Бүгін біз өткізгіштік және оған қатысты ұғымдар туралы сөйлесетін боламыз. Бұл шамалардың барлығы сызықтық оптика бөліміне қатысты.
Ежелгі дүниедегі жарық
Адамдар әлемді жұмбақтарға толы деп ойлаған. Тіпті адам ағзасы да көптеген белгісіз нәрселерді алып жүрді. Мысалы, ежелгі гректер көздің қалай көретінін, түс не үшін барын, түннің не үшін келетінін түсінбеді. Бірақ сонымен бірге олардың әлемі қарапайым болды: жарық, кедергіге түсіп, көлеңке жасады. Бұл тіпті ең білімді ғалымның білуі керек нәрсе болды. Жарық пен жылудың өткізгіштігі туралы ешкім ойлаған жоқ. Ал бүгін олар оны мектепте оқиды.
Жарық кедергіге кездеседі
Жарық шоғы нысанға түскенде, ол төрт түрлі әрекет ете алады:
- жұт;
- шашырау;
- рефлексия;
- жалғастыру.
Сәйкесінше кез келген заттың жұту, шағылу, өткізу және шашырау коэффициенттері болады.
Жұтылған жарық материалдың өзінің қасиеттерін әртүрлі жолмен өзгертеді: оны қыздырады, электрондық құрылымын өзгертеді. Диффузиялық және шағылысқан жарық ұқсас, бірақ бәрібір әртүрлі. Жарықты шағылысқан кездетаралу бағытын өзгертеді және шашыраған кезде оның толқын ұзындығы да өзгереді.
Жарық және оның қасиеттерін өткізетін мөлдір зат
Шағылысу және өткізу коэффициенттері екі факторға - жарықтың сипаттамаларына және объектінің өзінің қасиеттеріне байланысты. Бұл маңызды:
- Заттың жиынтық күйі. Мұздың сынуы буға қарағанда басқаша.
- Кристалдық тордың құрылымы. Бұл тармақ қатты заттарға қатысты. Мысалы, көмірдің спектрдің көрінетін бөлігіндегі өткізгіштігі нөлге ұмтылады, бірақ алмас басқа мәселе. Бұл жарық пен көлеңкенің сиқырлы ойынын жасайтын оның шағылысу және сыну ұшақтары, ол үшін адамдар керемет ақша төлеуге дайын. Бірақ бұл заттардың екеуі де көміртектер. Ал гауһар отта көмірден жаман емес жанады.
- Заттың температурасы. Бір қызығы, бірақ жоғары температурада кейбір денелердің өзі жарық көзіне айналады, сондықтан олар электромагниттік сәулеленумен сәл басқаша әрекеттеседі.
- Жарық сәулесінің объектіге түсу бұрышы.
Сонымен қатар, заттан шыққан жарық поляризациялануы мүмкін екенін есте сақтаңыз.
Толқын ұзындығы және өткізу спектрі
Жоғарыда айтқанымыздай, өткізгіштік түскен жарықтың толқын ұзындығына байланысты. Сары және жасыл сәулелерге мөлдір емес зат инфрақызыл спектрге мөлдір болып көрінеді. «Нейтрино» деп аталатын ұсақ бөлшектер үшін Жер де мөлдір. Сондықтан, олар болғанына қарамастанКүнді өте көп мөлшерде жасайды, ғалымдар үшін оларды анықтау өте қиын. Нейтриноның затпен соқтығысу ықтималдығы өте аз.
Бірақ біз көбінесе электромагниттік сәулелену спектрінің көрінетін бөлігі туралы айтып отырмыз. Кітапта немесе тапсырмада шкаланың бірнеше сегменттері болса, оптикалық өткізгіштік оның адам көзіне қолжетімді бөлігіне қатысты болады.
Коэффицент формуласы
Енді оқырман заттың өтуін анықтайтын формуланы көруге және түсінуге жеткілікті түрде дайындалды. Мынадай көрінеді: S=F/F0.
Сонымен, T өткізгіштік дегеніміз денеден өткен белгілі бір толқын ұзындығының сәулелену ағынының (Ф) бастапқы сәулелену ағынына қатынасы (Ф0).
Т мәнінің өлшемі жоқ, өйткені ол бірдей ұғымдардың бір-біріне бөлінуі ретінде белгіленеді. Алайда бұл коэффициент физикалық мағынадан ада емес. Ол берілген заттың қанша электромагниттік сәуледен өтетінін көрсетеді.
