Коефициент на пренос: свързани и свързани понятия

Днес ще говорим за коефициента на предаване и свързаните с него понятия. Всички тези стойности се отнасят до секцията на линейната оптика.

Светлина в древния свят

Преди това хората вярвали, че светът е пълен с гатанки. Дори човешкото тяло носеше много неизвестни. Например, древните гърци не разбираха как гледа окото, защо има цвят, защо идва нощта. Но в същото време техният свят е по-прост: светлината, падаща върху препятствие, създава сянка. Това е всичко, което трябва да знаете дори и най-образованият учен. Никой не помисли за пропускането на светлината и за отоплението. И днес се изучава в училище.

Светлината среща препятствие

Когато поток от светлина падне върху обект, той може да се държи по четири различни начина:

• да се абсорбира;
• да бъдат разпръснати;
• засегнат;
• предавам.

Съответно, всяко вещество има коефициенти на поглъщане на предаване и разсейване на разсейване.

Абсорбираната светлина в много отношения променя свойствата на самия материал: той го нагрява, променя своята електронна структура. Разсеяната и отразена светлина е подобна, но все пак различна. при Рефлекторна светлина променя посоката на разпространение и разсейването също променя дължината на вълната.

Прозрачен обект, който предава светлина и неговите свойства

Коефициентите на отражение и предаване зависят от два фактора - от характеристиките на светлината и от свойствата на самия обект. Това е важно:

1. Агрегатно състояние на материята. Ледът пречупва различно от пара.
2. Структурата на кристалната решетка. Този елемент се отнася до твърди тела. Например пропускливостта на въглищата във видимата част на спектъра има тенденция към нула, но диаматът е друг въпрос. Това са равнините на неговото отражение и пречупване, които създават магическа игра на светлина и сянка, за която хората са готови да платят страхотни пари. Но двете вещества са въглеводороди. И диаманта ще изгори в огън не по-лошо от въглищата.
3. Температура на веществото. Странно, но при висока температура някои тела стават източник на светлина сами, така че взаимодействат с електромагнитната радиация донякъде различно.
4. Ъгълът на разпространение на светлинния лъч върху обекта.

Освен това трябва да помним, че светлината, която се появи от обекта, може да бъде поляризирана.

Дължина на вълната и спектър на предаване

Както вече споменахме, предавателната способност зависи от дължината на вълната на падащата светлина. Веществото, непрозрачно до жълто и зелено, се проявява прозрачно за инфрачервения спектър. За малки частици, наречени "неутрино", Земята е прозрачна. Следователно, въпреки факта, че Слънцето ги генерира в много големи количества, за учениците е толкова трудно да ги открият. Вероятността неутрино да се сблъска с материята е изчерпателно малка.

Но най-често става дума за видимата част от спектъра на електромагнитното излъчване. Ако в дадена книга или задача има няколко сегмента от скалата, коефициентът на оптичното предаване ще се отнася до онази част от нея, достъпна за човешкото око.

Формулата на коефициента

Сега читателят вече е достатъчно подготвен да види и разбере формулата, която определя предаването на материята. Това изглежда така: T = Φ / Φ₀.

Така пропускателната способност Т е съотношението на радиационния поток от определена дължина на вълната, преминаващ през тялото (Φ) към първоначалния радиационен поток (Φ₀).

Количеството Т няма никакво измерение, тъй като се обозначава като разделянето на едни и същи концепции един в друг. Независимо от това, този коефициент не е лишен от физическо значение. Показва колко от електромагнитното излъчване преминава дадено вещество.

"Радиационен поток"

Това не е просто комбинация от думи, а конкретен термин. Радиационният поток е мощта, която електромагнитната радиация пренася през единица повърхност. По-подробно, това количество се изчислява като енергията, която излъчва през единичната площ за единица време. Под квадрата обикновено се означава квадратен метър, а под времето - секунди. Но, в зависимост от конкретната задача, тези условия също могат да бъдат променени. Например, за червен гигант, който е хиляда пъти по-голям от нашето Слънце, можем безопасно да приложим квадратни километри. И за една малка светулка - квадратни милиметри.

Разбира се, за да можем да се сравним, бяха въведени унифицирани системи за измерване. Но всяка тяхна стойност може да им се донесе, освен ако, разбира се, не е объркана с броя нули.

Свързан с тези понятия е и стойността на коефициента на предаване по посока. Тя определя колко и каква светлина преминава през стъклото. Тази концепция не може да бъде намерена в учебниците по физика. Той е скрит в техническите условия и правила на производителите на прозорци.

Закон за опазване на енергията

Този закон е причината, поради която вечният двигател и философският камък не могат да съществуват. Но има вода и вятърни мелници. Законът казва, че енергията не се взема от нищото и не се разтваря без следа. Светлината, която пада върху препятствието, не е изключение. От физическото значение на предавателната способност не следва, че след като част от света не премине през материала, то се изпари. Всъщност, инцидентният лъч е равен на сумата от абсорбираната, разсеяна, отразена и предавана светлина. По този начин сумата от тези коефициенти за дадено вещество трябва да бъде равна на единството.

Като цяло, законът за опазване на енергията може да се прилага във всички сфери на физиката. В училищните проблеми често се случва, че въжето не се простира, щифтът не се нагрява и триенето не съществува в системата. Но в действителност това е невъзможно. В допълнение, винаги си струва да си спомним, че хората не знаят всичко. Например, при бета разпад се загуби известна енергия. Учените не разбраха къде отива. Самият Нилс Бор предположи, че на това ниво не може да се спази законът за опазване.

Но тогава беше открита една много малка и хитър елементарна частица - неутрино лептон. И всичко попадна на място. Така че, ако читателят, когато решава проблема, не разбира къде енергията отива, трябва да помним: понякога отговорът е просто неизвестен.

Прилагане на законите за предаване и пречупване на светлината

Малко по-рано казахме, че всички тези коефициенти зависят от това, което вещество попада в пътя на лъча на електромагнитно излъчване. Но този факт може да се използва и в обратната посока. Премахването на спектъра на предаване е един от най-простите и най-ефективни начини за познаване на свойствата на дадено вещество. Какъв е този метод толкова добър?

Тя е по-малко точна от другите оптични методи. Много повече могат да се научат, ако принудите веществото да излъчва светлина. Но това е основното предимство на метода за оптично предаване - никой не трябва да бъде принуден да прави нищо. Не се изисква веществото да се нагрява, изгаря или излъчва с лазер. Не се изискват комплексни системи от оптични лещи и призми, тъй като лъч светлина преминава директно през изследваната проба.

В допълнение, този метод е неинвазивен и неинвазивен. Пробата остава в оригиналната си форма и състояние. Това е важно, когато веществото е малко или когато е уникално. Сигурни сме, че пръстенът на Тутанкамон не трябва да се изгаря, за да открие точния състав на емайла върху него.