Derazadan tashqariga qarang. Agar siz ko'zoynak taqsangiz, ularni taqing. Durbinni oling va lupani unutmang. Nimani ko'ryapsiz? Nimaga qaramang, ko'p sonli shisha qatlamlari ko'rishingizga xalaqit bermaydi. Ammo qanday qilib bunday qattiq modda amalda ko'rinmaydi?
Buni tushunish uchun siz shishaning tuzilishini va uning kelib chiqish tabiatini bilishingiz kerak.
Hammasi bilan boshlanadi er qobig'i, asosan kremniy va kisloroddan iborat. Bu elementlar reaksiyada kremniy dioksidi hosil qiladi, ularning molekulalari to'g'ri tartibda joylashadi. kristall panjara kvarts. Xususan, shisha tayyorlash uchun ishlatiladigan qum kristalli kvartsga boy. Ehtimol, shisha qattiq va umuman kvartsning kichik qismlaridan iborat emasligini bilasiz va bu bejiz emas.
Birinchidan, qum donalarining qo'pol qirralari va kristall strukturasidagi mikrodefektlar ularga tushayotgan yorug'likni aks ettiradi va tarqatadi. Ammo agar siz kvartsni yuqori haroratga qizdirsangiz, molekulalar kuchliroq tebranishni boshlaydi, bu esa ular orasidagi bog'lanishlarning uzilishiga olib keladi. Muz suvga aylangani kabi, kristalning o'zi ham suyuqlikka aylanadi. To'g'ri, yagona farq: u kristall ichiga soviganida, kvarts molekulalari endi yig'ilmaydi. Aksincha, molekulalar energiyani yo'qotganda, buyurtma berish ehtimoli faqat kamayadi. Natijada amorf tana hosil bo'ladi. Kristallararo chegaralarning yo'qligi bilan ajralib turadigan suyuqlik xususiyatlariga ega qattiq. Buning yordamida shisha mikroskopik darajada bir hil bo'ladi. Endi yorug'lik deyarli to'siqsiz materialdan o'tadi.
Ammo bu shisha nima uchun yorug'likni o'tkazishini va uni boshqa qattiq moddalar kabi yutmasligini tushuntirmaydi. Javob eng kichik miqyosda, atom ichidagi. Garchi ko'pchilik atom yadro va uning atrofida aylanadigan elektronlardan iborat ekanligini bilishsa-da, qancha odam atom deyarli mukammal bo'shliq ekanligini biladi? Agar atom futbol stadioni kattaligida bo'lsa, yadro maydon markazidagi no'xat kattaligida, elektronlar esa orqa qatorlardagi mayda qum donalari bo'lar edi. Shunday qilib, yorug'likning erkin o'tishi uchun etarli joy mavjud.
Savol nima uchun shisha shaffof emas, balki nima uchun boshqa narsalar shaffof emasligida. Hammasi haqida energiya darajalari, ular atomda elektronlarni o'z ichiga oladi. Ularni stadionimizdagi turli qatorlar sifatida tasavvur qilishingiz mumkin. Elektron qatorlardan birida ma'lum bir joyga ega. Biroq, agar u etarli energiyaga ega bo'lsa, u boshqa qatorga sakrashi mumkin. Ba'zi hollarda atomdan o'tadigan fotonlardan birining yutilishi zarur energiyani ta'minlaydi. Lekin bir narsa bor. Elektronni qatordan qatorga o'tkazish uchun foton qat'iy belgilangan energiya miqdoriga ega bo'lishi kerak, aks holda u uchib ketadi. Bu shisha bilan sodir bo'ladi. Qatorlar bir-biridan shunchalik uzoqdaki, ko'rinadigan yorug'lik fotonlarining energiyasi ular orasidagi elektronlarni siljitish uchun etarli emas.
Va ultrabinafsha spektrdagi fotonlar etarli energiyaga ega, shuning uchun ular so'riladi va siz qanchalik harakat qilsangiz ham, shisha orqasida yashirinib, siz tan olmaysiz. Shisha ishlab chiqarilganidan beri o'tgan asr davomida odamlar uni to'liq qadrlashdi. noyob mulk ham mustahkam, ham shaffof bo'lsin. Kunduzgi yorug'likni ta'minlaydigan va elementlardan himoya qiluvchi derazalardan tortib, kosmosga uzoqroq qarash yoki mikroskopik dunyolarni kuzatish imkonini beruvchi asboblargacha.
