Materiaalien optiset ominaisuudet

Fluoresenssi ja birrefrigencia kalsiittikiteessä, kaksi materiaalien optisia ominaisuuksia. Laserpalkki on erotettu kahteen lasin ylittäessä. Lähde: Wikimedia Commons.

Mitkä ovat materiaalien optiset ominaisuudet?

Se Optiset ominaisuudet materiaalien Ne ovat ne, jotka paljastetaan, kun aine on vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen säteilyn kanssa. Nämä ominaisuudet selittävät erilaisia ​​ilmiöitä, kuten väriä, läpinäkyvyyttä tai opasiteettia.

Materiaalien eri rakenteet molekyylitasolla saavat valon absorboida ja heijastuu eri tavoin, tuottaen monipuolisia vaikutuksia. Näiden ilmiöiden ymmärtäminen on perustavanlaatuista monissa nykyisissä tekniikoissa, kuten optisiin kuituihin perustuvat.

Nyt sähkömagneettinen säteily ja erityisesti valo, joka on spektrin näkyvä osa, ovat vuorovaikutuksessa väliaineen kanssa kolmella eri tavalla:

• Absorptio, osa tulevasta sädestä imeytyy kokonaan ympäristöön.
• Heijastus, toinen murto -osa tapahtuvasta energiasta heijastuu takaisin alkuperäiseen väliaineeseen.
• Lähetys, loput energiaa käyvät läpi ympäristön ja siirretään toiseen väliaineeseen.

Tämän ansiosta optisesta näkökulmasta materiaalit luokitellaan seuraavasti:

• Läpinäkyvät, ne, jotka valo on kokonaan ylittää.
• Läpikuultava, absorboi osa tulevasta valosta ja lähettää toisen, niin että kaikki niiden läpi nähneet esineet näyttävät diffuusiolta.
• Läpinäkymätön, niiden läpi ei ole mahdollista nähdä, koska ne absorboivat täysin tapahtuvan valon.

Tärkeimmät optiset ominaisuudet

1. Hehku

Tämä laatu viittaa pinnan ulkonäköön, kun valo heijastuu siihen. Jos refleksejä tuotetaan, pinta on loistava, sen väristä riippumatta, ja jos päinvastoin se näyttää, se on mattapinta.

Hopea-, kultaan, kupari-, teräs- ja muihin metalleihin perustuvilla metallipinnoilla on metallinen kirkkaus, kuten heidän nimensä mukaan. Toisaalta polystyreeni, jotkut muovit ja yleinen rooli ovat Matt.

Metallit loistavat, koska valo on vuorovaikutuksessa vapaiden elektroniensa kanssa, lisäsi sen värähtelyastetta, mikä tarkoittaa sen erityisten valovalojen heijastusta.

Voi palvella sinua: kevyt diffraktio: kuvaus, sovellukset, esimerkit

2. Väri

Esineet ovat valon värejä, jotka hajoavat. Valkoinen valo sisältää kaikki aallonpituudet ja jokainen näistä pidetään eri väriinä: sininen, vihreä, keltainen, punainen ... taivas näyttää siniseltä, koska ilmakehän molekyylit hajoavat mieluiten tuo aallonpituus, absorboivat muut.

Sen sijaan vesipisarat ja jääkiteet hajoavat niiden ulkopuolella käytännössä kaikki aallonpituudet, ja siksi ne näyttävät valkoisilta.

Toisaalta metallit, kuten kulta ja kuparit. Ja hopea, teräs ja alumiini heijastavat kaikkia näkyviä aallonpituuksia, ja siksi ne näyttävät valkoiselta hopealta.

3. Läpinäkyvyys ja opasiteetti

Materiaalit, jotka antavat kaikki niihin vaikuttavat näkyvän valon, ovat läpinäkyviä. Näin on nestemäistä vettä, läpinäkyviä akryylilevyjä ja lasikiteitä. Toisaalta materiaaleja, joita ei pidetä läpinäkymättömänä, esimerkiksi metalli- tai puiset palat.

Läpikuultavilla materiaaleilla on väliominaisuudet, absorboida osa valosta, joka ylittää ja välittää loput. Esimerkki tällaisista aineista on joitain öljyjä ja jääkiteitä.

On tärkeää huomata, että jotkut materiaalit ovat läpinäkymättömiä tietyille aallonpituuksille ja läpinäkyviä ennen muita. Tapaus on maan ilmapiiri, joka on suurelta osin läpinäkymätön infrapunasäteilylle, jonka planeetta on lähettänyt, ja se on läpinäkyvä auringosta tulevan valon suhteen.

4. Luminesenssi

Joillakin tietyille energiaärsykkeille altistetuilla aineilla on kyky absorboida energiaa ja lähettää spontaanisti osa näkyvän tai lähellä sitä. Joillekin materiaaleille altistuminen auringonvalolle riittää, toiset vaativat sen sijaan enemmän energiasäteilyä, kuten x -säteily.

