امروز در مورد انتقال و مفاهیم مرتبط با آن صحبت خواهیم کرد. همه این مقادیر به بخش اپتیک خطی اشاره دارد.
نور در جهان باستان
مردم قبلا فکر می کردند دنیا پر از رمز و راز است. حتی بدن انسان ناشناخته های زیادی را با خود حمل می کرد. به عنوان مثال، یونانیان باستان نمی دانستند که چشم چگونه می بیند، چرا رنگ وجود دارد، چرا شب می آید. اما در عین حال، دنیای آنها ساده تر بود: نور، افتادن روی یک مانع، سایه ای ایجاد کرد. این تمام آن چیزی است که حتی تحصیل کرده ترین دانشمند هم باید بداند. هیچ کس در مورد عبور نور و گرما فکر نمی کرد. و امروز آنها آن را در مدرسه مطالعه می کنند.
نور با مانع برخورد می کند
وقتی پرتوی نور به یک جسم برخورد می کند، می تواند به چهار روش مختلف رفتار کند:
- بلع خوردن؛
- scatter;
- بازتاب؛
- ادامه دهید.
بر این اساس، هر ماده ای دارای ضرایب جذب، بازتاب، انتقال و پراکندگی است.
نور جذب شده خواص خود ماده را به طرق مختلف تغییر می دهد: آن را گرم می کند، ساختار الکترونیکی آن را تغییر می دهد. نور پراکنده و منعکس شده مشابه هستند، اما همچنان متفاوت هستند. هنگام بازتاب نورجهت انتشار را تغییر می دهد و وقتی پراکنده می شود، طول موج آن نیز تغییر می کند.
یک جسم شفاف که نور و خواص آن را از خود عبور می دهد
ضرایب بازتاب و انتقال به دو عامل بستگی دارد - ویژگی های نور و ویژگی های خود جسم. مهم است:
- حالت مجموع ماده. شکست یخ متفاوت از بخار است.
- ساختار شبکه کریستالی. این مورد برای مواد جامد کاربرد دارد. به عنوان مثال، انتقال زغال سنگ در قسمت مرئی طیف به صفر میل می کند، اما الماس موضوع متفاوتی است. این صفحات انعکاس و شکست آن هستند که بازی جادویی نور و سایه را ایجاد می کنند که مردم حاضرند برای آن پول افسانه ای بپردازند. اما هر دوی این مواد کربن هستند. و الماس در آتشی می سوزد که بدتر از زغال سنگ نیست.
- دمای ماده. به اندازه کافی عجیب، اما در دماهای بالا، برخی از اجسام خود منبع نور می شوند، بنابراین با تابش الکترومغناطیسی به روشی کمی متفاوت تعامل می کنند.
- زاویه تابش پرتو نور روی جسم.
همچنین به یاد داشته باشید که نوری که از یک جسم خارج می شود می تواند قطبی شود.
طول موج و طیف انتقال
همانطور که در بالا ذکر کردیم، میزان عبور بستگی به طول موج نور فرودی دارد. ماده ای که نسبت به پرتوهای زرد و سبز مات است برای طیف مادون قرمز شفاف به نظر می رسد. برای ذرات کوچک به نام "نوترینو" زمین نیز شفاف است. بنابراین با وجود اینکه آنهاخورشید را در مقادیر بسیار زیاد تولید می کند، بنابراین تشخیص آنها برای دانشمندان بسیار دشوار است. احتمال برخورد یک نوترینو با ماده بسیار کم است.
اما اغلب ما در مورد بخش قابل مشاهده طیف تابش الکترومغناطیسی صحبت می کنیم. اگر چندین بخش از ترازو در کتاب یا کار وجود داشته باشد، انتقال نوری به قسمتی از آن اطلاق می‌شود که برای چشم انسان قابل دسترسی است.
فرمول ضریب
اکنون خواننده به اندازه کافی آماده است تا فرمول تعیین کننده انتقال یک ماده را ببیند و درک کند. به نظر می رسد: S=F/F0.
بنابراین، عبور T نسبت شار تشعشعی با طول موج معینی است که از بدن (Ф) عبور کرده است به شار تابش اصلی (Ф0).
مقدار T هیچ بعدی ندارد، زیرا به عنوان تقسیم مفاهیم یکسان به یکدیگر نشان داده می شود. اما این ضریب خالی از معنای فیزیکی نیست. این نشان می دهد که یک ماده معین از چه مقدار تابش الکترومغناطیسی عبور می کند.