Zamonaviy tsivilizatsiyani shishadan mahrum qiling va undan nima qoladi? Ajabo, biz bu qanchalik muhimligi haqida kamdan-kam o'ylaymiz. Bu, ehtimol, shaffof bo'lgani uchun shisha ko'rinmas bo'lib qolishi va biz uning borligini unutib qo'yganimiz sababli sodir bo'ladi.
Kalit so'zlar: shisha tuzilishi, shishaning kelib chiqishi, Eksperiment portalidagi fan, ilmiy maqolalar
Ma’lumki, barcha jismlar molekulalardan, molekulalar esa atomlardan tashkil topgan. Atomlar ham murakkab emas (barmoq uchining oddiy tavsifida). Har bir atomning markazida proton yoki proton va neytronlar guruhidan iborat yadro mavjud va uning atrofida elektronlar o'zlarining elektron orbitalarida / orbitallarida aylana bo'ylab aylanadi.
Chiroq ham oddiy. Keling, to'lqin-zarracha ikkiligi va Maksvell tenglamalarini unutaylik (kim esladi), yorug'lik chiroqdan to'g'ridan-to'g'ri ko'zimizga uchadigan foton to'plari oqimi bo'lsin.
Endi fonar va ko‘z orasiga beton devor qo‘ysak, yorug‘likni ko‘rmaymiz. Va agar biz bu devorga o'zimiz tomondan chiroqni yoritsak, biz buning aksini ko'ramiz, chunki yorug'lik nuri betondan aks etadi va ko'zimizga tegadi. Ammo yorug'lik betondan o'tmaydi.
Foton to'plari aks ettirilgan va beton devordan o'tmagan deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri, chunki ular moddaning atomlariga uriladi, ya'ni. beton. Aniqroq qilib aytganda, ular elektronlarni uradi, chunki elektronlar shunchalik tez aylanadiki, foton elektron orbital orqali yadroga kirmaydi, balki sakrab tushadi va elektrondan aks etadi.
Nima uchun yorug'lik shisha devor orqali o'tadi? Axir, shisha ichida molekulalar va atomlar ham bor va agar siz etarlicha qalin stakan olsangiz, har qanday foton ertami-kechmi ulardan biri bilan to'qnashishi kerak, chunki har bir shisha donasida trillionlab atomlar mavjud! Bu elektronlarning fotonlar bilan qanday to'qnashishi haqida. Eng oddiy holatni olaylik, bitta elektron bir proton (bu vodorod atomi) atrofida aylanadi va bu elektronga foton urilganini tasavvur qiling.
Fotonning barcha energiyasi elektronga o'tkaziladi. Ularning aytishicha, foton elektron tomonidan so'riladi va g'oyib bo'ldi. Va elektron qo'shimcha energiya oldi (foton o'zi bilan olib yurdi) va bu qo'shimcha energiyadan u ko'proq sakrab chiqdi. yuqori orbita va yadrodan uzoqroqqa ucha boshladi.
Ko'pincha, yuqori orbitalar kamroq barqarordir va bir muncha vaqt o'tgach, elektron bu fotonni chiqaradi, ya'ni. "Uni ozodlikka qo'yib yuboradi" va u o'zining past barqaror orbitasiga qaytadi. Chiqarilgan foton butunlay tasodifiy yo'nalishda uchadi, so'ngra boshqa, qo'shni atom tomonidan so'riladi va u tasodifan qaytib chiqmaguncha yoki oxir-oqibat beton devorni qizdirmaguncha moddada aylanib yuradi.
Endi qiziqarli qism keladi. Elektron orbitalari atom yadrosi atrofida joylashgan bo'lishi mumkin emas. Har bir atom kimyoviy element darajalar yoki orbitalarning aniq deterministik va cheklangan to'plami mavjud. Elektron bir oz yuqoriga yoki biroz pastga tusha olmaydi. U faqat juda aniq intervalgacha yuqoriga yoki pastga sakrashi mumkin va bu darajalar energiya jihatidan farq qilganligi sababli, bu faqat ma'lum va juda aniq belgilangan energiyaga ega bo'lgan foton elektronni yuqori orbitaga surishi mumkinligini anglatadi.
