Оптическое излучение представляет собой электромагнитные волны, длина которых лежит в диапазоне 0,001-1000 мкм. Оптический спектр делится на поддиапазоны: g-излучение, ультрафиолетовое излучение, радиоволны. Наибольшей чувствительностью человеческий глаз обладает в диапазоне 0,4-0,8 мкм.
Для описания оптических явлений применяют три системы величин: энергетическую, световую (фотометрическую) и квантовую. В квантовой системе свет рассматривается как поток частиц – квантов, энергия которых составляет w=hn, где h=6,6256*10-34Джс – постоянная Планта. Кванты видимого света обладают энергией 2-5эВ.
Основной величиной энергетической и фотометрической систем является поток энергии j, определяемых в Ваттах, а в системе фотометрических величин – в Люменах. Зависимость относительной спектральной чувствительности глаза Кl= Vl/(Vl)max называется кривой видности и равна 1 при l=0,555 мкм.
Связь между излучением абсолютно черного тела (АЧТ) и его температурой определяется основными законами.
Закон Стефана-Больцмана определяет связь между энергетической светимостью R АЧТ и его температурой: R=sТ4, где s = 5,6697*10-8Вт/(м2К4) – постоянная Стефана-Больцмана.
Закон Плана дает качественную характеристику лучистого потока, указывая, как распределяется энергия излучения АЧТ по длинам волны: Rl(lТ) = Сil -5{exp-1}-1, где Сi=3,7415*10-16 Вт*м2, C2=1,438810-2 м*К.
Закон Галицина-Вина позволяет определить длину волны излучения АЧТ, соответствующую максимуму кривой Rl(lТ); lmax=2898/Т max.
Прохождением оптического излучения через вещество характеризуется поглощением и рассеиванием. Интенсивность пучка параллельных лучей при прохождении слоя среды толщиной c убывает вследствие поглощения по закону: jc= j0e-Кlc.
Коэффициент поглощения Кl зависит от длины волны. У прозрачных веществ в видимой области спектра Кl составляет от 10-3 м-1 (воздух) до 1 м-1 (стекло).
Изменением интенсивности излучения за счет поглощения в зависимости от толщины слоя, а также селективность поглощения лежат в основе действия целого ряда оптических преобразователей, предназначенных для определения толщины, уровня, концентрации, структуры и химического состава веществ.
Электромагнитные волны, в том числе и световые, являются поперечными, а важной характеристикой оптического излучения является плоскость поляризации, т.е. плоскость, в которой лежит вектор напряженности электрического поля и направление распространения электромагнитной волны. Для многих веществ показатель преломления и скорость распространения имеют различные значения в зависимости от ориентации плоскости поляризации.
Оптически активные вещества (сахар, высокомолекулярные соединения) способны поворачивать плоскость поляризации проходящего через них света прямо пропорционально концентрации и толщины слоя. Поляризованность света характеризуется способностью вектора Е сохранять неизменной свою ориентацию в пространстве.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему