Hari ini kita akan berbicara tentang transmitansi dan konsep terkait. Semua besaran ini mengacu pada bagian optik linier.
Cahaya di dunia kuno
Orang dulu mengira dunia ini penuh dengan misteri. Bahkan tubuh manusia membawa banyak hal yang tidak diketahui. Misalnya, orang Yunani kuno tidak mengerti bagaimana mata melihat, mengapa warna ada, mengapa malam datang. Tetapi pada saat yang sama, dunia mereka lebih sederhana: cahaya, jatuh pada rintangan, menciptakan bayangan. Ini semua yang bahkan ilmuwan paling terpelajar pun perlu tahu. Tidak ada yang berpikir tentang transmisi cahaya dan pemanasan. Dan hari ini mereka mempelajarinya di sekolah.
Cahaya bertemu rintangan
Saat seberkas cahaya mengenai suatu objek, ia dapat berperilaku dalam empat cara berbeda:
- melahap;
- hamburan;
- refleksi;
- lanjutkan.
Dengan demikian, setiap zat memiliki koefisien penyerapan, refleksi, transmisi dan hamburan.
Cahaya yang diserap mengubah sifat materi itu sendiri dengan cara yang berbeda: ia memanaskannya, mengubah struktur elektroniknya. Cahaya yang terdifusi dan yang dipantulkan serupa, tetapi tetap berbeda. Saat memantulkan cahayamengubah arah rambat, dan ketika dihamburkan, panjang gelombangnya juga berubah.
Sebuah objek transparan yang mentransmisikan cahaya dan sifat-sifatnya
Koefisien refleksi dan transmisi bergantung pada dua faktor - karakteristik cahaya dan sifat objek itu sendiri. Penting:
- Keadaan materi agregat. Es dibiaskan berbeda dari uap.
- Struktur kisi kristal. Item ini berlaku untuk padatan. Misalnya, transmitansi batubara di bagian spektrum yang terlihat cenderung nol, tetapi berlian adalah masalah yang berbeda. Ini adalah bidang refleksi dan pembiasannya yang menciptakan permainan magis cahaya dan bayangan, di mana orang bersedia membayar uang yang luar biasa. Tetapi kedua zat ini adalah karbon. Dan berlian akan terbakar dalam api yang tidak lebih buruk dari batu bara.
- Suhu materi. Anehnya, tetapi pada suhu tinggi, beberapa benda sendiri menjadi sumber cahaya, sehingga mereka berinteraksi dengan radiasi elektromagnetik dengan cara yang sedikit berbeda.
- Sudut datang berkas cahaya pada benda.
Juga, ingatlah bahwa cahaya yang keluar dari suatu benda dapat terpolarisasi.
Panjang gelombang dan spektrum transmisi
Seperti yang kami sebutkan di atas, transmitansi bergantung pada panjang gelombang cahaya datang. Suatu zat yang tidak tembus sinar kuning dan hijau tampak transparan pada spektrum inframerah. Untuk partikel kecil yang disebut "neutrino" Bumi juga transparan. Oleh karena itu, terlepas dari kenyataan bahwa merekamenghasilkan Matahari dalam jumlah yang sangat besar, sehingga sulit bagi para ilmuwan untuk mendeteksinya. Peluang neutrino bertabrakan dengan materi semakin kecil.
Tapi paling sering kita berbicara tentang bagian yang terlihat dari spektrum radiasi elektromagnetik. Jika ada beberapa segmen skala dalam buku atau tugas, maka transmisi optik akan mengacu pada bagian yang dapat diakses oleh mata manusia.
Rumus koefisien
Sekarang pembaca cukup siap untuk melihat dan memahami formula yang menentukan transmisi suatu zat. Tampilannya seperti ini: S=F/F0.
Jadi, transmitansi T adalah rasio fluks radiasi dari panjang gelombang tertentu yang melewati benda (Ф) dengan fluks radiasi asal (Ф0).
Nilai T tidak memiliki dimensi, karena dilambangkan sebagai pembagian konsep yang identik satu sama lain. Namun, koefisien ini bukannya tanpa makna fisik. Ini menunjukkan berapa banyak radiasi elektromagnetik yang melewati suatu zat.
