Optické vlastnosti materiálov

Fluorescencia a birrefrigencia v kryštáli kalcitu, dve optické vlastnosti materiálov. Laserový lúč je pri prechode cez sklo rozdelený na dva. Zdroj: Wikimedia Commons.

Aké sú optické vlastnosti materiálov?

Ten Optické vlastnosti materiál Sú to tie, ktoré sa odhaľujú, keď hmota interaguje s elektromagnetickým žiarením. Tieto vlastnosti vysvetľujú rôzne javy, ako je farba, priehľadnosť alebo nepriehľadnosť.

Rôzne štruktúry materiálov na molekulárnej úrovni spôsobujú, že svetlo absorbuje a odráža rôznymi spôsobmi a vytvára rôzne účinky. Pochopenie týchto javov je zásadné v mnohých súčasných technológiách, ako sú tie, ktoré sú založené na optických vláknach.

Teraz elektromagnetické žiarenie a najmä svetlo, ktoré je viditeľnou časťou spektra, interaguje s médiom tromi rôznymi spôsobmi:

• Absorpcia, časť dopadajúceho lúča je úplne absorbovaná životným prostredím.
• Odraz, ďalší zlomok dopadajúcej energie sa odráža späť k pôvodnému médiu.
• Prenos, zvyšok energie prechádza životným prostredím a prenáša sa do iného média.

Vďaka tomu sú materiály z optického hľadiska klasifikované ako:

• Transparentné, tie, ktoré svetlo úplne prechádza, umožňujúc jasne vidieť objekty cez ne.
• Priesvitný, absorbovať časť dopadajúceho svetla a vysielať inú, takže akýkoľvek objekt, ktorý cez ne vidí, sa javí ako rozptýlený.
• Nepriehľadné, nie je možné cez ne vidieť, pretože úplne absorbujú dopadajúce svetlo.

Najdôležitejšie optické vlastnosti

1. Žiariť

Táto kvalita sa vzťahuje na vzhľad povrchu, keď sa v ňom odráža svetlo. Ak sa vyrábajú reflexy, povrch je brilantný, bez ohľadu na svoju farbu, a ak je naopak, vyzerá to, že je to povrchový povrch.

Kovové povrchy založené na striebre, zlato, medi, oceli a ďalších kovoch majú kovový jas, ako naznačuje ich názov. Na druhej strane, polystyrén, niektoré plasty a spoločná úloha sú matné.

Kovy svietia, pretože svetlo interaguje s voľnými elektrónmi, zvýšila svoj stupeň vibrácií, čo sa premieta do odrazu jeho konkrétnych svetelných svetelných vĺn.

Môže vám slúžiť: ľahká difrakcia: popis, aplikácie, príklady

2. Farba

Objekty sú farby svetla, ktoré sa rozptyľujú. Biele svetlo obsahuje všetky vlnové dĺžky a každá z nich sa vníma ako iná farba: modrá, zelená, žltá, červená ... obloha vyzerá modro, pretože atmosférové ​​molekuly výhodne rozptýlia túto vlnovú dĺžku a absorbujú ostatné.

Namiesto toho, vodné kvapky a ľadové kryštály sa rozptyľujú prakticky všetky vlnové dĺžky, a preto vyzerajú biele.

Na druhej strane, kovy ako zlato a meď absorbujú vlnové dĺžky modrej a zelenej, odrážajúc kovy žltej a červenej. A striebro, oceľ a hliník odrážajú všetky viditeľné vlnové dĺžky, a preto vyzerajú biele strieborné.

3. Transparentnosť a nepriehľadnosť

Materiály, ktoré nechajú všetky viditeľné svetlo, ktoré ich ovplyvňujú, sú priehľadné. To je prípad tekutej vody, priehľadných akrylových listov a kryštálov okuliarov. Na druhej strane materiály, ktoré sa nepovažujú za nepriehľadné, napríklad kovové alebo drevené kúsky.

Priesvitné materiály majú stredne pokročilé vlastnosti, absorbujú časť svetla, ktoré prechádza a prenáša zvyšok. Príkladom tohto druhu látok sú niektoré oleje a ľadové kryštály.

Je dôležité poznamenať, že niektoré materiály sú nepriehľadné pre určité vlnové dĺžky a priehľadné pred ostatnými. Prípad je atmosféra Zeme, ktorá je do značnej miery nepriehľadná pre infračervené žiarenie emitované planétou, ktorá je priehľadná pre svetlo, ktoré pochádza zo slnka.

4. Luminiscencia

Niektoré látky vystavené určitým energetickým stimulom, majú schopnosť absorbovať energiu a potom spontánne vysielať časť v rozsahu svetla viditeľného alebo blízko nej. V prípade niektorých materiálov stačí vystavenie slnečnému žiareniu, iné namiesto toho vyžadujú viac energie, napríklad X -Rays.

