Materialets optiska egenskaper

Fluorescens och birrefrigencia i en kalcitkristall, två av materialets optiska egenskaper. Laserstrålen är uppdelad i två när du korsar glaset. Källa: Wikimedia Commons.

Vilka är materialens optiska egenskaper?

De Optiska egenskaper av materialen Det är de som avslöjas när materien interagerar med elektromagnetisk strålning. Dessa egenskaper förklarar olika fenomen som färg, transparens eller opacitet.

De olika strukturerna i materialen, på molekylnivå, gör att ljuset absorberar och reflekterar på olika sätt och ger olika effekter. Förståelsen av dessa fenomen är grundläggande i många nuvarande tekniker, till exempel de som är baserade på optiska fibrer.

Nu, elektromagnetisk strålning och särskilt ljus, som är den synliga delen av spektrumet, interagerar med mediet på tre olika sätt:

• Absorption, en del av den infallande strålen absorberas helt av miljön.
• Reflektion, en annan bråkdel av incidentenergi återspeglas tillbaka till det ursprungliga mediet.
• Överföring, resten av energin går igenom miljön och överförs till ett annat medium.

Tack vare detta, från den optiska synvinkeln, klassificeras materialen som:

• Transparenta, de som ljuset är helt korsar, vilket gör att det tydligt kan se föremålen genom dem.
• Genomskinlig, absorbera en del av det infallande ljuset och sända en annan, så att alla objekt som ses genom dem verkar diffus.
• Ogenomskinlig, det är inte möjligt att se igenom dem, eftersom de helt absorberar infallande ljus.

Viktigaste optiska egenskaper

1. Glöd

Denna kvalitet hänvisar till utseendet på en yta när ljuset återspeglas i den. Om reflexer produceras är ytan lysande, oavsett färg, och om det tvärtom ser ut är det en matt yta.

Metallytor baserade på silver, guld, koppar, stål och andra metaller har metallisk ljusstyrka, som deras namn antyder. Å andra sidan är polystyren, vissa plast och gemensamma roll Matt.

Metallerna lyser eftersom ljuset interagerar med sina fria elektroner, ökade sin vibrationsgrad, vilket översätter till reflektionen av dess speciella ljusa lysande vågor.

Kan tjäna dig: Lätt diffraktion: Beskrivning, applikationer, exempel

2. Färg

Objekten har färgen på ljuset som sprids. Det vita ljuset innehåller alla våglängder och var och en av dessa uppfattas som en annan färg: blå, grön, gul, röd ... himlen ser blå ut, eftersom atmosfärmolekylerna företrädesvis sprider den våglängden, absorberar de andra.

Istället sprids vattendroppar och iskristaller utanför dem praktiskt taget alla våglängder, och det är därför de ser vita.

Å andra sidan absorberar metaller som guld och koppar våglängderna för blått och grönt, vilket återspeglar de gul och röda. Och silver, stål och aluminium återspeglar alla synliga våglängder och det är därför de ser vitt silver.

3. Transparens och opacitet

Materialen som låter allt synligt ljus som påverkar dem är transparenta. Sådant är fallet med flytande vatten, transparenta akrylark och glasögonkristaller. Å andra sidan betraktas materialen som inte betraktas som ogenomskinliga, till exempel metall eller träbitar.

Genomskinliga material har mellanliggande egenskaper, absorberar en del av ljuset som korsar och överför resten. Exempel på den här typen av ämnen är några oljor och iskristaller.

Det är viktigt att notera att vissa material är ogenomskinliga för vissa våglängder och transparenta före andra. Ett fall är jordens atmosfär, som till stor del är ogenomskinlig till infraröd strålning som släpps ut av planeten, som är transparent till ljuset som kommer från solen.

4. Lyscens

Vissa ämnen som utsätts för vissa energistimuli, har förmågan att absorbera energi och sedan spontant avge en del i ljusområdet för synlig eller nära den. För vissa material räcker exponering för solljus, andra kräver istället mer energistrålning, till exempel X -Rays.