Ma'lum bo'lishicha, agar bizda har xil energiya bilan uchadigan uchta foton bo'lsa va faqat bittasi ma'lum bir atomning darajalari orasidagi energiya farqiga teng bo'lsa, faqat shu foton atom bilan "to'qnashadi", qolganlari uchib ketadi, tom ma'noda "atom orqali" , chunki ular boshqa darajaga o'tish uchun elektronni aniq belgilangan energiya qismini ta'minlay olmaydi.
Turli xil energiyaga ega fotonlarni qanday topish mumkin?
Aftidan, tezlik qanchalik katta bo'lsa, energiya shunchalik yuqori bo'ladi, buni hamma biladi, lekin barcha fotonlar bir xil tezlikda - yorug'lik tezligida uchadi!
Balki yorqinroq va yanada kuchli manba yorug'lik (masalan, chiroq o'rniga armiya projektorini olsangiz), fotonlar qanchalik ko'p energiyaga ega bo'ladi? Yo'q. Kuchli va yorqin yorug'lik nurida shunchaki ko'proq fotonlar mavjud, ammo har bir alohida fotonning energiyasi o'lik chiroqdan uchib ketganlarniki bilan bir xil.
Va bu erda yorug'lik nafaqat to'p-zarralar oqimi, balki to'lqin ham ekanligini yodda tutishimiz kerak. Turli xil fotonlar turli to'lqin uzunliklariga ega, ya'ni. turli xil tabiiy chastotalar. Tebranish chastotasi qanchalik baland bo'lsa, fotonning energiya zaryadi shunchalik kuchli bo'ladi.
Past chastotali fotonlar (infraqizil yorug'lik yoki radio to'lqinlar) kam energiya, yuqori chastotalilar (ultrabinafsha nurlar yoki rentgen nurlari) juda ko'p energiya olib yuradi. Ko'rinadigan yorug'lik o'rtada joylashgan. Shisha shaffofligining kaliti shu erda! Shishadagi barcha atomlar shunday orbitalarda elektronlarga ega bo'lib, ular yuqoriroq orbitaga o'tish uchun energiyani surish kerak, bu esa ko'rinadigan yorug'lik fotonlari uchun etarli emas. Shuning uchun u atomlari bilan deyarli to'qnashmasdan shishadan o'tadi.
Ammo ultrabinafsha fotonlar elektronlarning orbitadan orbitaga o'tishi uchun zarur bo'lgan energiyani olib yuradi, shuning uchun ultrabinafsha nurda oddiy oyna oynasi butunlay qora va shaffof emas.
Bundan tashqari, nima qiziq. Juda ko'p energiya ham yomon. Fotonning energiyasi orbitalar orasidagi o'tish energiyasiga to'liq teng bo'lishi kerak, bu esa har qanday moddani ma'lum uzunliklar (va chastotalar) uchun shaffof qiladi. elektromagnit to'lqinlar, va boshqalar uchun shaffof emas, chunki barcha moddalar turli atomlardan va ularning konfiguratsiyasidan iborat.
Masalan, beton radioto'lqinlar va infraqizil nurlanishlar uchun shaffof, ko'rinadigan yorug'lik va ultrabinafsha nurlar uchun shaffof emas, rentgen nurlari uchun shaffof emas, balki gamma nurlanishiga nisbatan shaffof (ma'lum darajada).
Shuning uchun shisha ko'rinadigan yorug'lik uchun shaffof deb aytish to'g'ri. Va radio to'lqinlar uchun. Va gamma nurlanishi uchun. Ammo ultrabinafsha nurlar uchun shaffof emas. Va infraqizil nurlar uchun deyarli shaffof emas.
Va agar biz ko'rinadigan yorug'lik ham oq emasligini eslasak, lekin qizildan to'q ko'kgacha bo'lgan turli to'lqin uzunliklaridan (ya'ni ranglar) iboratligini eslasak, nima uchun ob'ektlar turli xil rang va soyalarga ega ekanligi, nega atirgullar qizil va binafshalar ekanligi aniq bo'ladi. ko'k.
Nima uchun gazlar shaffof, lekin qattiq moddalar shaffof emas?
