Поглощение, отражение и пропускание света в различных средах

А.И.Андреев, С.В.Мухин, В.В.Некрасов, В.А.Никитенко, А.В.Пауткина

Модульная многофункциональная оптоволоконная спектрометрическая система

Часть I

Устройство и принципы эксплуатации аппаратуры

1.2.1. Общие представления

При падении излучения на тело часть света отражается, а другая проходит внутрь среды. В среде часть излучения может поглотиться или рассеяться (при наличии в ней неоднородностей), а остальная часть пройти через неё. Поглощённое излучение превращается в тепло или излучается с другой длиной волны (фотолюминесценция), рис. 1.2.1.

Рис. 1.2.1

Схема, иллюстрирующая оптические процессы,

происходящие на поверхности среды и внутри неё

В общем случае световой поток, падающий на образец, делят на три компоненты:

(1.2.1)

где , соответственно, коэффициенты отражения, поглощения и пропускания.

При направленном пропускании, когда рассеянием можно пренебречь, отношение называется прозрачностью среды .

Очевидно, что

. (1.2.2)

Все коэффициенты зависят от длины волны.

Как следует из курса общей физики, электромагнитная волна, попадая в однородный диэлектрик, вызывает в нём вынужденные колебания связанных электрических зарядов, которые становятся источником вторичных электромагнитных волн. Интерферируя с первичной волной, эти волны создают результирующую преломлённую волну, которая распространяется в среде с фазовой скоростью в раз меньшей скорости света в вакууме ( — абсолютный показатель преломления среды).

Вторичные волны от поверхностного слоя выходят и наружу образца. Складываясь, они образуют отражённую волну.

Расчёт коэффициента отражения в зависимости от показателя преломления граничащих плоских диэлектриков был впервые выполнен Френелем и затем дополнен решением уравнений Максвелла для границы раздела двух сред, имеющих различные диэлектрические проницаемости.

Если электромагнитная волна падает перпендикулярно границе раздела двух сред, то коэффициент отражения рассчитывается по формуле

, (1.2.3)

где — относительный показатель преломления.

В целом коэффициент отражения зависит от угла падения, оставаясь минимальным при нормальном падении света.

Металлы отличаются от диэлектриков как высокими значениями коэффициента отражения, так и поглощения. Это обусловлено большой концентрацией в них свободных электронов, которые легко раскачиваются падающим излучением. В результате появляется очень мощная отражённая волна, а сталкивающиеся с ионами кристаллической решётки свободные электроны трансформируют энергию падающего излучения в тепло.

Рассеяние вызвано оптическими неоднородностями среды (посторонними частицами) или флуктуациями плотности вещества, соответственно показателя преломления (такое рассеяние обычно называют молекулярным).

Рассеяние на неоднородностях среды происходит из-за отражения, преломления и дифракции на посторонних включениях. Если размер рассеивающих частиц критически мал по сравнению с длиной волны, то рассеяние практически отсутствует (например, излучение оптического диапазона не рассеивается отдельными атомами). С увеличением размера частиц (при переходе от атомов к молекулам) рассеяние сильно растёт и существенно зависит от длины волны. Согласно закону Рэлея при молекулярном рассеянии в газе интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна квадрату объёма частицы и обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны. Однако, уже для частиц с радиусом примерно в 5 раз больше длины волны интенсивность рассеяния перестаёт зависеть от частоты излучения.

Характер отражённого света зависит от интенсивности рассеяния:

— если рассеяние отсутствует (однородный слой с гладкими поверхностями), то имеет место направленное отражение (зеркальное) и пропускание;

— если излучение полностью рассеивается (молочные стёкла), то говорят о диффузном отражении и пропускании;

— смешанное отражение и пропускание (направленно-рассеянное) обычно наблюдается на поверхностях, элементы которых различно ориентированы относительно общей плоскости (матовое стекло).

Контрольные вопросы

1. Опишите оптические процессы, происходящие на поверхности среды и внутри неё при падении электромагнитного излучения.

2. Дайте определение коэффициентов отражения, поглощения и пропускания.

3. В результате чего появляется преломлённая и отражённая волна?

4. Чем вызвано рассеяние света?

5. В чём смысл закона Рэлея? Где мы встречаемся с его проявлением?

