Այսօր մենք կխոսենք փոխանցման և հարակից հասկացությունների մասին: Այս բոլոր մեծությունները վերաբերում են գծային օպտիկայի բաժնին։
Լույսը հին աշխարհում
Մարդիկ նախկինում կարծում էին, որ աշխարհը լի է առեղծվածներով: Անգամ մարդու մարմինը կրում էր շատ անհայտ: Օրինակ, հին հույները չէին հասկանում, թե ինչպես է աչքը տեսնում, ինչու է գոյանում գույնը, ինչու է գալիս գիշերը: Բայց միևնույն ժամանակ նրանց աշխարհն ավելի պարզ էր՝ լույսը, ընկնելով արգելքի վրա, ստվեր էր ստեղծում։ Սա այն ամենն է, ինչ պետք էր իմանալ նույնիսկ ամենակրթված գիտնականը։ Ոչ ոք չէր մտածում լույսի թափանցելիության և տաքացման մասին։ Իսկ այսօր նրանք դա սովորում են դպրոցում։
Լույսը հանդիպում է խոչընդոտին
Երբ լույսի ճառագայթը դիպչում է օբյեկտին, այն կարող է իրեն պահել չորս տարբեր ձևերով.
- կուլանալ;
- ցրում;
- արտացոլում;
- շարժվել։
Համապատասխանաբար, ցանկացած նյութ ունի կլանման, անդրադարձման, փոխանցման և ցրման գործակիցներ։
Կլանված լույսը փոխում է հենց նյութի հատկությունները տարբեր ձևերով՝ տաքացնում է այն, փոխում է էլեկտրոնային կառուցվածքը։ Ցրված և արտացոլված լույսը նման են, բայց դեռ տարբեր: Լույսն արտացոլելիսփոխում է տարածման ուղղությունը, և երբ ցրվում է, փոխվում է նաև նրա ալիքի երկարությունը։
Թափանցիկ առարկա, որը փոխանցում է լույսը և դրա հատկությունները
Անդրադարձը և փոխանցման գործակիցները կախված են երկու գործոնից՝ լույսի բնութագրերից և բուն օբյեկտի հատկություններից: Կարևոր է՝
- Նյութերի համախառն վիճակ. Սառույցը բեկվում է տարբեր կերպ, քան գոլորշին:
- Բյուրեղյա ցանցի կառուցվածքը. Այս կետը վերաբերում է պինդ նյութերին: Օրինակ, սպեկտրի տեսանելի մասում ածխի հաղորդունակությունը ձգտում է զրոյի, իսկ ադամանդը այլ հարց է: Հենց դրա արտացոլման և բեկման հարթություններն են ստեղծում լույսի և ստվերի կախարդական խաղ, որի համար մարդիկ պատրաստ են առասպելական գումար վճարել: Բայց այս երկու նյութերն էլ ածխածիններ են։ Եվ ադամանդը կվառվի կրակի մեջ ոչ ավելի վատ, քան ածուխը:
- Նյութի ջերմաստիճան. Տարօրինակ է, բայց բարձր ջերմաստիճանի դեպքում որոշ մարմիններ իրենք են դառնում լույսի աղբյուր, ուստի նրանք փոխազդում են էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հետ մի փոքր այլ կերպ:
- Լույսի ճառագայթի անկման անկյունը օբյեկտի վրա։
Նաև, հիշեք, որ լույսը, որը դուրս է գալիս առարկայից, կարող է բևեռացված լինել:
Ալիքի երկարություն և փոխանցման սպեկտր
Ինչպես նշեցինք վերևում, հաղորդունակությունը կախված է ընկնող լույսի ալիքի երկարությունից: Դեղին և կանաչ ճառագայթների համար անթափանց նյութը թափանցիկ է թվում ինֆրակարմիր սպեկտրի համար: «Նեյտրինո» կոչվող փոքր մասնիկների համար Երկիրը նույնպես թափանցիկ է։ Հետեւաբար, չնայած այն հանգամանքին, որ նրանքԱրեգակն է առաջացնում շատ մեծ քանակությամբ, գիտնականների համար այնքան դժվար է դրանք հայտնաբերել: Նեյտրինոյի նյութի հետ բախվելու հավանականությունը անհետանում է:
Բայց ամենից հաճախ խոսքը էլեկտրամագնիսական ճառագայթման սպեկտրի տեսանելի մասի մասին է։ Եթե գրքում կամ առաջադրանքում կան սանդղակի մի քանի հատվածներ, ապա օպտիկական հաղորդունակությունը կվերաբերի դրա այն հատվածին, որը հասանելի է մարդու աչքին:
Գործակից բանաձև
Այժմ ընթերցողը բավականաչափ պատրաստ է տեսնելու և հասկանալու բանաձևը, որը որոշում է նյութի փոխանցումը: Կարծես այսպես. S=F/F0.