Harorat ma'lum bir moddaning qattiq, suyuq yoki gaz ekanligida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Tselsiy bo'yicha 0 daraja va undan past haroratda er yuzasida normal bosimda suv - qattiq. 0 dan 100 darajagacha bo'lgan haroratda suv suyuqlikdir. 100 darajadan yuqori haroratlarda suv gazdir. Idishdagi bug 'barcha yo'nalishda oshxona bo'ylab bir tekis tarqaladi. Yuqorida aytilganlarga asoslanib, gazlar orqali ko'rish mumkin deb faraz qilaylik, lekin qattiq jismlar orqali bu mumkin emas. Ammo ba'zi qattiq moddalar, masalan, shisha, havo kabi shaffofdir. U qanday ishlaydi? Ko'pchilik qattiq moddalar ularga tushayotgan nurni yutadi. So'rilgan yorug'lik energiyasining bir qismi tanani isitish uchun sarflanadi. Tushgan yorug'likning katta qismi aks etadi. Shuning uchun biz qattiq jismni ko'ramiz, lekin uni ko'ra olmaymiz.
xulosalar
Yorug'lik kvantlari (fotonlar) yutilmasdan o'tganda modda shaffof ko'rinadi. Ammo fotonlar har xil energiyaga ega va har biri kimyoviy birikma faqat tegishli energiyaga ega bo'lgan fotonlarni o'zlashtiradi. Ko'rinadigan yorug'lik - qizildan binafsha ranggacha - foton energiyasining juda kichik diapazoniga ega. Va shishaning asosiy komponenti bo'lgan kremniy dioksidi aynan shu diapazonga qiziqmaydi. Shuning uchun ko'rinadigan yorug'likning fotonlari shishadan deyarli to'siqsiz o'tadi.
Savol nima uchun shisha shaffof emas, balki nima uchun boshqa narsalar shaffof emasligida. Bu elektronlar atomda joylashgan energiya darajalari haqida. Siz ularni stadiondagi turli qatorlar sifatida tasavvur qilishingiz mumkin. Elektron qatorlardan birida ma'lum bir joyga ega. Biroq, agar u etarli energiyaga ega bo'lsa, u boshqa qatorga sakrashi mumkin. Ba'zi hollarda atomdan o'tadigan fotonlardan birining yutilishi zarur energiyani ta'minlaydi. Lekin bir narsa bor. Elektronni qatordan qatorga o'tkazish uchun foton qat'iy belgilangan energiya miqdoriga ega bo'lishi kerak, aks holda u uchib ketadi. Bu shisha bilan sodir bo'ladi. Qatorlar bir-biridan shunchalik uzoqdaki, ko'rinadigan yorug'lik fotonlarining energiyasi ular orasidagi elektronlarni siljitish uchun etarli emas.
Va ultrabinafsha spektrdagi fotonlar etarli energiyaga ega, shuning uchun ular so'riladi va siz qanchalik harakat qilsangiz ham, shisha orqasida yashirinib, siz tan olmaysiz. Shisha ishlab chiqarilganidan beri o'tgan asr davomida odamlar uning qattiq va shaffof bo'lgan noyob xususiyatini to'liq qadrlashdi. Kunduzgi yorug'likni ta'minlaydigan va elementlardan himoya qiluvchi derazalardan tortib, kosmosga uzoqroq qarash yoki mikroskopik dunyolarni kuzatish imkonini beruvchi asboblargacha.
Zamonaviy tsivilizatsiyani shishadan mahrum qiling va undan nima qoladi? Ajabo, biz bu qanchalik muhimligi haqida kamdan-kam o'ylaymiz. Bu, ehtimol, shaffof bo'lgani uchun shisha ko'rinmas bo'lib qolishi va biz uning borligini unutib qo'yganimiz sababli sodir bo'ladi.
Ushbu maqolada men nima uchun ba'zi moddalar ko'rinadigan yorug'lik uchun shaffof, boshqalari esa shaffof emasligini tushuntirishga harakat qilaman. Bu mavzu butunlay murakkab va optika, kimyo, kvant mexanikasi va boshqa ko'plab tegishli fanlar va yirtib tashlash formulalari va tishli maydalash uskunalarini o'z ichiga oladi. Men ataylab juda keng farazlar qilaman, materiyada sodir bo'layotgan voqealarning 9/10 qismini o'tkazib yuboraman. aslida .
Maqsadim, fizikani o'rganishni boshlamagan maktab o'quvchisiga tushunarli bo'ladigan tarzda aytib berishdir, ya'ni. tom ma'noda beshinchi sinf o'quvchisi.
