ГСИ. Методика измерений оптической плотности (коэффициента пропускания) и мутности пластин и пленок из полимерных материалов – РТС-тендер

• Обозначение: ГОСТ Р 8.829-2013

• Статус: действующий

• Название русское: ГСИ. Методика измерений оптической плотности (коэффициента пропускания) и мутности пластин и пленок из полимерных материалов

• Дата актуализации текста: 01.01.2021

• Дата актуализации описания: 01.01.2023

• Дата издания: 03.04.2019

• Дата введения в действие: 01.01.2015

• Область и условия применения: Настоящий стандарт распространяется на пластины и пленки из полимерных материалов и устанавливает методы измерения их оптической плотности (коэффициента пропускания) и мутности

• Опубликован: Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2019 год

• Утверждён в: Росстандарт

 ГОСТ Р 8.829-2013

ОКС 17.180

Дата введения 2015-01-01

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» (ФГУП «ВНИИОФИ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 206 «Эталоны и поверочные схемы», Подкомитетом ПК-10 «Оптические и оптико-физические измерения»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 сентября 2013 г. N 1014-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Настоящий стандарт распространяется на пластины и пленки из полимерных материалов и устанавливает методы измерения их оптической плотности (коэффициента пропускания) и мутности.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 7601 Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин

ГОСТ 8.654 Фотометрия. Термины и определения

ГОСТ 8.332 Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены термины и обозначения по ГОСТ 7601, ГОСТ 8.654, а также следующие термины с соответствующими определениями и обозначениями:

3.1 коэффициент пропускания; : Отношение всего светового потока, прошедшего через образец, к потоку, падающему на образец.

3.2 коэффициент рассеянного пропускания; : Отношение светового потока, прошедшего через образец, отклоненного рассеянием от направления падающего пучка, к потоку, падающему на образец.

3.3 мутность; : Отношение коэффициента рассеянного пропускания к коэффициенту пропускания. Определяется количеством рассеянного света, отклоненного от направления падающего пучка в среднем более чем на 2°30′.

4.1 Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

4.2 Требования к образцам для измерений

4. 2.1 Образец должен быть изготовлен в соответствии с техническими условиями на исследуемый материал. Подготовка, кондиционирование, размеры, параметры измерений, покрытие образца, регламентируемые техническими условиями, должны быть приоритетными над требованиями метода измерений.

Поверхности образца должны быть плоскопараллельные, свободными от пыли, загрязнений, царапин и других повреждений (кроме дефектов, являющихся характерными для исследуемого материала или специально созданных для измерения влияния нарушений структуры на оптическую плотность и мутность).

4.2.2 Образец должен полностью перекрывать входное отверстие интегрирующей сферы. Рекомендуется применять круглый образец диаметром 50 мм или квадратный образец со стороной 50 мм.

4.2.3 Подготавливают три образца в соответствии с техническими условиями на данный материал, если в технических условиях не указано другое количество образцов.

4.2.4 Образцы должны быть выдержаны не менее 40 часов перед испытаниями при температуре (23±2)°С и относительной влажности (50±5)%, если в технических условиях на материал не оговариваются другие условия кондиционирования.

4.3 Требования к аппаратуре для измерений

4.3.1 Диаметр интегрирующей сферы выбирают таким образом, чтобы площадь входного и выходного отверстий не превышала 4% внутренней отражающей поверхности сферы.

Входное и выходное отверстия сферы должны быть на одном и том же большом диаметре сферы. Между отверстиями должна быть дуга не менее 170°. Угол между центрами входного и выходного отверстий сферы не должен превышать 8°.

Внутренняя поверхность интегрирующей сферы, экраны и отражающий стандартный образец должны иметь одинаковые коэффициенты отражения, матовость и высокую отражательную способность во всем видимом спектре.

При установке световой ловушки без образца ось пучка излучения должна проходить через центры входного и выходного отверстий.

4.3.2 Образец освещают узконаправленным пучком света. Максимальное отклонение лучей от оси пучка не должно превышать 3°. Пучок света не должен затеняться отверстиями сферы.

4.3.3 Когда образец расположен напротив входного отверстия интегрирующей сферы, угол между перпендикуляром к образцу и линией, проходящей через центры входного и выходного отверстий сферы, не должен превышать 8°.

4.3.4 В отсутствие образца сечение пучка света на выходном отверстии должно быть практически круглым, четко определяемым и концентричным выходному отверстию сферы, оставляя зазор не более 1,3±0,1° от входного отверстия.

4.3.5 Световая ловушка должна полностью поглощать световой луч в отсутствие образца, или конструкцией установки должна быть исключена необходимость применения световой ловушки.

5.1. Измерения с помощью мутномера

5.1.1 Для измерений применяют стандартные источники излучения типа С или типа А. Стабильность светового потока источника излучения должна составлять ±1%.

Фотометр должен иметь фильтр для коррекции под относительную спектральную световую эффективность по ГОСТ 8. 332.

5.1.2 Фотометр должен быть расположен на сфере под углом (90±10°) от входного отверстия и защищен экраном от прямого засвечивания через входное отверстие.

