Hôm nay chúng ta sẽ nói về độ truyền và các khái niệm liên quan. Tất cả những đại lượng này đề cập đến phần quang học tuyến tính.
Ánh sáng trong thế giới cổ đại
Mọi người từng nghĩ thế giới đầy bí ẩn. Ngay cả cơ thể con người cũng mang rất nhiều điều chưa biết. Ví dụ, người Hy Lạp cổ đại không hiểu mắt nhìn như thế nào, tại sao màu sắc tồn tại, tại sao đêm đến. Nhưng đồng thời, thế giới của họ cũng đơn giản hơn: ánh sáng, rơi xuống chướng ngại vật, tạo ra bóng tối. Đây là tất cả những gì mà ngay cả những nhà khoa học có học thức nhất cũng cần biết. Không ai nghĩ về sự truyền của ánh sáng và sự sưởi ấm. Và hôm nay họ học nó ở trường.
Ánh sáng gặp chướng ngại vật
Khi một chùm ánh sáng chiếu vào một vật thể, nó có thể hoạt động theo bốn cách khác nhau:
- ngấu nghiến;
- tán;
- phản ánh;
- tiến lên.
Theo đó, bất kỳ chất nào cũng có hệ số hấp thụ, phản xạ, truyền và tán xạ.
Ánh sáng bị hấp thụ làm thay đổi các đặc tính của chính vật liệu theo những cách khác nhau: nó làm nóng nó, thay đổi cấu trúc điện tử của nó. Ánh sáng khuếch tán và phản xạ tương tự nhau, nhưng vẫn khác nhau. Khi phản chiếu ánh sángthay đổi hướng truyền và khi bị phân tán, bước sóng của nó cũng thay đổi.
Một vật thể trong suốt truyền ánh sáng và các đặc tính của nó
Hệ số phản xạ và truyền dẫn phụ thuộc vào hai yếu tố - đặc tính của ánh sáng và đặc tính của bản thân vật thể. Vấn đề là:
- Trạng thái tổng hợp của vật chất. Băng khúc xạ khác với hơi nước.
- Cấu trúc của mạng tinh thể. Mục này áp dụng cho chất rắn. Ví dụ, độ truyền qua của than trong phần nhìn thấy được của quang phổ có xu hướng bằng 0, nhưng kim cương lại là một vấn đề khác. Chính các mặt phẳng phản xạ và khúc xạ của nó đã tạo ra một trò chơi kỳ diệu của ánh sáng và bóng tối, mà mọi người sẵn sàng trả những khoản tiền tuyệt vời. Nhưng cả hai chất này đều là nguyên tố cacbon. Và một viên kim cương sẽ cháy trong ngọn lửa không kém gì than đá.
- Nhiệt độ của vật chất. Thật kỳ lạ, nhưng ở nhiệt độ cao, một số vật thể tự trở thành nguồn ánh sáng, vì vậy chúng tương tác với bức xạ điện từ theo một cách hơi khác.
- Góc tới của chùm sáng đối với vật thể.
Ngoài ra, hãy nhớ rằng ánh sáng phát ra từ một vật thể có thể bị phân cực.
Bước sóng và quang phổ truyền dẫn
Như chúng ta đã đề cập ở trên, độ truyền qua phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng tới. Một chất có màu trắng đục đến vàng và tia lục xuất hiện trong suốt đối với quang phổ hồng ngoại. Đối với các hạt nhỏ được gọi là "neutrino", Trái đất cũng trong suốt. Do đó, mặc dù thực tế là họtạo ra Mặt trời với số lượng rất lớn, rất khó để các nhà khoa học phát hiện ra chúng. Xác suất của một neutrino va chạm với vật chất là rất nhỏ.
Nhưng chúng ta thường nói về phần nhìn thấy được của phổ bức xạ điện từ. Nếu có một số phân đoạn của tỷ lệ trong sách hoặc tác vụ, thì độ truyền quang sẽ quy về phần đó mà mắt người có thể tiếp cận được.
Công thức hệ số
Bây giờ người đọc đã chuẩn bị đủ để xem và hiểu công thức xác định sự truyền của một chất. Nó trông như thế này: S=F / F0.
Vậy, độ truyền T là tỷ số giữa thông lượng bức xạ của một bước sóng nhất định truyền qua cơ thể (Ф) với thông lượng bức xạ ban đầu (Ф0).
Giá trị của T không có thứ nguyên, vì nó được biểu thị là sự phân chia các khái niệm giống hệt nhau thành nhau. Tuy nhiên, hệ số này không phải là không có ý nghĩa vật lý. Nó cho biết có bao nhiêu bức xạ điện từ mà một chất nhất định đi qua.