شار تشعشعی
این فقط یک عبارت نیست، بلکه یک اصطلاح خاص است. شار تابشی توانی است که تابش الکترومغناطیسی از یک سطح واحد عبور می دهد. در جزئیات بیشتر، این مقدار به عنوان انرژی که تابش در واحد زمان در یک واحد سطح حرکت می کند محاسبه می شود. مساحت اغلب یک متر مربع و زمان ثانیه است. اما بسته به کار خاص می توان این شرایط را تغییر داد. مثلا برای قرمزغول که هزار بار بزرگتر از خورشید ماست، می توانید با خیال راحت از کیلومتر مربع استفاده کنید. و برای یک کرم شب تاب کوچک، میلی متر مربع.
البته برای اینکه بتوانیم مقایسه کنیم، سیستم های اندازه گیری یکپارچه معرفی شدند. اما هر مقداری را می توان به آنها کاهش داد، مگر اینکه، البته، تعداد صفرها را به هم نزنید.
مرتبط با این مفاهیم نیز بزرگی انتقال جهت است. تعیین می کند که چه مقدار و چه نوع نوری از شیشه عبور می کند. این مفهوم در کتاب های درسی فیزیک یافت نمی شود. این در مشخصات و قوانین تولید کنندگان پنجره پنهان است.
قانون بقای انرژی
این قانون دلیل غیرممکن بودن وجود ماشین حرکت دائمی و سنگ فیلسوف است. اما آب و آسیاب بادی وجود دارد. قانون می گوید که انرژی از جایی به دست نمی آید و بدون هیچ اثری حل نمی شود. افتادن نور بر روی مانع نیز از این قاعده مستثنی نیست. از معنای فیزیکی انتقال چنین بر نمی آید که چون بخشی از نور از ماده عبور نکرده است، تبخیر شده است. در واقع پرتو فرودی برابر است با مجموع نور جذب شده، پراکنده، بازتابیده و عبوری. بنابراین، مجموع این ضرایب برای یک ماده معین باید برابر با یک باشد.
به طور کلی، قانون بقای انرژی را می توان در تمام زمینه های فیزیک اعمال کرد. در مشکلات مدرسه اغلب اتفاق می افتد که طناب کشیده نمی شود، پین گرم نمی شود و اصطکاک در سیستم وجود ندارد. اما در واقعیت این غیر ممکن است. علاوه بر این، همیشه ارزش این را دارد که مردم بدانندنه همه. به عنوان مثال، در تجزیه بتا، مقداری از انرژی از بین رفت. دانشمندان متوجه نشدند که کجا رفت. خود نیلز بور پیشنهاد کرد که قانون حفاظت ممکن است در این سطح نباشد.
اما سپس یک ذره بنیادی بسیار کوچک و حیله گر کشف شد - لپتون نوترینو. و همه چیز سر جای خودش قرار گرفت. بنابراین اگر خواننده هنگام حل یک مشکل متوجه نشود که انرژی به کجا می رود، پس باید به خاطر داشته باشیم: گاهی اوقات پاسخ به سادگی ناشناخته است.
کاربرد قوانین عبور و شکست نور
کمی بالاتر گفتیم که همه این ضرایب به این بستگی دارد که چه ماده ای در مسیر پرتو تابش الکترومغناطیسی قرار می گیرد. اما می توان از این واقعیت به صورت معکوس نیز استفاده کرد. گرفتن طیف انتقال یکی از ساده ترین و موثرترین راه ها برای کشف خواص یک ماده است. چرا این روش اینقدر خوب است؟
در مقایسه با سایر روش های نوری دقت کمتری دارد. با ایجاد نور از یک ماده می توان چیزهای بیشتری آموخت. اما این مزیت اصلی روش انتقال نوری است - نیازی نیست کسی مجبور به انجام کاری شود. این ماده نیازی به حرارت دادن، سوزاندن یا تابش لیزر ندارد. سیستم‌های پیچیده عدسی‌های نوری و منشورها لازم نیست زیرا پرتو نور مستقیماً از نمونه مورد مطالعه عبور می‌کند.
علاوه بر این، این روش غیر تهاجمی و غیر مخرب است. نمونه به شکل و شرایط اولیه خود باقی می ماند. این زمانی که ماده کمیاب است یا زمانی که منحصر به فرد است مهم است. ما مطمئن هستیم که حلقه توت عنخ آمون ارزش سوزاندن ندارد.برای اطلاع دقیق تر از ترکیب مینای دندان روی آن.