Радиация ағыны
Бұл жай сөз тіркесі емес, белгілі бір термин. Сәулелену ағыны - электромагниттік сәулеленудің бірлік беті арқылы өтетін қуаты. Толығырақ айтқанда, бұл шама бірлік уақыт ішінде сәулелену бірлік аудан арқылы өтетін энергия ретінде есептеледі. Ауданы көбінесе шаршы метр, ал уақыт - секунд. Бірақ нақты тапсырмаға байланысты бұл шарттарды өзгертуге болады. Мысалы, қызыл үшінБіздің Күннен мың есе үлкен алып, сіз шаршы километрді қауіпсіз пайдалана аласыз. Кішкентай отшағыш үшін шаршы миллиметр.
Әрине, салыстыру үшін біртұтас өлшем жүйелері енгізілді. Бірақ кез келген мәнді оларға азайтуға болады, егер, әрине, нөлдер санымен араласпасаңыз.
Осы ұғымдармен байланыстырушы да бағытталған өткізгіштіктің шамасы болып табылады. Ол шыныдан қанша және қандай жарық өтетінін анықтайды. Бұл ұғым физика оқулықтарында кездеспейді. Ол терезе өндірушілерінің техникалық сипаттамалары мен ережелерінде жасырылған.
Энергияның сақталу заңы
Мәңгілік қозғалыс машинасы мен философиялық тастың болуы мүмкін еместігінің себебі осы заң. Бірақ су мен жел диірмендері бар. Заңда энергияның жоқ жерден келмейтіні және із-түзсіз ерімейтіні айтылған. Кедергіге түсетін жарық ерекшелік емес. Өткізгіштіктің физикалық мағынасынан жарықтың бір бөлігі материал арқылы өтпегендіктен, ол буланып кетті деген қорытынды шықпайды. Шын мәнінде, түскен сәуле жұтылатын, шашыраған, шағылған және өткен сәулелердің қосындысына тең. Осылайша, берілген зат үшін осы коэффициенттердің қосындысы біреуге тең болуы керек.
Жалпы алғанда, энергияның сақталу заңын физиканың барлық салаларына қолдануға болады. Мектептегі мәселелерде жиі арқанның созылмауы, түйреуіштің қызбауы және жүйеде үйкеліс болмауы жиі кездеседі. Бірақ іс жүзінде бұл мүмкін емес. Сонымен қатар, адамдар білетінін әрқашан есте ұстаған жөнбәрі емес. Мысалы, бета-ыдырауда энергияның бір бөлігі жоғалды. Ғалымдар оның қайда кеткенін түсінбеді. Нильс Бордың өзі сақталу заңы бұл деңгейде сақталмауы мүмкін деп болжады.
Бірақ кейін өте кішкентай және айлакер элементар бөлшек - нейтринолептон ашылды. Және бәрі орнына түсті. Сондықтан, егер оқырман мәселені шешкен кезде энергияның қайда кететінін түсінбесе, біз есте сақтауымыз керек: кейде жауап жай ғана белгісіз.
Жарықтың өту және сыну заңдарын қолдану
Сәл жоғарырақ біз бұл коэффициенттердің барлығы электромагниттік сәулелену сәулесінің жолына қандай зат түсетініне байланысты екенін айттық. Бірақ бұл фактіні керісінше қолдануға болады. Берілу спектрін алу - заттың қасиеттерін білудің қарапайым және тиімді әдістерінің бірі. Бұл әдіс неге жақсы?
Бұл басқа оптикалық әдістерге қарағанда дәл емес. Заттың жарық шығаруы арқылы көп нәрсені үйренуге болады. Бірақ бұл оптикалық тарату әдісінің басты артықшылығы - ешкімді ештеңе істеуге мәжбүрлеудің қажеті жоқ. Заттарды қыздыру, жағу немесе лазермен сәулелендіру қажет емес. Оптикалық линзалар мен призмалардың күрделі жүйелері қажет емес, өйткені жарық сәулесі зерттелетін үлгі арқылы тікелей өтеді.
Сонымен қатар, бұл әдіс инвазивті емес және деструктивті емес. Үлгі өзінің бастапқы түрінде және күйінде қалады. Бұл зат аз болған кезде немесе ол бірегей болған кезде маңызды. Біз Тутанхамонның сақинасын өртеуге тұрмайтынына сенімдіміз,ондағы эмальдың құрамын дәлірек білу үшін.