В режиме вращения, когда внутреннюю поверхность, примыкающую к выходному отверстию, используют в качестве отражающего эталонного образца, угол вращения сферы должен составлять (8,0±0,5)°.

5.1.3 Для периодического подтверждения точности мутномера необходимо иметь набор калиброванных стандартных образцов мутности.

Если мутность образца измеряют в малом угле (например, пластиковая пленка), то применяют стандартный образец с рассеянием в малом угле из стекла. При отсутствии таких стандартных образцов можно применять образец с рассеянием в широком угле, но он менее чувствителен к размерам и центрированию.

5.1.4 При применении однолучевого прибора для повышения точности измерений следует применять стандартный образец, калиброванный на двухлучевом приборе. В этом случае фотометр следует использовать в качестве компаратора для сравнения измеряемого образца со стандартным образцом с известным коэффициентом пропускания.

5.1.5 Оптическая схема измерений с помощью мутномера с узконаправленным освещением и диффузным наблюдением представлена на рисунке 1.

1 — источник света, 2 — коллиматор, 3 — входная диафрагма, 4 — апертурная диафрагма, 5 — линза, 6 — образец, 7 — фотометр, 8 — световая ловушка, 9 — отражающий стандартный образец

Рисунок 1 — Оптическая схема для измерений мутности с помощью мутномера

5.1.6 Измеряют четыре параметра, приведенные в таблице 1.

Таблица 1

5. 1.7 Проводят измерения параметров, указанных в таблице 1, при других положениях образца для определения его однородности.

5.1.8 Рассчитывают коэффициент пропускания по формуле

.                                                              (1)

5.1.9 Рассчитывают коэффициент рассеянного пропускания по формуле

.                                                (2)

5.1.10 Рассчитывают мутность , %, по формуле

.                                                      (3)

5.2 Измерения с помощью спектрофотометра

5.2.1 Для измерений должны применять спектральные приборы с пересчетом спектральных характеристик в координаты цвета и координаты цветности для стандартных источников излучения типа С или типа А.

5.2.2 В установке должны применять полусферическую оптическую систему измерений с интегрирующей сферой, в которой образец должен быть расположен вплотную к отверстию сферы.

5.2.3 Для диффузного освещения образца применяют интегрирующую сферу.

5.2.4 Оптическая схема измерений с помощью спектрофотометра с диффузным освещением и узконаправленным наблюдением представлена на рисунке 2.

1 — фотодетектор, 2 — апертурная диафрагма, 3 — линза, 4 — образец, 5 — источник света, 6 — экран, 7 — световая ловушка, 8 — отражающий стандартный образец

Рисунок 2 — Оптическая схема для измерений мутности с помощью спектрофотометра

5.2.5 Если в спектрофотометре отсутствует функция автоматического расчета коэффициента пропускания и мутности, то расчет проводят по 5.1.6-5.1.10.

Лабораторная работа №5 — Лекции по физике Оптика от Лихтера

PMC 5. Исследование спектров поглощения и пропускания

Цель работы — исследование спектральных характеристик абсорбционных светофильтров на основе цветного стекла

Общие положения

Абсорбция света

Поглощением (абсорбцией) света называется явление потери энергии световой волны при прохождении её через вещество вследствие возбуждения колебаний электронов среды. Эта энергия частично переходит во внутреннюю или в энергию вторичного излучения.

Поглощение света в веществе подчиняется закону Бугера-Ламберта:

,                                                                                         (1)

где I, I₀ — интенсивность плоской монохроматической волны падающего и прошедшего через слой вещества излучения соответственно, α — линейный коэффициент поглощения (показатель поглощения) света веществом , зависящий от длины волны λ (или частоты ) света, химической природы и состояния вещества и независящий от интенсивности света, l — толщина поглощающего слоя.

Коэффициент α различается для разных веществ. Для одноатомных газов и паров металлов, где атомы расположены на значительных расстояниях друг от друга, α →0 и только в узких спектральных областях (10^-12 — 10^-11 м) наблюдаются резкие максимумы (линейчатый спектр поглощения). Эти области резкой абсорбции атомов соответствуют частотам собственных колебаний электронов внутри атомов.

Колебания атомов в молекулах расширяют спектр поглощения, образуя полосы поглощения (около 10^-10 — 10^-7 м).

Коэффициент поглощения для диэлектриков невелик (порядка 10^-3 — 10^-7 м) из-за отсутствия свободных электронов, однако в условиях резонанса при вынужденных колебаниях электронов в атомах и атомов в молекулах возникает сплошной спектр поглощения.

Для металлов значение α велико (10³ — 10⁵ см^-1), так как из-за существования свободных электронов световая энергия быстро переходит во внутреннюю.

Коэффициент поглощения α зависит от длины волны, поэтому поглощающие вещества окрашены. Например, стекло, слабо поглощающее красные лучи и сильно поглощающее синие и зеленые лучи, при освещении белым светом будет казаться красным, а при освещении синим и зеленым светом — черным из-за сильного поглощения. Это явление используется в светофильтрах, которые в зависимости от химического состава пропускают свет только определённых длин волн. Таким образом, чем больше α для данной длины волны, тем отчетливее обнаружится ослабление соответствующих участков спектра поглощения.