Voi palvella sinua: Corpuscular -malli aineesta

Sähkömagneettiset säteilyt aiheuttavat kevyen emission, vaan myös mekaanisen, sähköisen, lämmön ja paljon muuta.

Tällä valaisevalla ilmiöllä on alkuperä. Jos ne absorboivat energiaa, he kykenevät siirtymään vähemmän energian tilasta suurempaan, ja kun he myöhemmin palaavat alkuperäiseen tilaan, he lähettävät ylimääräistä energiaa valon muodossa.

• Fluoresenssi ja fosforesenssi

Sitä kutsutaan fluoresenssiksi valon päästölle, joka tapahtuu 10: n sisällä^-8 sekuntia materiaalin altistumisen jälkeen energialle säteilevälle lähteelle. Toisaalta fosforesenssi tapahtuu, kun valon säteily luminesenssimateriaalista kestää yli 10^-8 sekunti.

• Termoluminesenssi

Jotkut eristys- tai puolijohdemateriaalit kykenevät säteilemään valoa jatkuvasti lämmittämällä alla. Tämän vuoksi kiinteä kiinteä säteilee myöhemmin valoa.

Tätä hehkulamman ilmiötä ei pidä sekoittaa, kuten sellainen, joka tapahtuu, kun sähkövirta ylittää volframin johtavan filamentin tavanomaisessa lamppuissa.

Termoluminesenssia käytetään usein tähän mennessä tiettyyn mineraaliin sisältyviin keraamisiin esineisiin. Tällä menetelmänäytteellä, joka on enintään 500.000 vuotta vanha.

• Triboluminesenssi

Jotkut kvartsi- ja sokerisokerikiteitä säteilevät valoa, kun ne murenee, hieroa tai muodonmuutos jollain tavalla. Joskus joihinkin maanjäristyksiin liittyy kevyitä ilmiöitä, jotka liittyvät kivien triboluminesenssiin maan aivokuoressa.

• Elektroluminesenssi

Ne ovat puolijohde -aineita, jotka säteilevät valoa, kun potentiaalieroa käytetään. Vaikutusta käytetään laajasti autolevyissä, leluissa ja koristeellisissa elementeissä.

• Kemioluminesenssi ja bioluminesenssi

Tietyt kemialliset reaktiot vapauttavat energiaa valon muodossa ja jos niitä esiintyy elävissä olennoissa, sitä kutsutaan bioluminesenssiksi, jota havaitaan hyönteisinä Fireflyksi ja suuressa osassa meren elämää.

Voi palvella sinua: Mekaaninen etu: Kaava, yhtälöt, laskenta ja esimerkit

Kemioluminesenssia käytetään oikeuslääketieteellisessä tieteessä. Luminoli reagoi pienillä määrillä verirautaa ja tuottaa heikon hehkua, kun huone on synkässä.

5. Dikroismi

Jotkut aineet osoittavat eri värejä sen kulman mukaan, josta ne näyttävät, ts. Ne hajottavat tietyn aallonpituuden tietyssä kulmassa.

6. Birrefringencia tai kaksinkertainen taittuminen

Ne ovat sisällä olevia aineita, joiden valonopeus ei ole sama kaikkiin suuntiin.

Tällaiseen materiaaliin vaikuttava valoaalto -etuosa tuottaa kaksi sarjaa tangenttia aaltoja toistensa kanssa tietyn suuntaan, nimeltään optinen akseli. Vaikutus on, että bir -kirjoitetun kristallin kautta samasta esineestä on nähtävissä, lievästi siirretty.

Esimerkki bir -kirjoitetuista aineista ovat kalsiittia ja kiteistä kvartsia.

7. Fotokromismi

Se on tietyissä aineiden värinmuutos, jonka aiheutuu vuorovaikutuksesta jonkin tyyppisen sähkömagneettisen säteilyn tai muun tyyppisen fysikaalisen tai kemiallisen tyyppisen ärsykkeen kanssa, kuten sähkövirran, kitkan, pH: n tai lämmön muutos.

Näitä materiaaleja käytetään erilaisiin tarkoituksiin, kuten lasien laatimisessa näköterävyyden selektiivisen parantamiseksi, koteihin ja laastarien indikaattorit altistumisen räjähdyksien asteen indikaattorit, muun muassa, muun muassa.

8. Polarisaatio

Ei -polarisoidun valon muodostavat sähkömagneettiset kentät voidaan siirtää mihin tahansa suuntaan kohtisuorassa etenemissuuntaan. Mutta on aineita, jotka ei -polarisoimattoman valon ylittäessä ne vain anna valon värähtyä tiettyyn suuntaan.

Tapa saada polarisoitua valoa on siirtää se rytmukrtallin läpi ja eliminoida toinen kahdesta komponentista, kuten Nicolin prisman tapauksessa.

Turmaliinikite voi absorboida valon, joka värähtelee kaikkiin suuntiin paitsi yhdessä, joten kiteet, joiden kanssa polaroidilevyt valmistetaan, käyttävät kurmaliinia.

Kiinnostavia teemoja

Materiaalien magneettiset ominaisuudet