kun valo osuu kohteeseen, sillä ei yleensä ole vain yhtä taajuutta (tai aallonpituutta), vaan monia. Esineillä on taipumus valikoivasti absorboida, heijastaa tai välittää tiettyjen taajuuksien valoa. Toisin sanoen yksi kappale saattaa heijastaa vihreää valoa samalla kun se absorboi kaikki muut näkyvän valon taajuudet. Toinen esine voi valikoivasti lähettää sinistä valoa samalla kun se absorboi kaikki muut näkyvän valon taajuudet., Millä tavalla näkyvä valo on vuorovaikutuksessa objekti on riippuvainen taajuus valo, luonne atomien kohde, ja usein luonteeltaan elektronit atomien kohde.
Jotkut materiaalit antavat paljon valoa, joka osuu niihin lähetettävän materiaalin läpi ilman, että näkyy. Materiaaleja, jotka mahdollistavat valon aaltojen siirtymisen niiden läpi, kutsutaan optisesti läpinäkyviksi. Kemiallisesti puhdas (undoped) ikkunalasi ja puhdas joki-tai lähdevesi ovat tästä esimerkkejä.,
materiaaleja, jotka eivät salli minkään valoaaltotaajuuden välittämistä, kutsutaan läpinäkymättömiksi. Tällaisilla aineilla voi olla kemiallinen koostumus, johon kuuluu niin sanottuja absorptiokeskuksia. Useimmat materiaalit koostuvat materiaaleista, jotka absorboivat valotaajuuksia valikoivasti. Siten ne imevät vain tiettyjä osia näkyvästä spektristä. Spektrin taajuudet, jotka eivät imeydy, heijastuvat joko takaisin tai välittyvät fyysistä havaintoamme varten. Spektrin näkyvässä osassa tämä synnyttää väriä.,
Imeytymistä keskukset ovat pitkälti vastuussa ulkonäkö tiettyjä aallonpituuksia näkyvän valon ympärillämme. Siirtymässä enää (0.7 mikrometriä) lyhyempi (0.4 mikrometriä) aallonpituuksilla: punainen, oranssi, keltainen, vihreä ja sininen (ROYGB) kaikki voidaan tunnistaa aistimme ulkonäkö väri valikoiva imeytyminen erityisiä valon aallon taajuutta (tai aallonpituuksilla). Mekanismit valikoiva valon aallon imeytyminen ovat:
- Sähköinen: Siirtymät elektronin energian tasoilla atom (esim. pigmentit)., Nämä siirtymät ovat tyypillisesti ultravioletti (UV) ja/tai näkyviä osia spektrin.
- Vibrational: Resonance atomi / molekyyli vibrational modes. Nämä siirtymät ovat tyypillisesti spektrin infrapunaosassa.
UV-Vis: Sähköinen transitionsEdit
sähköisessä imeytymistä, taajuus saapuvan valon aalto on tai lähellä energian tasoilla sisällä elektronit atomit, jotka muodostavat aine., Tällöin elektronit imee energia valon aalto-ja lisätä niiden energia valtion, usein liikkuvat ulospäin ytimen atom osaksi ulompi kuori tai silmäkuopan.
atomeista, jotka sitoutuvat yhdessä tekemään molekyylejä, mitään erityistä ainetta sisältävät elektroneja (annettu järjestysluku Z määräajoin kaavio). Muista, että kaikki valoaallot ovat sähkömagneettista alkuperää. Näin ne vaikuttavat voimakkaasti joutuessaan kosketuksiin negatiivisesti varautuneiden elektronien kanssa aineessa., Kun fotonit (yksittäisiä paketteja valon energia) kosketuksiin valence elektronit atomi, joka on yksi useita asioita, joita voi ja tapahtuu:
- molekyyli absorboi fotonin, osa energiasta voidaan menettää kautta luminesenssi, fluoresenssi ja fosforesenssi.
- molekyyli absorboi fotonin, jonka tulosten pohdintaa tai sironta.
- molekyyli ei pysty absorboimaan fotonin energiaa ja fotoni jatkaa polullaan. Tämä johtaa siirtymiseen (jos muut absorptiomekanismit eivät ole aktiivisia).,
Suurimman osan ajasta, se on yhdistelmä edellä, että sattuu valo, joka osuu esineeseen. Eri materiaalien valtiot vaihtelevat sen mukaan, kuinka paljon energiaa ne pystyvät absorboimaan. Useimmat lasit, esimerkiksi estää ultravioletti (UV) valo. Mitä tapahtuu, on elektroneja lasi absorboi energiaa fotonit UV-alueella jättäen heikompi energiaa fotonit näkyvän valon spektrin. Mutta on olemassa myös olemassa erityisiä lasityyppejä, kuten erityisiä borosilikaattilasia tai kvartsia, jotka ovat UV-läpäiseviä ja mahdollistavat siten erittäin violetin valon korkean välityksen.,
näin, Kun materiaali valaistaan, yksittäiset valon fotonit voivat tehdä atomin valenssielektronit siirtymään korkeammalle elektroniselle energiatasolle. Fotoni tuhoutuu prosessissa ja absorboitunut säteilyenergia muuntuu sähköiseksi potentiaalienergiaksi. Useita asioita voi tapahtua, sitten imeytyy energiaa: se voi olla uudelleen emittoituu elektroni säteilevä energia (tässä tapauksessa kokonaisvaikutus on itse asiassa sironta valo), haihtui muuhun materiaaliin (esim., muuttuu lämmöksi), tai elektroni voi irrottaa atomin (kuten valosähköinen ja Comptonin vaikutukset).