Demak, siz bilganingizdek, barcha jismlar molekulalardan, molekulalar esa atomlardan tashkil topgan. Atomlar murakkab emas (bizning oddiy tavsifimizda barmoqlaringizda™). Har bir atomning markazida proton yoki proton va neytronlar guruhidan iborat yadro va uning atrofida, dumaloq elektronlar o'z elektron orbitalarida/orbitallarida aylanadi.
Chiroq ham juda oddiy. To'lqin-zarrachalar dualizmi va Maksvell tenglamalarini unutaylik (kim esladi), yorug'lik chiroqdan to'g'ridan-to'g'ri ko'zimizga uchadigan foton to'plari oqimi bo'lsin.
Endi fonar va ko‘z orasiga beton devor qo‘ysak, yorug‘likni ko‘rmaymiz. Va agar biz bu devorga o'zimiz tomondan chiroqni yoritsak, biz buning aksini ko'ramiz, chunki yorug'lik nuri betondan aks etadi va ko'zimizga tegadi. Ammo yorug'lik betondan o'tmaydi.
Foton to'plari aks ettirilgan va beton devordan o'tmagan deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri, chunki ular moddaning atomlariga uriladi, ya'ni. beton. Aniqrog'i, ular elektronlarni urishadi, chunki elektronlar juda tez aylanadi foton elektron orbital orqali yadroga o'tmaydi, balki sakrab o'tadi va elektrondan aks etadi.
Nima uchun yorug'lik shisha devor orqali o'tadi? Axir, shisha ichida molekulalar va atomlar ham bor va agar siz etarlicha qalin stakan olsangiz, har qanday foton ertami-kechmi ulardan biri bilan to'qnashishi kerak, chunki har bir shisha donasida trillionlab atomlar mavjud!
Gap shundaki Qanaqasiga elektronlar fotonlar bilan to'qnashadi. Eng oddiy holatni olaylik, bitta elektron bir proton (bu vodorod atomi) atrofida aylanadi va bu elektronga foton urilganini tasavvur qiling.
Fotonning barcha energiyasi elektronga o'tkaziladi. Ularning aytishicha, foton elektron tomonidan so'riladi va g'oyib bo'ldi. Va elektron qo'shimcha energiya oldi (foton o'zi bilan olib yurdi) va bu qo'shimcha energiyadan u yuqori orbitaga sakrab ucha boshladi. yana yadrodan.
Fotonning elektron tomonidan yutilishi va ikkinchisining yuqori orbitaga o'tishi
Ko'pincha, yuqori orbitalar kamroq barqarordir va bir muncha vaqt o'tgach, elektron bu fotonni chiqaradi, ya'ni. "U ozod bo'lsin", va past barqaror orbitasiga qaytadi. Chiqarilgan foton butunlay tasodifiy yo'nalishda uchadi, so'ngra boshqa, qo'shni atom tomonidan so'riladi va u tasodifan orqaga chiqmaguncha yoki oxir-oqibat beton devorni qizdirmaguncha materiya ichida aylanib yuradi.
Endi qiziqarli qism keladi. Elektron orbitalari atom yadrosi atrofida joylashgan bo'lishi mumkin emas. Har bir kimyoviy elementning har bir atomi aniq belgilangan va cheklangan darajalar yoki orbitalarga ega. Elektron bir oz yuqoriga ko'tarila olmaydi yoki biroz pastga tusha olmaydi. U faqat juda aniq intervalgacha yuqoriga yoki pastga sakrashi mumkin va bu darajalar energiya jihatidan farq qilganligi sababli, bu faqat ma'lum va juda aniq belgilangan energiyaga ega bo'lgan foton elektronni yuqori orbitaga surishi mumkinligini anglatadi.
Ma'lum bo'lishicha, agar bizda har xil energiya bilan uchadigan uchta foton bo'lsa va faqat bittasi ma'lum bir atomning darajalari orasidagi energiya farqiga teng bo'lsa, faqat shu foton atom bilan "to'qnashadi", qolganlari uchib ketadi, tom ma'noda "atom orqali" , chunki ular boshqa darajaga o'tish uchun elektronni aniq belgilangan energiya qismini ta'minlay olmaydi.
Turli xil energiyaga ega fotonlarni qanday topish mumkin?
Aftidan, tezlik qanchalik katta bo'lsa, energiya shunchalik yuqori bo'ladi, buni hamma biladi, lekin barcha fotonlar bir xil tezlikda - yorug'lik tezligida uchadi!