6. От чего зависит характер отражённого света?

7. Как меняется картина рассеяния света с увеличением размера рассеивающих частиц?

5. 3. Отражение и пропускание света. Окраска тел в природе.@

Отражение
света – это явление,
заключающееся в том, что при падении
света из первой среды на границу раздела
со второй средой взаимодействие света
с веществом приводит к появлению световой
волны, распространяющейся от границы
раздела в первую среду. Несамосветящиеся
тела становятся видимыми благодаря
отражению света от их поверхности.
Данное явление тесно связано с явлениями
преломления и поглощения света.

Интенсивность
отраженного света зависит от угла
падения, поляризации падающего пучка
лучей, показателей преломления обеих
сред и характеризуется коэффициентом
отраженияR:
,
гдеI_отр –
интенсивность отраженного света.
Коэффициент отражения всегда меньше
единицы. Если неровности поверхности
границы раздела малы по сравнению с
длиной волны падающего света, то имеет
место правильное, или зеркальное
отражение света. Если же размеры
неровностей соизмеримы с длиной волны
или больше нее, то отражение называется
диффузным. При зеркальном отражении
фаза отраженного луча скачкообразно
меняется. В случае нормального падения
на оптически более плотную среду фаза
отраженной волны сдвигается на π.
Наибольшим коэффициентом отражения
обладают металлы и именно этим объясняется
использование металлизированных
поверхностей в зеркалах.

Пропускание
света – это прохождение
сквозь среду оптического излучения без
изменения набора частот составляющих
его монохроматических излучений и их
относительной интенсивности.Процесс
пропускания характеризуетсякоэффициентом
пропусканияТ, который зависит от
размеров тела и состояния его поверхности,
а также от спектрального состава, угла
падения и поляризации излучения:

,
где I_проп –
интенсивность света, пропущенного
веществом. Коэффициент пропускания
также всегда меньше единицы. Лучше всего
пропускают свет прозрачные тела. Так,
коэффициент пропускания обычного стекла
близок к единице.

На основе
вышеизложенного материала можно понять,
от чего зависит окраска окружающих нас
тел. Каждое тело, взаимодействуя со
светом, имеет способность поглощать,
пропускать или отражать свет тех или
иных длин волн. Если тело хорошо поглощает
падающий на него свет, а отражает и
пропускает плохо, оно черное и непрозрачное,
как, например, сажа. Белые тела наоборот
хорошо отражают падающий на них свет,
а поглощают плохо. Окраска всех
непрозрачных тел определяется тем,
какие длины волн тело лучше отражает.
Тело, для которого коэффициент отражения
красных длин волн значительно больше
коэффициентов отражения других волн,
будет красным и т.п. Окраска всех
прозрачных тел определяется тем, какие
длины волн тело лучше пропускает.
Прозрачное тело будет бесцветным, если
оно поглощает свет всех цветов в
одинаковой мере и таким образом, в
прошедшем свете не будет нарушено
соотношение между различными составляющими
белого света. Если же прозрачное тело
обладает избирательным поглощением,
то оно приобретает определенную окраску.
Прозрачное тело, для которого коэффициент
пропускания фиолетовых длин волн
значительно больше коэффициентов
пропускания других волн, будет фиолетовым
и т.п. На этом свойстве основано
изготовление светофильтров. Например,
красный светофильтр изготавливают из
стекла, которое менее всех поглощает и
лучше всех пропускает свет красных длин
волн. Если на такое стекло направить
зеленый или синий свет, то оно будет
казаться черным.

Что такое пропускание видимого света?

Что такое VLT %?

Да, солнцезащитные очки хорошо защищают глаза.

Но что означает этот термин «пропускание видимого света»?

Ищете новую пару оттенков, хорошо бы понять, что означает эта фраза. Итак, я провел небольшое исследование, чтобы прояснить ситуацию.

Пропускание видимого света — это количество видимого света, которое может пройти через оптическую или солнцезащитную линзу. Его также можно назвать коэффициентом пропускания видимого света или VLT%. Это измеряется в процентах, которые указывают на затемнение линзы в оправе солнцезащитных очков. Чем ниже VLT, тем темнее будет солнцезащитная линза.

Звучит хорошо.