Môže vám slúžiť: Korpuskulárny model hmoty

Nielen elektromagnetické žiarenie vedie k emisii svetla, ale aj mechanickým, elektrickým, tepelným a ďalším.

Tento svetelný fenomén má svoj pôvod v skutočnosti, že elektróny v atómoch sú usporiadané v diskrétnej alebo kvantovanej úrovni energie. Ak absorbujú energiu, sú schopní presťahovať sa zo stavu menšej energie na väčšiu a keď sa neskôr vrátia do pôvodného stavu, vyžarujú prebytočnú energiu vo forme svetla.

• Fluorescencia a fosforescencia

Nazýva sa fluorescencia do emisie svetla, ktorá sa vyskytuje do 10^-8 sekundy po vystavení materiálu zdrojovi emitingu energie. Na druhej strane, k fosforescencii dochádza, keď emisia svetla z luminiscenčného materiálu trvá viac ako 10^-8 sekundy.

• Termoluminiscencia

Niektoré izolačné alebo polovodičové materiály sú schopné emitovať svetlo nepretržitým zahrievaním pod. Z tohto.

Tento fenomén s žiarením by sa nemal zamieňať, ako napríklad ten, ktorý sa vyskytuje, keď elektrický prúd prechádza vodivým vláknom volfrámu, v konvenčnej žiarovke.

Termoluminiscencia sa často používa do dnešného dňa keramických objektov, ktoré obsahujú určité minerály. S touto metódou môžu byť vzorky až 500 datované.000 rokov.

• Triboluminiscencia

Niektoré typy kremeňa a kryštálov cukru v trstine emitujú svetlo, keď sa nejakým spôsobom rozpadnú, trení alebo deformujú. Niekedy sú niektoré zemetrasenia sprevádzané ľahkými javmi spojenými s triboluminiscenciou hornín v zemskej kôre.

• Elektroluminiscencia

Sú to polovodičové látky, ktoré emitujú svetlo, keď sa aplikuje potenciálny rozdiel. Účinok sa široko používa v automobilových doskách, hračkách a dekoratívnych prvkoch.

• Chemioluminiscencia a bioluminiscencia

Niektoré chemické reakcie uvoľňujú energiu vo forme svetla a ak sa vyskytujú u živých bytostí, nazýva sa bioluminiscencia, pozorovaná u hmyzu ako Firefly a vo väčšine morského života.

Môže vám slúžiť: Mechanická výhoda: vzorec, rovnice, výpočet a príklady

Chemioluminiscencia sa používa v forenznej vede. Luminol reaguje s malým množstvom železa v krvi a vytvára slabú žiaru, keď je miestnosť v chmúrnej farbe.

5. Dikroizmus

Niektoré látky vykazujú rôzne farby podľa uhla, z ktorého vyzerajú, to znamená, že rozptýlia určitú vlnovú dĺžku v určitom uhle.

6. Birrefringencia alebo dvojitý lom

Sú látkami vo vnútri, ktorých rýchlosť svetla nie je rovnaká vo všetkých smeroch.

Predná strana svetelných vĺn, ktorá ovplyvňuje taký materiál. Účinkom je, že prostredníctvom birrefringentného kryštálu sú vidieť dva obrázky toho istého objektu, mierne posunuté.

Príkladom birrefringentných látok sú kalcit a kryštalický kremeň.

7. Fotokromizmus

Je to zmena farby v určitých látkach, spôsobená interakciou s určitým typom elektromagnetického žiarenia alebo iným typom vonkajšieho stimulu fyzikálneho alebo chemického typu, ako je priechod elektrického prúdu, trenie, zmena pH alebo tepla.

Tieto materiály sa používajú na rôzne účely, ako pri vypracovaní okuliarov na selektívne zlepšenie zrakovej ostrosti, ochranné kryštály pre domácnosti a náplasti ukazovatele stupňa expozičných výbuchov, okrem iného.

8. Polarizácia

Elektromagnetické polia, ktoré tvoria nepolarizované svetlo, sa môžu pohybovať v ľubovoľnom smere kolmom na smer šírenia. Existujú však látky, ktoré, keď sú prekrížené nepolarizovaným svetlom, nechajte svetlo vibrovať v určitom smere.

Spôsob, ako získať polarizované svetlo, je prejsť ho cez priepastný kryštál a eliminovať jednu z dvoch zložiek, ako v prípade Nicolovho hranolu.

Turmalínový kryštál môže absorbovať svetlo, ktoré vibruje vo všetkých smeroch, s výnimkou jedného, ​​takže kryštály, s ktorými sa vyrábajú polaroidné listy, používajú turmalín.

Záujmové témy

Magnetické vlastnosti materiálov