Infrapuna: Bond stretchingEdit
Normaali tapa tärinä kiteinen kiinteä
ensisijainen fyysinen mekanismi säilytykseen mekaanisen energian liikkeen tiiviin aineen kautta lämpöä, tai lämpöenergiaa. Lämpöenergia ilmenee liike-energiana. Näin ollen lämpö on liikettä atomi-ja molekyylitasoilla. Kiteisten aineiden ensisijainen liikemuoto on tärinä., Tahansa atomi värähtelee noin ilkeitä tai keskimääräinen asema kiteinen rakenne, jota ympäröi sen lähimmät naapurit. Tämä värähtely kahdessa ulottuvuudessa vastaa kellon heilurin värähtelyä. Se heiluu edestakaisin symmetrisesti jonkin keskivertoasennon tai keskivertoasennon suhteen. Atomien ja molekyylien värähtelytaajuudet voivat olla keskimäärin 1012 sykliä sekunnissa (Terahertsin säteily).,
Kun valo aalto tietyn taajuuden lakkoja materiaali hiukkaset, joilla on sama tai (resonant) värähtelytaajuudet, sitten nämä hiukkaset imevät energia valon aalto-ja muuttaa sen lämpöenergiaksi ja värähtelevän liikkeen. Koska eri atomien ja molekyylien on erilaiset ominaistaajuudet tärinää, ne valikoivasti absorboida eri taajuuksilla (tai osia spectrum) infrapuna valoa., Valoaaltojen heijastuminen ja välittyminen tapahtuu, koska valoaaltojen taajuudet eivät vastaa kappaleiden tärinän luonnollisia resonanssitaajuuksia. Kun näiden taajuuksien infrapunavalo osuu kohteeseen, energia heijastuu tai välittyy.
Jos esine on läpinäkyvä, sitten valo aallot siirtyvät naapurimaiden atomien kautta suurin osa materiaalista ja re-päästöt vastakkaisella puolella kohde. Tällaisten valoaaltojen taajuuksien sanotaan siirtyvän.,
Avoimuus insulatorsEdit
objekti voi olla joko läpinäkyvä, koska se heijastaa saapuvan valon tai koska se imee saapuvan valon. Lähes kaikki kiintoaineet heijastavat osan ja imevät osan tulevasta valosta.
Kun valo osuu päälle lohko ja metallia, se kohtaa atomit, jotka ovat tiiviisti pakattu tavallinen ristikko ja ”meri elektronien” liikkuu satunnaisesti välillä atomien., Metallit, useimmat näistä ovat ei-liimaus elektronit (tai vapaita elektroneja) toisin kuin liimaus elektronit tyypillisesti kovalenttisesti sidottu tai ionically liimata ei-metallisten (eristävä) kiintoaineita. Metallisessa sidoksessa kiteisessä rakenteessa atomit voivat helposti menettää kaikki potentiaaliset sidoselektronit. Tämän delokalisaation vaikutus on yksinkertaisesti liioitella ”elektronien meren” vaikutusta. Näiden elektronien seurauksena suurin osa metallien tulevasta valosta heijastuu takaisin, minkä vuoksi näemme kiiltävän metallipinnan.,
Useimmat eristeet (tai dielektriset materiaalit) ovat koossa ionisidokset. Näillä materiaaleilla ei siis ole vapaita johtumiselektroneja, ja sidoselektronit heijastavat vain pientä osaa tapahtuma-aallosta. Loput taajuudet (tai aallonpituudet) ovat vapaasti levittää (tai toimittaa). Tähän materiaaliluokkaan kuuluvat kaikki keramiikka ja lasit.
Jos dielektrinen materiaali ei sisällä valo-imukykyinen lisäaine molekyylejä (pigmentit, väriaineet, väriaineita), se on yleensä läpinäkyvä kirjon näkyvää valoa., Värikeskukset (tai väriainemolekyylit eli ”dopantit”) dielektrisessä absorboivat osan tulevasta valosta. Loput taajuudet (tai aallonpituudet) ovat vapaasti näy tai välity. Näin valmistetaan värillistä lasia.
useimmat nesteet ja vesiliuokset ovat erittäin läpinäkyviä. Esimerkiksi vesi, ruokaöljy, alkoholin hankaus, ilma ja maakaasu ovat kaikki selkeitä. Rakenteellisten vikojen puuttuminen (tyhjät tilat, halkeamat jne.) ja molekyylirakenne useimmat nesteet ovat pääasiassa vastuussa niiden erinomainen optinen siirto., Kyky nesteet ”parantua” sisäisiä vikoja kautta viskoosi virtaus on yksi syy, miksi jotkut kuitumateriaaleista (esimerkiksi paperi tai kangas) lisätä niiden näennäinen avoimuus kun kastuvat. Neste täyttää lukuisia tyhjiöitä, mikä tekee materiaalista rakenteellisesti homogeenisemman.
Valon sironta ihanteellinen vika-vapaa kiteinen (ei-metalliset) kiinteä aine, joka tarjoaa ei sironta keskukset saapuva valo tulee pääasiassa mahdolliset vaikutukset anharmonicity sisällä määräsi ristikko., Valonläpäisy on erittäin suuntaava, koska tyypillinen anisotropiaa kiteistä ainetta, joka sisältää niiden symmetria ryhmä ja Bravais lattice. Esimerkiksi seitsemän eri kidemuodot kvartsi piidioksidi (piidioksidi, SiO2) ovat selkeitä, läpinäkyviä materiaaleja.