Но давайте посмотрим, как VLT% может повлиять на ваше решение о покупке, на комфорт ваших глаз и на то, как он классифицирует ваши солнцезащитные очки по одному из четырех типов.

Что означает светопропускание?

Когда видимый свет попадает на линзу, он может либо отражаться, либо поглощаться, либо проходить.

(См. рисунок выше.)

Эти три действия определяются как;

~ Поглощение видимого света (VLA)

~ Передача видимого света (VLT)

~ Отражаемость видимого света (VLR)

В контексте трансмиссии видимого света это действие измеряется как как как же примерно как как как же измеряется как как как же как как как и в качестве как как при этом. процент от 1% до 99%.

С помощью устройства, называемого фотометром, измеряется интенсивность видимого света до и после прохождения через линзу.

Линзы с низким значением VLT% будут пропускать меньше света и через них будет темно.

Линзы High VLT% будут пропускать больше света и через них будет легче смотреть.

Достаточно просто.

Но как это повлияет на ваше решение о покупке новых солнцезащитных очков?

А на какой VLT% идти?

VLT% измеряет затемнение линзы. Для вас это определяет ваш зрительный комфорт в яркие солнечные дни.

На основании VLT% затемнение линз солнцезащитных очков подразделяется на 4 типа. Эти категории имеют различную пригодность для различных приложений.

См. таблицу ниже.

Категории линз солнцезащитных очков

Как видно из приведенной выше таблицы, VLT% может влиять на то, как и когда вы хотите использовать солнцезащитные очки.

В общих чертах, это ваши личные предпочтения относительно того, насколько комфортно будет вашим глазам в определенных условиях освещения.

Вот прогон.

Категория 2/3

Для повседневных задач, таких как вождение автомобиля или прогулка на солнце, вам обычно хорошо подойдут солнцезащитные линзы категории 2 или 3.

Любой свет легче, чем 43% VLT, и вам, вероятно, будет тяжело в эти действительно яркие дни. Вы можете в конечном итоге щуриться или хмуриться, чтобы компенсировать это, что может привести к головным болям в течение длительного времени.

Большинство солнцезащитных очков общего назначения, если не все, снабжены линзами категории 2 или 3.

Линзы некоторых модных солнцезащитных очков могут иметь более светлый оттенок, поэтому перед покупкой стоит посмотреть, как они ведут себя на улице.

Только сначала спросите, прежде чем выйти с ними из магазина, верно?

Категория 4

С другой стороны, линзы с 8% VLT или менее могут казаться слишком темными и начинают мешать вашему зрению, особенно если это не особенно солнечный день.

А солнцезащитные линзы категории 4? Они незаконны за вождение вашего автомобиля в Великобритании.

Они просто слишком темные для безопасного управления транспортным средством. Они могут уменьшать свет светофоров и индикацию других автомобилей.

Если вам нужны темные линзы, обязательно придерживайтесь категории не выше 3.

Некоторый контекст

Солнцезащитные линзы категории 4 обычно используются в условиях экстремального воздействия.

Например, солнцезащитные очки для альпинизма могут быть оснащены линзами с 5% VLT и боковыми щитками, чтобы свести к минимуму риск снежной слепоты.

Итак, если вы не планируете наблюдать за следующим солнечным затмением, стоит проверить VLT% вашей следующей пары солнцезащитных очков, если они кажутся слишком темными.

Таким образом, вы можете оставаться на правильной стороне закона (и на дороге).

В Banton Frameworks наши линзы относятся к категории 3 с 14% VLT.

Это ставит их на более темный конец категории 3, что делает их идеальными для большинства повседневных задач в яркие солнечные дни.

О да, и они также поляризованы… что является фантастическим способом блокировать отраженные блики.

Что такое поляризованные солнцезащитные линзы?

Влияет ли VLT% на защиту от ультрафиолета?

Для контроля VLT линзы необходимо нанести затемняющую краску в виде покрытия или пленки.

Для солнцезащитных очков тонирующие покрытия наносятся путем погружения линзы в окрашенный жидкий раствор внутри нагретой тонировочной ванны.

Несмотря на это темное покрытие, снижение пропускания видимого света не защищает вас от ультрафиолетового излучения.

Это потому, что видимый свет — это не то же самое, что ультрафиолетовый свет (УФ).

