opacă la razele galbene și verzi, pare transparentă pentru spectrul infraroșu. Pentru particulele mici numite "neutrinos", Pământul este transparent. Prin urmare, în ciuda faptului că soarele le generează în cantități foarte mari, este atât de dificil pentru oamenii de știință să le detecteze. Probabilitatea ca un neutrino să se ciocnească cu materia este puțin redus.

Dar cel mai adesea vorbim despre partea vizibilă a spectrului de radiații electromagnetice. Dacă într-o carte sau o sarcină există mai multe segmente ale scalei, coeficientul de transmisie optic se va referi la acea parte a acesteia care este accesibilă ochiului uman.

Formula coeficientului

Acum, cititorul este deja suficient de pregătit să vadă și să înțeleagă formula care determină transmiterea materiei. Se arată astfel: T = Φ / Φ₀.

Astfel, transmisia T este raportul dintre fluxul de radiație al unei anumite lungimi de undă care a trecut prin corp (Φ) la fluxul de radiație inițial (Φ₀).

Cantitatea T nu are nici o dimensiune, deoarece este desemnată ca împărțirea conceptelor identice între ele. Cu toate acestea, acest coeficient nu este lipsit de semnificație fizică. Aceasta arată cât de multă radiație electromagnetică trece o substanță dată.

"Flux de radiație"

Aceasta nu este doar o combinație de cuvinte, ci un termen specific. Fluxul de radiații este puterea pe care o transmite radiația electromagnetică printr-o unitate de suprafață. Mai detaliat, această cantitate este calculată ca energia care radiază prin zona unității pe unitate de timp. Sub pătrat se înțelege de obicei un metru pătrat, iar în timp - secunde. Dar, în funcție de sarcina specifică, aceste condiții pot fi, de asemenea, schimbate. De exemplu, pentru un gigant roșu, care este de o mie de ori mai mare decât Soarele nostru, putem aplica în siguranță kilometri pătrați. Și pentru o mică licurici - milimetri pătrați.

Desigur, pentru a putea compara, s-au introdus sisteme de măsurare unificate. Dar orice valoare le poate fi adusă, dacă, desigur, nu este confundată cu numărul de zerouri.

Legat de aceste concepte este de asemenea valoarea coeficientului de transmisie direcțională. Aceasta determină cât de mult și ce lumină trece prin geam. Acest concept nu poate fi găsit în manualele de fizică. Este ascuns în condițiile tehnice și în regulile producătorilor de ferestre.

Legea conservării energiei

Această lege este motivul pentru care motorul veșnic și piatra filosofică nu pot exista. Dar există apă și morți de vânt. Legea spune că energia nu este luată de nicăieri și nu se dizolvă fără urmă. Lumina care cade pe obstacol nu este o excepție. Din sensul fizic al transmisiunii nu rezultă că, odată ce o parte a lumii nu a trecut prin material, ea sa evaporat. De fapt, fasciculul incident este egal cu suma luminii absorbite, împrăștiate, reflectate și transmise. Astfel, suma acestor coeficienți pentru o anumită substanță trebuie să fie egală cu unitatea.

În general, legea conservării energiei poate fi aplicată tuturor sferelor fizicii. În problemele școlare, adesea se întâmplă ca frânghia să nu se întindă, știftul nu se încălzește și fricțiunea nu există în sistem. Dar, în realitate, acest lucru este imposibil. În plus, merită să ne amintim întotdeauna că oamenii nu știu totul. De exemplu, în decăderea beta s-a pierdut o anumită energie. Oamenii de știință nu au înțeles unde a mers. Niels Bohr însuși a sugerat că la acest nivel legea conservării nu poate fi respectată.

Dar apoi a fost descoperită o particulă elementară foarte mică și vicleană - leptonul neutrino. Și totul a căzut. Deci, dacă cititorul, atunci când rezolvă o problemă, nu înțelege unde se duce energia, trebuie să ne reamintim: uneori răspunsul este pur și simplu necunoscut.

Aplicarea legilor de transmisie și refracție a luminii

Puțin mai devreme am spus că toți acești coeficienți depind de ce substanță devine în calea fasciculului radiațiilor electromagnetice. Dar acest fapt poate fi folosit și în direcția opusă. Eliminarea spectrului de transmitere este una dintre cele mai simple și mai eficiente modalități de a cunoaște proprietățile unei substanțe. Care este această metodă atât de bună?

Este mai puțin precis decât alte metode optice. Mai multe pot fi învățate dacă forțați o substanță să emită lumină. Dar acesta este principalul avantaj al metodei de transmisie optică - nimeni nu trebuie să fie forțat să facă nimic. Substanța nu trebuie să fie încălzită, arsă sau iradiată cu un laser. Sistemele complexe de lentile optice și prisme nu vor fi necesare, deoarece un fascicul de lumină trece direct prin eșantionul studiat.

În plus, această metodă este neinvazivă și neinvazivă. Proba rămâne în forma și starea sa originală. Acest lucru este important atunci când substanța este mică sau când este unică. Suntem siguri că inelul lui Tutankhamun nu ar trebui să fie ars, pentru a afla compoziția exactă a smalțului pe el.