Balki yorug'lik manbai qanchalik yorqinroq va kuchliroq bo'lsa (masalan, chiroq o'rniga armiya projektorini olsangiz), fotonlar shunchalik ko'p energiyaga ega bo'ladi? Yo'q. Kuchli va yorqin yorug'lik nurida shunchaki ko'proq fotonlar mavjud, ammo har bir alohida fotonning energiyasi o'lik chiroqdan uchib ketganlarniki bilan bir xil.
Va bu erda yorug'lik nafaqat to'p-zarralar oqimi, balki to'lqin ham ekanligini yodda tutishimiz kerak. Turli xil fotonlar turli to'lqin uzunliklariga ega, ya'ni. turli xil tabiiy chastotalar. Tebranish chastotasi qanchalik baland bo'lsa, fotonning energiya zaryadi shunchalik kuchli bo'ladi.
Past chastotali fotonlar (infraqizil yorug'lik yoki radio to'lqinlar) kam energiya, yuqori chastotalilar (ultrabinafsha nurlar yoki rentgen nurlari) juda ko'p energiya olib yuradi. Ko'rinadigan yorug'lik o'rtada joylashgan.
Shisha shaffofligining kaliti shu erda!
Shishadagi barcha atomlar shunday orbitalarda elektronlarga ega bo'lib, ular yuqoriroq orbitaga o'tish uchun energiyani surish kerak, bu esa ko'rinadigan yorug'lik fotonlari uchun etarli emas. Shuning uchun u atomlari bilan deyarli to'qnashmasdan shishadan o'tadi.
Ammo ultrabinafsha fotonlar elektronlarning orbitadan orbitaga o'tishi uchun zarur bo'lgan energiyani olib yuradi, shuning uchun ultrabinafsha nurda oddiy oyna oynasi butunlay qora va shaffof emas.
Bundan tashqari, nima qiziq. Juda ko'p energiya ham yomon. Foton energiyasi bo'lishi kerak aniq orbitalar orasidagi o'tish energiyasiga teng bo'lib, undan har qanday modda elektromagnit to'lqinlarning ba'zi uzunliklari (va chastotalari) uchun shaffof, boshqalari uchun shaffof emas, chunki barcha moddalar turli atomlardan va ularning konfiguratsiyasidan iborat, ya'ni. molekulalar.
Masalan, beton radioto'lqinlar va infraqizil nurlanishlar uchun shaffof, ko'rinadigan yorug'lik va ultrabinafsha nurlar uchun shaffof emas, rentgen nurlari uchun shaffof emas, balki gamma nurlanishiga nisbatan shaffof (ma'lum darajada).
Shuning uchun shisha shaffof deyish to'g'ri ko'rinadigan yorug'lik uchun. Va radio to'lqinlar uchun. Va gamma nurlanishi uchun. Ammo ultrabinafsha nurlar uchun shaffof emas. Va infraqizil nurlar uchun deyarli shaffof emas.
Va agar biz ko'rinadigan yorug'lik ham oq emasligini eslasak, lekin qizildan to'q ko'kgacha bo'lgan turli to'lqin uzunliklaridan (ya'ni ranglar) iboratligini eslasak, ob'ektlar nima uchun turli xil rang va soyalarga ega ekanligi, nima uchun atirgullar qizil va binafshalar nima uchun ekanligi aniq bo'ladi. ko'k. Ammo, bu murakkablikni tushuntiruvchi boshqa post uchun mavzu jismoniy hodisalar oddiy tilda analogiyalar barmoqlaringizda™.
Ko'zoynaklarning optik xususiyatlari bilan bog'liq xarakterli xususiyatlar yorug'lik nurlarining shisha bilan o'zaro ta'siri. Bu shisha buyumlarni dekorativ qayta ishlashning go'zalligi va o'ziga xosligini belgilaydigan optik xususiyatlardir.
Sinishi va dispersiyasi moddada yorug'likning tarqalish qonuniyatlarini uning tuzilishiga qarab tavsiflash. Yorug'likning sinishi - yorug'likning bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda tarqalish yo'nalishining o'zgarishi bo'lib, u birinchidan tarqalish tezligining qiymati bilan farq qiladi.