Конечно, они оба относятся к электромагнитному спектру. Но УФ обитает в невидимом диапазоне частот, поэтому мы его не видим.

Невидимый.

Ультрафиолетовый диапазон составляет от 10 до 400 нанометров, который подразделяется на UVA, UVB и UVC. Это самые разрушительные частоты света, которые представляют наибольшую угрозу для вашей кожи и глаз.

Из-за этого УФ-излучению требуется другой тип фильтрации, чем видимый свет, чтобы предотвратить необратимое повреждение глаз.

Даже если солнцезащитная линза действительно темная, это не улучшает ее защиту от ультрафиолета.

Да.

Защита от ультрафиолета не имеет ничего общего с VLT%.

Вместо этого вам необходимо проверить степень защиты солнцезащитных очков от УФ-излучения, чтобы убедиться, что они обеспечивают достаточную защиту. В соответствии с европейским законодательством солнцезащитные очки должны иметь физическую маркировку CE и иметь рейтинг УФ-излучения 99-100%.

Чаще всего вы увидите этикетку с надписью UV40 или UV400, что означает, что линзы способны блокировать ультрафиолетовый свет до 400 нанометров.

Если вы видите этот рейтинг, все готово.

В Banton Frameworks все наши поляризованные солнцезащитные очки имеют маркировку CE, 100% защиту от УФ-излучения и VLT 14%.

Магазин Поляризованные солнцезащитные очки

ВАШЕГО СУН -Линзох…

OK.

Но позволить свету проходить через солнцезащитную линзу на самом деле может быть полезно, если он движется в правильном направлении…

Позвольте мне объяснить.

Солнцезащитные очки без боковых щитков или с низким изгибом основания обычно пропускают свет сзади или сверху оправы.

Что идеально описывает наши солнцезащитные очки . Потому что наши рамы предназначены для повседневного использования, а не для альпинизма или соревнований по шоссейному велоспорту.

Таким образом, этот свет может создавать раздражающие и отвлекающие отражения, так как свет отражается обратно в ваш глаз. Оптически это явление известно как отскок, который может быть довольно раздражающим.

Чтобы предотвратить это, антибликовое покрытие может пропускать «навязчивый» солнечный свет из-за объектива. Между тем, передняя часть объектива уменьшает количество проходящего света.

Что-то вроде света в эксклюзивном ночном клубе, куда труднее впустить свет, чем выпустить наружу.

Итак, хорошие новости.

В Banton Frameworks мы предоставляем антибликовое покрытие на задней стороне всех наших поляризованных линз без дополнительной оплаты.

Уменьшает ужасный эффект «отскока», позволяя вам видеть все четко, плавно и, самое главное, безопасно.

• 100% защита от ультрафиолета
• 14% ВЛТ
• Поляризованный

Джейми Бартлетт

Соучредитель Banton Frameworks.

Что такое светопропускание в солнцезащитных очках? – SOJOS

Сейчас читаю:
Что такое светопропускание в солнцезащитных очках?

ПредыдущийСледующий

Знаете ли вы, что условия освещения и его интенсивность меняются в течение дня? Он также продолжает меняться в течение года, когда сезон переходит в следующий. Вредное внутреннее и наружное освещение, которому вы подвергаетесь, также отличается. Это синий свет или ультрафиолетовый свет и его варианты. Это может повлиять на силу вашего зрения в зависимости от количества света, продолжительности и типа света, падающего на ваши глаза.

Современные технологии и инновации в очках позволяют контролировать количество света, попадающего в глаза. Существует множество решений для защиты ваших глаз от различных условий освещения. Источником вредного света могут быть прямые солнечные лучи или электронные устройства. Это может быть из-за искривленных поверхностей или встречного транспорта.

Хорошей новостью является то, что любой тип света можно экранировать, но когда и какой тип защитных очков использовать, требуется краткое понимание свойств света. В этой статье объясняется, как передается свет, и какие существуют варианты защиты глаз, чтобы избежать повреждений и улучшить зрение.

Что такое передача видимого света?

Если вы не уверены, какой тип линз подходит для ваших солнцезащитных очков, рассмотрите возможность пропускания видимого света (VLT) для начала. Мы также знаем это как коэффициент пропускания видимого света. VLT — это количество света, которое может пройти через ваши линзы. Это выражается в процентах и ​​обозначает непрозрачность линзы в оправе солнцезащитных очков.