Fluks Radiasi
Ini bukan hanya frasa, tetapi istilah tertentu. Fluks radiasi adalah kekuatan yang dibawa radiasi elektromagnetik melalui permukaan satuan. Secara lebih rinci, nilai ini dihitung sebagai energi radiasi yang bergerak melalui suatu satuan luas dalam satuan waktu. Area paling sering satu meter persegi, dan waktu adalah detik. Tetapi tergantung pada tugas tertentu, kondisi ini dapat diubah. Misalnya untuk merahraksasa, yang seribu kali lebih besar dari Matahari kita, Anda dapat menggunakan kilometer persegi dengan aman. Dan untuk kunang-kunang kecil, milimeter persegi.
Tentu saja, agar dapat membandingkan, sistem pengukuran terpadu diperkenalkan. Tetapi nilai apa pun dapat dikurangi menjadi mereka, kecuali, tentu saja, Anda mengacaukan jumlah nol.
Terkait dengan konsep ini juga besarnya transmisi terarah. Ini menentukan berapa banyak dan jenis cahaya apa yang melewati kaca. Konsep ini tidak ditemukan dalam buku teks fisika. Itu tersembunyi dalam spesifikasi dan aturan produsen jendela.
Hukum kekekalan energi
Hukum ini adalah alasan mengapa keberadaan mesin gerak abadi dan batu filsuf tidak mungkin. Tapi ada air dan kincir angin. Hukum mengatakan bahwa energi tidak datang entah dari mana dan tidak larut tanpa jejak. Cahaya yang jatuh pada rintangan tidak terkecuali. Itu tidak mengikuti dari arti fisik transmitansi karena sebagian cahaya tidak melewati materi, itu menguap. Faktanya, sinar datang sama dengan jumlah cahaya yang diserap, dihamburkan, dipantulkan, dan ditransmisikan. Jadi, jumlah koefisien ini untuk suatu zat harus sama dengan satu.
Secara umum, hukum kekekalan energi dapat diterapkan pada semua bidang fisika. Pada soal sekolah sering terjadi tali tidak melar, peniti tidak panas, dan sistem tidak ada gesekan. Tetapi pada kenyataannya ini tidak mungkin. Selain itu, selalu perlu diingat bahwa orang tahuTidak semua. Misalnya, dalam peluruhan beta, sebagian energi hilang. Para ilmuwan tidak mengerti ke mana ia pergi. Niels Bohr sendiri menyarankan agar hukum konservasi tidak berlaku pada level ini.
Tapi kemudian partikel elementer yang sangat kecil dan licik ditemukan - neutrino lepton. Dan semuanya jatuh ke tempatnya. Jadi jika pembaca, ketika memecahkan suatu masalah, tidak mengerti ke mana energi itu pergi, maka kita harus ingat: terkadang jawabannya tidak diketahui.
Penerapan hukum transmisi dan pembiasan cahaya
Sedikit lebih tinggi kami mengatakan bahwa semua koefisien ini bergantung pada zat apa yang menghalangi pancaran radiasi elektromagnetik. Tetapi fakta ini juga dapat digunakan secara terbalik. Mengambil spektrum transmisi adalah salah satu cara paling sederhana dan paling efektif untuk mengetahui sifat-sifat suatu zat. Mengapa metode ini sangat bagus?
Ini kurang akurat dibandingkan metode optik lainnya. Banyak lagi yang bisa dipelajari dengan membuat suatu zat memancarkan cahaya. Tetapi ini adalah keuntungan utama dari metode transmisi optik - tidak ada yang perlu dipaksa untuk melakukan apa pun. Substansi tidak perlu dipanaskan, dibakar atau disinari dengan laser. Sistem kompleks lensa optik dan prisma tidak diperlukan karena berkas cahaya langsung melewati sampel yang diteliti.
Selain itu, metode ini tidak invasif dan tidak merusak. Sampel tetap dalam bentuk dan kondisi aslinya. Ini penting ketika zat itu langka, atau ketika itu unik. Kami yakin bahwa cincin Tutankhamun tidak layak untuk dibakar,untuk mengetahui lebih tepatnya komposisi email di atasnya.
