optikai sugárzás
1. Az optikai sugárzás
1.1. Tulajdonságok optikai sugárzás és hogyan kell leírni
Optikai sugárzás - egyfajta elektromágneses hullámok (. 1.1 ábra) - vesz egy hullámhossz osztásértékkel átívelő öt nagyságrenddel változás λ: a Amin = 10 -2 m 10 Xmax = 3 mikron. Optikai sávban tartalmazza ultraibolya sugárzás (0,38 ... 10 -2 mikron), látható sugárzást (0,38 ... 0,76 m) és az infravörös sugárzás (0,76 ... 10 3 mikron). Ezek a határok hozzávetőlegesek, hirtelen változás az optikai tulajdonságai a sugárzás határán történik.
Ábra. 1.1. Hullámhossz-tartományba eső elektromágneses rezgések
A rövid hullámhosszú részén az optikai tartományban (UV) van egy kifejezett hatása van a szelektív jellegét a tárgyak az első biológiai. Ultraibolya germicid (fertőtlenítő) erythemal (napégés, pigmentáció a bőrön), fotokémiai, fotobiológiai, és fotoelektromos tulajdonságait. Optikai sugárzás által érzékelt az emberi szem és középre a hullámhossz-tartományban 0,38 ... 0,76 (0,78) mikronos vagy frekvenciákon (4,0 ... 7,5) 10 14 Hz hívást vagy látható fény sugárzás, vagy egyszerűen a fény. A látható tartományban egy kis töredéke az optikai tartományban a sorrendben 0,05%, de a legjelentősebb az emberi lények. Hosszú hullámú, infravörös, optikai szalagrész (IR) van osztva három zónára: proximális (0,76 ... 3 mikron), átlagos (3 ... 20 m) és a hosszú (20 ... 10 m 3) IR régióban. Az infravörös sugárzás nagymértékben kollektív, a termikus hatása a természet a közepes és fűtésre, optikai kommunikáció, termikus képalkotó, spektroszkópiai, biológia és az orvostudomány.
Háromféle módon leírására optikai sugárzás: hullám, korpuszkuláris (kvantum) és a sugárzás. Belül klasszikus megközelítés hullám optikai sugárzás elektromágneses hullámok, a vektorok, a villamos E és mágneses H mezők és a terjedési irányát a hullámok, amelyek kölcsönösen merőleges. Az elektromos mező az optikai hullám által leírt egy harmonikus függvény térbeli-időbeli
ahol T - rezgési periódus; λ - a hullámhossz; z - koordinátája a terjedési iránya; φ - a kiindulási fázisban; ω = 2πν - körkörös frekvencia (ν = 1 / T - gyűrűs frekvencia); k = 2π / λ - hullámszám.
υ sugárzás terjedési sebessége határozza meg a permittivitás ε és a mágneses permeabilitás μ környezetben. Az optikai adathordozót nemmágneses relatív mágneses permeabilitása μr = 1. Ekkor megkapjuk a sebesség υ, ahol n - törésmutatója a közeg, meghatározott relatív dielektromos állandó folyadékok Könnyû granulátumok Folyadékok. A nagy n. A lassabb a sugárzás terjed a közegben. Hullámhossz a sebességétől függ υ és annak eloszlása időszak és a rezgési frekvencia ν: λ = υT = υ / ν. A terjedési optikai sugárzás vákuumban, de első közelítésben, és a levegő (Nin = n0 = 1), a hullámhossz és a frekvencia a rezgések kapcsolódó reflux arány λ = c / ν révén a fény sebessége. Meg kell érteni, hogy ha a sugárzás terjedését időszakban a rezgések és gyakoriságuk nem változik. Egy közepes, amelynek törésmutatója n> 1 csak akkor változik, hullámhossza optikai sugárzás, az oszcillálás frekvenciáját változatlan marad.
Elektromágneses energia átviteli folyamat jellemzi Poynting vektorral. Az energia mennyisége át egységnyi idő keresztül egységnyi felületre normális, a meghatározó modul Poynting vektor [J / (m 2 · s)]. A fenti kifejezés magában foglalja a pillanatnyi értéke E az optikai hullám. Amikor beszélünk, az optikai sugárzás, a jellemző hullámhossza gyakran tekintik λ = 1 mikron = 10 -6 m. Ennek következtében az elektromos térerősség Ez az optikai hullám változások frekvenciás ν = c / λ = 3 × 10 14 Hz. A gyakorlatban ilyen magas frekvenciájú rezgések műszereket rögzíti az átlagos értéket. Tekintettel a természet a harmonikus variációk E és egy másodfokú függését a modulusa az Poynting vektor az elektromos mező, hogy a középérték nyerhető [W / m2].