Более высокий процент означает, что может пройти больше света, а более низкий процент означает, что света меньше. Итак, если у вас темные линзы на солнцезащитных очках, у них низкий VLT%; и наоборот.

Когда видимый свет попадает на линзу, происходит три реакции: отражение, поглощение или передача. Мы можем разделить их на поглощение видимого света (VLA), пропускание видимого света (VLT) и отражение видимого света (VLR).

Мы измеряем VLT в процентах от 1 до 99. Тестовое устройство, называемое Фотометр используется для измерения интенсивности света. Он рассчитывает процентное соотношение до и после прохождения света через линзу.

Что показывает VLT%?

Коэффициент пропускания видимого света (VLT) — это доля видимого света (от 390 до 780 нанометров в солнечном спектре), которая проходит через стекло. Цвет и толщина стекла регулируют его. Прозрачное флоат-стекло имеет VLT от 75% до 92%, тогда как цветное стекло имеет VLT от 14% до 85%.

Какой процент видимого света требуется линзам, зависит от потребностей вашего зрения и использования. Основываясь на VLT%, мы можем разделить степень затемнения линз солнцезащитных очков на 5 типов. Каждая категория имеет более широкое применение для различных приложений.

Чем выше процент VLT, тем мягче будет оттенок линзы. Линзы с более высоким VLT% позволяют большему количеству света проходить через линзу и попадать в глаз. С другой стороны, линзы с более низким VLT% будут иметь более темный оттенок и предотвратят попадание большего количества света в глаза.

Для регулировки VLT объектива в качестве покрытия наносим затемняющую тинту или пленку. Мы наносим тонирующие покрытия на солнцезащитные очки, погружая линзу в окрашенный жидкий раствор в нагретой тонировочной ванне.

Видимый свет и ультрафиолетовый свет

Несмотря на темное покрытие, пониженное пропускание видимого света не защищает вас от ультрафиолетовых лучей. Это потому, что видимый свет не совпадает с ультрафиолетовым светом. УФ имеет невидимый частотный диапазон, из-за чего мы его не видим.

Длины волн УФ-излучения варьируются от 10 до 400 нанометров и классифицируются как УФ-А, УФ-В и УФ-С. Это самые вредные световые частоты, представляющие наибольший риск для вашей кожи и глаз. Следовательно, УФ-излучение требует другого типа экранирования, чем видимый свет, чтобы предотвратить необратимое повреждение ваших глаз.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ : Даже очень темные солнцезащитные очки могут не улучшить защиту от ультрафиолета.

Еще одним важным элементом светопропускания является то, что солнцезащитные очки без боковых крышек или с низким изгибом основания позволяют свету проникать сзади или сверху оправы. Прохождение света через линзу иногда может быть полезным, но только в том случае, если он направлен в правильном направлении.

Солнцезащитные очки для альпинизма и велоспорта специально разработаны, чтобы почти полностью скрывать глаза. Однако стандартные оправы солнцезащитных очков, предназначенные для повседневного использования, не закрывают полностью. В результате свет отражается в ваших глазах, вызывая неприятные и отвлекающие блики. Мы знаем это явление как «отскок назад», и оно может быть разочаровывающим и разрушительным.

Антибликовое покрытие может пропускать «навязчивый» солнечный свет из-за линзы, чтобы предотвратить это. Однако свет, проходящий через переднюю часть объектива, ограничен.

Имеет ли значение цвет линз?

Цвет имеет значение во всем; для линз тоже. Линзы цвета сами по себе не защищают от ультрафиолетовых лучей и не изменяют направление пропускания света. Но это улучшает ваше зрение и глубину восприятия. Цвета линз следует выбирать в соответствии с VLT%, чтобы получить максимальную выгоду.

Зеленые линзы обеспечивают большую контрастность, чем серые линзы, и более точно передают цвет, чем коричневые линзы. Зеленые линзы уменьшают блики и усиливают тени, что делает их идеальными как для солнечных, так и для слабо освещенных мест.

Цвета темного оттенка (8-18% VLT) больше подходят для интенсивного отраженного света. Обычно они серые или медные.