Shaklda. 6-rasmda nurning tekislik-parallel shisha plastinkadan o'tayotganda yo'li ko'rsatilgan. To'g'ridan-to'g'ri to'qnashuv nuri tushish nuqtasida ommaviy axborot vositalari orasidagi interfeysga nisbatan normal burchaklar hosil qiladi. Agar nur havodan shishaga o'tsa, u holda i - tushish burchagi, r - sinish burchagi (i>r rasmda, chunki havoda yorug'lik to'lqinlarining tarqalish tezligi shishaga qaraganda katta, bu holda. havo shishadan optik jihatdan kamroq zichroq muhit).
Yorug'likning sinishi nisbiy sindirish ko'rsatkichi - yorug'lik interfeysiga tushadigan muhitdagi yorug'lik tezligining ikkinchi muhitdagi yorug'lik tezligiga nisbati bilan tavsiflanadi. Sindirish ko'rsatkichi n=sin i/sin r munosabatidan aniqlanadi. Nisbiy sinishi indeksi hech qanday o'lchamga ega emas va shaffof muhit uchun havo har doim shisha bo'ladi birdan ortiq. Masalan, nisbiy sindirish ko'rsatkichlari (havoga nisbatan): suv - 1,33, kristalli shisha - 1,6, - 2,47.
Guruch. 6. Tekislik-parallel shisha plastinka orqali nurning o'tish sxemasi
Guruch. 7. Prizmatik (dispersiv) spektr a - yorug'lik nurining prizma bilan parchalanishi; b- ko'rinadigan qismning rang diapazonlari
Yorug'likning tarqalishi- sindirish ko'rsatkichining yorug'lik chastotasiga (to'lqin uzunligi) bog'liqligi. Oddiy dispersiya chastotaning ortishi yoki to'lqin uzunligining kamayishi bilan sinishi indeksining ortishi bilan tavsiflanadi.
Dispersiya tufayli shisha prizmadan o'tgan yorug'lik dastasi prizma orqasida o'rnatilgan ekranda kamalak chizig'ini - prizmatik (dispersiv) spektrni hosil qiladi (7a-rasm). Spektrda ranglar binafshadan boshlanib, qizil bilan tugaydigan ma'lum bir ketma-ketlikda joylashgan (7.6-rasm).
Yorug'likning parchalanishi (dispersiya) sababi sinishi ko'rsatkichining yorug'lik chastotasiga (to'lqin uzunligi) bog'liqligi: yorug'lik chastotasi qanchalik baland bo'lsa (to'lqin uzunligi qisqaroq bo'lsa), sindirish ko'rsatkichi shunchalik yuqori bo'ladi. Prizmatik spektrda binafsha nurlar eng yuqori chastotaga va eng qisqa to'lqin uzunligiga, qizil nurlar esa eng past chastotaga va eng uzun to'lqin uzunligiga ega, shuning uchun binafsha nurlar qizil rangga qaraganda ko'proq sinadi.
Sindirish ko'rsatkichi va dispersiya shisha tarkibiga, sinishi ko'rsatkichi esa zichlikka ham bog'liq. Zichlik qanchalik baland bo'lsa, sindirish ko'rsatkichi shunchalik yuqori bo'ladi. CaO, Sb 2 O 3, PbO, BaO, ZnO va ishqoriy oksidlar sindirish ko'rsatkichini oshiradi, SiO 2 qo'shilishi uni kamaytiradi. Dispersiya Sb 2 O 3 va PbO kiritilishi bilan ortadi. CaO va BaO dispersiyadan ko'ra sindirish ko'rsatkichiga kuchliroq ta'sir qiladi. Yuqori badiiy mahsulotlar va silliqlashdan o'tadigan yuqori sifatli idishlarni ishlab chiqarish uchun asosan 30% gacha PbO bo'lgan shisha ishlatiladi, chunki PbO sinishi va dispersiyani sezilarli darajada oshiradi.
Yorug'likning aks etishi- yorug'lik optik jihatdan bir-biriga o'xshamaydigan ikkita muhitning interfeysiga tushganda kuzatiladigan va interfeysdan tushayotgan to'lqin kelgan bir xil muhitga tarqaladigan aks ettirilgan to'lqin hosil bo'lishidan iborat bo'lgan hodisa. Ko'zgu aks ettirish koeffitsienti bilan tavsiflanadi, bu nisbatga teng aks ettirilgan yorug'lik oqimi tushganiga.