Այսպիսով, հաղորդունակությունը T-ն մարմնի միջով (Ф) անցած որոշակի երկարության ճառագայթման հոսքի հարաբերակցությունն է սկզբնական ճառագայթման հոսքին (Ф0)::
T-ի արժեքը չափում չունի, քանի որ այն նշվում է որպես նույնական հասկացությունների բաժանում միմյանց: Սակայն այս գործակիցը զուրկ չէ ֆիզիկական իմաստից։ Այն ցույց է տալիս, թե որքան էլեկտրամագնիսական ճառագայթ է անցնում տվյալ նյութը։
«Ռադիացիոն հոսք»
Սա պարզապես արտահայտություն չէ, այլ կոնկրետ տերմին: Ճառագայթման հոսքը այն հզորությունն է, որը էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը փոխանցում է միավորի մակերեսով: Ավելի մանրամասն, այս արժեքը հաշվարկվում է որպես էներգիա, որը ճառագայթումը շարժվում է միավոր տարածքով մեկ միավոր ժամանակում: Տարածքը ամենից հաճախ քառակուսի մետր է, իսկ ժամանակը` վայրկյան: Բայց կախված կոնկրետ առաջադրանքից՝ այս պայմանները կարող են փոխվել։ Օրինակ՝ կարմիրի համարհսկա, որը հազար անգամ մեծ է մեր Արեգակից, դուք կարող եք ապահով օգտագործել քառակուսի կիլոմետրը: Եվ փոքրիկ կայծոռիկի համար՝ քառակուսի միլիմետր:
Իհարկե, որպեսզի կարողանանք համեմատել, ներդրվեցին չափման միասնական համակարգեր։ Բայց ցանկացած արժեք կարող է կրճատվել դրանց վրա, եթե, իհարկե, չխառնվեք զրոների թվի հետ:
Այս հասկացությունների հետ կապված է նաև ուղղորդված հաղորդունակության մեծությունը: Այն որոշում է, թե որքան և ինչպիսի լույս է անցնում ապակու միջով: Այս հասկացությունը ֆիզիկայի դասագրքերում չկա: Այն թաքնված է պատուհանների արտադրողների բնութագրերում և կանոններում:
Էներգիայի պահպանման օրենքը
Այս օրենքն է պատճառը, որ հավերժական շարժման մեքենայի և փիլիսոփայական քարի գոյությունն անհնար է։ Բայց կան ջուր և հողմաղացներ։ Օրենքն ասում է, որ էներգիան ոչ մի տեղից չի գալիս և չի լուծվում առանց հետքի: Խոչընդոտի վրա ընկած լույսը բացառություն չէ: Հաղորդման ֆիզիկական իմաստից չի բխում, որ քանի որ լույսի մի մասը չի անցել նյութի միջով, այն գոլորշիացել է։ Փաստորեն, ընկնող ճառագայթը հավասար է կլանված, ցրված, անդրադարձված և փոխանցվող լույսի գումարին։ Այսպիսով, տվյալ նյութի համար այս գործակիցների գումարը պետք է հավասար լինի մեկի։
Ընդհանրապես էներգիայի պահպանման օրենքը կարող է կիրառվել ֆիզիկայի բոլոր ոլորտներում։ Դպրոցական խնդիրների ժամանակ հաճախ է պատահում, որ պարանը չի ձգվում, քորոցը չի տաքանում, համակարգում շփում չկա։ Բայց իրականում դա անհնար է։ Բացի այդ, միշտ արժե հիշել, որ մարդիկ գիտենՈչ բոլորը. Օրինակ, բետա քայքայման ժամանակ էներգիայի մի մասը կորավ: Գիտնականները չհասկացան, թե ուր է այն գնացել։ Ինքը՝ Նիլս Բորը, ենթադրում էր, որ պահպանության օրենքը կարող է չպահպանվել այս մակարդակի վրա:
Բայց հետո հայտնաբերվեց շատ փոքր և խորամանկ տարրական մասնիկ՝ նեյտրինո լեպտոնը: Եվ ամեն ինչ իր տեղն ընկավ։ Այսպիսով, եթե ընթերցողը խնդիր լուծելիս չի հասկանում, թե ուր է գնում էներգիան, ապա պետք է հիշել. երբեմն պատասխանն ուղղակի անհայտ է։
Լույսի փոխանցման և բեկման օրենքների կիրառում
Մի փոքր ավելի բարձր, մենք ասացինք, որ այս բոլոր գործակիցները կախված են նրանից, թե ինչ նյութ է անցնում էլեկտրամագնիսական ճառագայթման ճառագայթին: Բայց այս փաստը կարող է օգտագործվել նաև հակառակ ուղղությամբ։ Փոխանցման սպեկտրը վերցնելը նյութի հատկությունները պարզելու ամենապարզ և ամենաարդյունավետ միջոցներից մեկն է: Ինչո՞ւ է այս մեթոդն այդքան լավ:
Այն ավելի քիչ ճշգրիտ է, քան մյուս օպտիկական մեթոդները: Շատ ավելին կարելի է սովորել՝ ստիպելով նյութը լույս արձակել: Բայց սա օպտիկական փոխանցման մեթոդի հիմնական առավելությունն է՝ ոչ ոքի պետք չէ ինչ-որ բան ստիպել: Նյութը տաքացնելու, այրելու կամ լազերային ճառագայթման կարիք չունի։ Օպտիկական ոսպնյակների և պրիզմաների բարդ համակարգեր չեն պահանջվում, քանի որ լույսի ճառագայթն անմիջապես անցնում է ուսումնասիրվող նմուշի միջով:
Բացի այդ, այս մեթոդը ոչ ինվազիվ է և ոչ կործանարար: Նմուշը մնում է իր սկզբնական տեսքով և վիճակում: Սա կարևոր է, երբ նյութը սակավ է կամ երբ այն եզակի է: Համոզված ենք, որ Թութանհամոնի մատանին չարժե վառել,ավելի ստույգ պարզելու դրա վրայի էմալի բաղադրությունը։
