Поглощение света

Явление поглощения света объясняет классическая электронная теория.

Электроны атомов и молекул совершают вынужденные колебания под действием электрического поля с частотой, равной частоте света.

Если частота световой волны приближается к частоте собственных колебаний, то возникает явление резонанса, обуславливающее поглощение света.

Поглощенная энергия может переходить в другие виды, в частности, она может превращаться в энергию хаотического, теплового движения частиц вещества.

Измерение фокусного расстояния собирающей линзы, показателя преломления вещества, длины волны света фотометрия .Световой поток. Освещенность

Потоком излучения называется средняя мощность излучения за время, значительно большее периода электромагнитных колебаний:

Ф_е = = P

Единица измерения – Вт(Ватт)

Поверхностная плотность потока излучения равна отношению потока излучения к площади поверхности, через которую проходит этот поток:

I_e = = =

Часто эту величину называют облученностью и обозначают E_e.

Термин поверхностная плотность потока излучения аналогичен термину интенсивность волны, или в астрономии –светимость:

I_e = ω_срc

Единица измерения - Вт/м²

Фотометрические величины:

Световой поток –мощность оптического излучения, оцениваемая по вызываемому им световому ощущению.

Обозначение - Φ_V – световой поток.

Единица измерения –Лм (люмен)

Сила света I_v –отношение светового потока к телесному углу Ω, внутри которого этот поток распространяется:

I_V =

Единица измерения силы света – Кд( кандела)

Единица измерения телесного угла – Ст (стерадиан)

ДАТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕЛЕСНОГО УГЛА

Освещенность E_V связывает световой поток с площадью той поверхности, на которую этот поток падает.

Освещенность в данной точке поверхности равна отношению светового потока, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента:

E_V =

Единица измерения – Лк (люкс)

Измеряется специальными приборами – люксметрами, основанными на фотоэффекте.

Законы Освещенности:

1. Освещенность поверхности, создаваемая точечным источником света, обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника:

E_V =

2. Освещенность поверхности прямо пропорциональна косинусу угла падения лучей:

E_V = E₀ cos(φ)

3. Обобщенный закон освещенности:

Освещенность поверхности, создаваемая точечным источником, прямо пропорциональна силе света источника, косинусу угла падения лучей и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до освещаемой поверхности:

E_V = cos(φ)

Спектры и спектральный анализ

Спектр излучения (или поглощения) — это набор волн определенных частот, которые излучает (или поглощает) атом данного вещества.

Спектры бывают сплошные, линейчатые и по­лосатые.

Сплошные спектры излучают все вещества, находящиеся в твердом или жидком состоянии.

Сплошной спектр содержит волны всех частот види­мого света и поэтому выглядит как цветная полоса с плавным переходом от одного цвета к другому в та­ком порядке: Красный, Оранжевый, Желтый, Зеле­ный, Синий и Фиолетовый (Каждый Охотник Желает Знать, где Сидит Фазан).

Линейчатые спектры излучают все вещества в атомарном состоянии. Атомы всех веществ излучают свойственные только им наборы волн вполне определенных частот. Как у каждого человека свои личные отпечатки пальцев, так и у атома данного вещества свой, характерный только ему спектр.

Линейчатые спектры излучения выглядят как цветные линии, разделенные промежутками.

Природа линейчатых спектров объясняется тем, что у атомов конкретного вещества существуют только ему свойственные ста­ционарные состояния со своей характерной энергией, а следовательно, и свой набор пар энергетических уровней, которые может менять атом, т.е. электрон в атоме может переходить только с одних определен­ных орбит на другие, вполне определенные орбиты для данного химического вещества.

Полосатые спектры излучаются молекулами. Выглядят полосатые спектры подобно линейчатым, только вместо отдельных линий наблюдаются от­дельные серии линий, воспринимаемые как отдель­ные полосы.

Характерным является то, что какой спектр излучается данными атомами, такой же и погло­щается, т.е. спектры излучения по набору излу­чаемых частот совпадают со спектрами поглощения.

Поскольку атомам разных веществ соответствуют свойственные только им спектры, то существует спо­соб определения химического состава вещества мето­дом изучения его спектров.

Этот способ называется спектральным анализом.

Если источником спектра является разреженный газ, то спектр имеет вид узких линий на черном фоне.

Сжатые газы, жидкости и твердые тела испускают сплошной спектр, где цвета плавно переходят друг в друга.

Природа возникновения спектра объясняется тем, что каждому элементу присущ свой специфический набор излучаемого спектра. Это свойство позволяет применять спектральный анализ для выявления химического состава вещества.

Спектральный анализ применяется для определения химического состава ископаемых руд при добыче полезных ископаемых, для определения химического состава звезд, атмо­сфер, планет; является основным методом контроля состава вещества в металлургии и машиностроении.

Спектроскопом называется прибор, с помощью которого исследуется спектральный состав света, испускаемого некоторым источником.

Разложение производится с помощью дифракционной решетки(лучше) или призмы, для исследования ультрафиолетовой области применяется кварцевая оптика.