Yorug'likning taxminan 4% shisha yuzasidan aks etadi. Ko'zgu effekti ko'plab sayqallangan yuzalar (olmos o'ymakorligi, faset) mavjudligi bilan kuchayadi.
Agar interfeysning pürüzlülüğü tushayotgan yorug'likning to'lqin uzunligiga nisbatan kichik bo'lsa, u holda oyna aksi, agar nosimmetrikliklar to'lqin uzunligidan uzunroq bo'lsa - yorug'lik sirt tomonidan barcha mumkin bo'lgan yo'nalishlarda tarqaladigan diffuz aks ettirish. Turli to'lqin uzunlikdagi yorug'lik uchun aks ettirish bir xil bo'lmasa, aks ettirish selektiv deyiladi. Tanlangan aks ettirish shaffof bo'lmagan jismlarning rangini tushuntiradi.
Nurning tarqalishi- tasodifiy taqsimlangan bir hil bo'lmagan muhitda yorug'lik to'lqinlarining tarqalishi paytida kuzatiladigan va barcha mumkin bo'lgan yo'nalishlarda tarqaladigan ikkilamchi to'lqinlarning shakllanishidan iborat hodisa.
Oddiy shaffof oynada yorug'likning tarqalishi deyarli sodir bo'lmaydi. Agar oynaning yuzasi notekis bo'lsa (muzli shisha) yoki bir hil bo'lmaganlar (kristallar, qo'shimchalar) shisha bo'ylab bir tekis taqsimlangan bo'lsa, yorug'lik to'lqinlari shishadan sochilmasdan o'tolmaydi va shuning uchun bunday shisha shaffof emas.
Yorug'likning uzatilishi va yutilishi quyidagicha izohlanadi. Shaffof muhit (modda) dan I 0 intensivlikdagi yorug'lik nuri o'tganda, boshlang'ich oqimning intensivligi zaiflashadi va muhitdan chiqadigan yorug'lik nuri I intensivlikka ega bo'ladi.< I 0 . Ослабление светового потока связано частично с явлениями отражения и рассеяния света, что главным образом происходит за счет поглощения световой энергии, обусловленного взаимодействием света с частицами среды.
Absorbsiya shishaning umumiy shaffofligini pasaytiradi, bu shaffof sodali ohak oynasi uchun taxminan 93% ni tashkil qiladi. Turli to'lqin uzunliklari uchun yorug'likning yutilishi har xil, shuning uchun rangli ko'zoynaklar turli xil ranglarga ega. Ko'z bilan idrok etiladigan shisha rangi (2-jadval) shishadan so'rilmagan holda o'tgan yorug'lik nurining tushayotgan qismining rangi bilan belgilanadi.
Spektrning ko'rinadigan hududida transmissiya (absorbsiya) ko'rsatkichlari navli, signalli va boshqa rangli oynalar rangini baholash uchun muhim ahamiyatga ega, infraqizil mintaqada - shisha eritish va qoliplash mahsulotlarining texnologik jarayonlari (ko'zoynaklarning issiqlik shaffofligi) uchun. ultrabinafsha - ko'zoynakning ishlash xususiyatlari uchun (uviol shishasidan tayyorlangan mahsulotlar ultrabinafsha nurlarini o'tkazishi kerak, konteynerlar esa bloklanishi kerak).
Bir-biriga tegmaslik- optik anizotrop muhit, ya'ni turli yo'nalishlarda turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan muhit (masalan, ko'pchilik kristallar) orqali o'tayotganda yorug'lik nurining bifurkatsiyasi. Bu hodisa sinishi ko'rsatkichi yorug'lik to'lqinining elektr vektorining yo'nalishiga bog'liq bo'lganligi sababli yuzaga keladi. Kristalga kiradigan yorug'lik nuri ikki nurga - oddiy va g'ayrioddiy nurlarga ajraladi. Bu nurlarning tarqalish tezligi har xil. Ikkitomonlama nurlanish yo‘lidagi farq bilan o‘lchanadi, nm/sm.
Shisha notekis sovutilganda yoki qizdirilganda, unda ichki kuchlanishlar paydo bo'lib, ikki sinishiga olib keladi, ya'ni shisha ikki sinuvchan kristalga o'xshatiladi, masalan, kvarts, slyuda, gips. Ushbu hodisa shisha issiqlik bilan ishlov berish sifatini nazorat qilish uchun ishlatiladi, asosan tavlanish va temperleme.