Kan tjäna dig: Korpuskulär Model of Matter

Inte bara elektromagnetiska strålningar ger upphov till ljusemission, utan också mekanisk, elektrisk, termisk och mer.

Detta lysande fenomen har sitt ursprung i det faktum att elektroner i atomer är ordnade i diskreta eller kvantiserade energinivåer. Om de absorberar energi kan de flytta från ett tillstånd av mindre energi till en större, och när de senare återvänder till det ursprungliga tillståndet avger de överskott av energi i form av ljus.

• Fluorescens och fosforescens

Det kallas fluorescens till ljusutsläpp som inträffar inom 10^-8 sekunder efter exponeringen av materialet för energikällan. Å andra sidan inträffar fosforescens när ljusutsläppet från det självlysande materialet varar mer än 10^-8 sekunder.

• Termoluminescens

Vissa isolerande eller halvledarmaterial kan avge ljus genom att kontinuerligt värma nedan. På grund av detta avger det fasta ljuset senare.

Detta fenomen med glödmjukhet bör inte förvirras, till exempel den som uppstår när en elektrisk ström korsar ett volframledande glödtråd, i en konventionell glödlampa.

Termoluminescensen används ofta hittills keramiska föremål som innehåller vissa mineral. Med denna metod kan prover på upp till 500 dateras.000 år gammal.

• Triboluminescens

Vissa typer av kvarts- och sockerrörssockerkristaller avger ljus när de smulas, gnuggas eller deformeras på något sätt. Ibland åtföljs vissa jordbävningar av lätta fenomen förknippade med triboluminescens av klippor i jordens cortex.

• Elektroluminescens

De är halvledarämnen som avger ljus när en potentiell skillnad tillämpas. Effekten används ofta i bilbrädor, leksaker och dekorativa element.

• Kemioluminescens och bioluminescens

Vissa kemiska reaktioner släpper energi i form av ljus och om de förekommer i levande varelser kallas det bioluminescens, observeras i insekter som eldfluga och i stora delar av marint liv.

Kan tjäna dig: Mekanisk fördel: Formel, ekvationer, beräkning och exempel

Chemioluminescens används i kriminalteknisk vetenskap. Luminolen reagerar med små mängder blodjärn och ger en svag glöd när rummet är i dysterhet.

5. Dikroism

Vissa ämnen visar olika färger enligt vinkeln från vilken de ser ut, det vill säga de sprider en viss våglängd i en viss vinkel.

6. Birrefringencia eller dubbel brytning

De är ämnen inuti vars ljushastighet inte är densamma i alla riktningar.

En lysande vågfront som påverkar ett sådant material genererar två uppsättningar av tangent sekundära vågor med varandra, längs en specifik riktning, kallad optisk axel. Effekten är att genom en birrearkent crystal ses två bilder av samma objekt, något fördrivna.

Exempel på birrearkenta ämnen är kalcit och kristallin kvarts.

7. Fotokromism

Det är färgförändringen i vissa ämnen, orsakad av interaktionen med någon typ av elektromagnetisk strålning eller annan typ av yttre stimulans av fysisk eller kemisk typ, såsom passage av en elektrisk ström, friktion, en förändring i pH eller värme.

Dessa material används för olika ändamål, som i utarbetandet av glasögon för selektiv förbättring av synskärpa, skyddande kristaller för hem och lappar indikatorer för exponeringsgraden, bland andra applikationer.

8. Polarisering

De elektromagnetiska fälten som utgör det icke -polariserade ljuset kan röras i valfri riktning vinkelrätt mot förökningsriktningen. Men det finns ämnen som när de korsas av icke -polariserat ljus, bara låt ljuset vibrerar i en viss riktning.

Ett sätt att få polariserat ljus är att passera det genom en birrepringent kristall och eliminera en av de två komponenterna, som i fallet med Nicols prisma.

En turkalin kristall kan absorbera ljuset som vibrerar i alla riktningar utom i en, så kristallerna som polaroidarken tillverkas använder Turmaline.

Intresse teman

Magnetiska egenskaper