Thông lượng bức xạ
Đây không chỉ là một cụm từ, mà là một thuật ngữ cụ thể. Thông lượng bức xạ là công suất mà bức xạ điện từ mang qua một bề mặt đơn vị. Chi tiết hơn, giá trị này được tính bằng năng lượng mà bức xạ di chuyển qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian. Diện tích thường là một mét vuông và thời gian là giây. Nhưng tùy thuộc vào nhiệm vụ cụ thể, các điều kiện này có thể được thay đổi. Ví dụ, đối với màu đỏkhổng lồ, lớn hơn một nghìn lần so với Mặt trời của chúng ta, bạn có thể sử dụng km vuông một cách an toàn. Và cho một con đom đóm nhỏ, milimét vuông.
Tất nhiên, để có thể so sánh, các hệ thống đo lường thống nhất đã được giới thiệu. Nhưng bất kỳ giá trị nào cũng có thể bị giảm đối với chúng, tất nhiên, trừ khi bạn nhầm lẫn với số lượng số không.
Liên kết với những khái niệm này cũng là độ lớn của truyền có hướng. Nó quyết định mức độ và loại ánh sáng đi qua kính. Khái niệm này không có trong sách giáo khoa vật lý. Nó ẩn trong các thông số kỹ thuật và quy tắc của các nhà sản xuất cửa sổ.
Định luật bảo toàn cơ năng
Định luật này là lý do tại sao sự tồn tại của một cỗ máy chuyển động vĩnh viễn và một hòn đá triết gia là không thể. Nhưng có nước và cối xay gió. Luật nói rằng năng lượng không đến từ hư không và không tan biến mà không để lại dấu vết. Ánh sáng rơi trên chướng ngại vật cũng không phải là ngoại lệ. Nó không tuân theo ý nghĩa vật lý của sự truyền qua mà vì một phần ánh sáng không truyền qua vật liệu, nó đã bay hơi. Trong thực tế, chùm tia tới bằng tổng các ánh sáng bị hấp thụ, tán xạ, phản xạ và truyền qua. Do đó, tổng các hệ số này của một chất nhất định phải bằng một.
Nói chung, định luật bảo toàn năng lượng có thể được áp dụng cho mọi lĩnh vực vật lý. Trong các bài toán ở trường, thường xảy ra hiện tượng sợi dây không căng, chốt không nóng lên và không có ma sát trong hệ thống. Nhưng trên thực tế thì điều này là không thể. Ngoài ra, điều đáng ghi nhớ luôn được mọi người biết đếnKhông phải tất cả. Ví dụ, trong phân rã beta, một phần năng lượng đã bị mất. Các nhà khoa học không hiểu nó đã đi đâu. Bản thân Niels Bohr đã gợi ý rằng định luật bảo toàn có thể không phù hợp ở mức độ này.
Nhưng sau đó một hạt cơ bản rất nhỏ và xảo quyệt đã được phát hiện - lepton neutrino. Và mọi thứ đã rơi vào đúng vị trí. Vì vậy, nếu người đọc, khi giải quyết một vấn đề, không hiểu năng lượng đi đâu, thì chúng ta phải nhớ rằng: đôi khi câu trả lời chỉ đơn giản là không biết.
Ứng dụng của định luật truyền và khúc xạ ánh sáng
Cao hơn một chút, chúng tôi đã nói rằng tất cả các hệ số này phụ thuộc vào chất nào cản trở chùm bức xạ điện từ. Nhưng thực tế này cũng có thể được sử dụng ngược lại. Lấy quang phổ truyền qua là một trong những cách đơn giản và hiệu quả nhất để tìm ra các đặc tính của một chất. Tại sao phương pháp này lại tốt đến vậy?
Nó kém chính xác hơn các phương pháp quang học khác. Có thể học được nhiều điều hơn nữa bằng cách tạo ra một chất phát ra ánh sáng. Nhưng đây là ưu điểm chính của phương pháp truyền dẫn quang - không cần ai bị ép buộc làm gì cả. Chất này không cần phải đun nóng, đốt cháy hoặc chiếu xạ bằng tia laser. Hệ thống thấu kính và lăng kính quang học phức tạp không cần thiết vì chùm ánh sáng truyền trực tiếp qua mẫu đang nghiên cứu.
Ngoài ra, phương pháp này không xâm lấn và không phá hủy. Mẫu vẫn còn nguyên dạng và tình trạng ban đầu. Điều này rất quan trọng khi chất này khan hiếm hoặc khi nó là duy nhất. Chúng tôi chắc chắn rằng chiếc nhẫn của Tutankhamun không đáng để đốt,để tìm hiểu chính xác hơn thành phần của men trên đó.