Спектральные характеристики стекол

Спектральная характеристика стекол характеризуется численными значениями показателя поглощения k_λ или оптической плотности D_λ для различных длин волн и спектральными кривыми коэффициента пропускания τ_λ, оптической плотности D_λ и логарифма оптической плотности lg D_λ.

Показатель поглощения стекла для света длиной волны λ определяется из выражения

,                                                                                     (3)

где τ_λ — коэффициент пропускания стекла толщиной l (мм) для монохроматического света длиной волны λ.

Оптическая плотность массы стекла для монохроматического света длиной волны D_λ связана с показателем поглощения k_λ и коэффициентом пропускания τ_λ следующим соотношением:

,                                                                            (4)

При расчете оптической плотности светофильтра необходимо учитывать, кроме поглощения света, потери на отражение от двух поверхностей стекла и вводить соответствующую поправку.

Коэффициент пропускания τ_λ светофильтра толщиной l (мм) при перпендикулярном падении монохроматического света данной длин волны равен:

.                                                       (5)

где ρ — коэффициент отражения.

Оптическая плотность D_λ¢ светофильтра для данной длины волны равна:

.                                                   (6)

где D_ρ — поправка на oтражение света от двух поверхностей стекла.

Поправка на отражение определяется из выражения

,                                                                              (7)

где коэффициент отражения ρ определяется по формуле Френеля:

.                                                                                      (8)

Обычно коэффициент отражения ρ условно принимается за постоянную для стекла каждой марки величину, зависящую только от показателя преломления этого стекла в видимой области спектра nD. Фактически показатель преломления непостоянен и зависит от длины волны проходящего света. Наиболее значительно показатель преломления отличается от nD в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Это вносит погрешность в определении коэффициента отражения и поправки на отражение от поверхностей стекла. Наибольшей эта погрешность будет в тех случаях, когда рабочая область светофильтра находится за пределами видимого спектра, а величина показателя поглощения мала, т.е. сравнима с величиной коэффициента отражения.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит их следующих узлов:

монохроматор МУМ-01,

узел светодиодного излучателя,

кюветное отделение,

фотоприемный узел,

блок обработки сигнала,

мультиметр.

В узле излучателя установлен специальный светодиод белого света, излучающий в диапазоне 400 … 700 нм (распределение спектра излучения соответствует графикам сигнала U₀, приведенным в приложении). Узел излучателя закреплен непосредственно перед входной щелью монохроматора на его корпусе. За входной щелью установлен объектив, формирующий параллельный пучок, проходящий кюветное отделение и попадающий на фотодиод фотоприемного узла.

Функциональная схема блока обработки сигнала приведена на рис. 1.

Для повышения соотношения сигнал/шум и устранения влияния постоянных засветок питание светодиода излучателя осуществляется модулированным током частотой 20 кГц, задаваемой генератором Г. Сигнал с фотодиода фотоприемного узла усиливается предварительным усилителем ПУ и поступает на вход синхронного детектора СД, на который также подается сигнал опорной частоты от генератора Г. Вырабатываемое синхронным детектором напряжение усиливается и подается на вход измерительного прибора (мультиметра). Одновременно это напряжение поступает на вход компаратора К, на второй вход которого поступает опорное напряжение U_oп.

Рис. 1. Функциональная схема лабораторной установки

При превышении измеряемым сигналом уровня опорного напряжения компаратор включает светодиодную и звуковую индикацию. В этом случае с помощью переключателя ВК следует изменить (уменьшить) ток через светодиод излучателя, что приводит к соответствующему уменьшению мощности излучаемого светового потока.

Оптическая схема установки приведена на рисунке 2.

Рис.2. Оптическая схема лабораторной установки

В качестве диспергирующего и фокусирующего элемента в монохроматоре использована вогнутая дифракционная решетка с переменным шагом нарезки и криволинейными штрихами, что даёт возможность значительно скомпенсировать расфокусировку и другие аберрации. Излучение от светодиода 1 попадает на входную щель 2 и посредством зеркала 3 попадает на дифракционную решетку 4. Дифракционная решетка строит изображение входной щели 3 в плоскости выходной щели 6. Зеркала 3 и 5 осуществляют излом оптической оси системы для более компактного размещения элементов в корпусе. Кроме того, зеркало 3 может выведено из хода лучей с помощью рукоятки на корпусе монохроматора. В этом случаев качестве входной щели может быть использована щель 10 (в настоящей работе этот режим не используется и щель 10 является резервной). За выходной щелью 6 установлена оптическая система из линз 7, которая формирует параллельный пучок, направляемый через кюветное отделение с установленным в нем объектом исследования 8 на фотодиод 9 фотоприемного узла. Сканирование спектра осуществляется поворотом решетки 5 вокруг оси 0 на угол  в пределах от φ₀ = 6°54′ до φ_k = 28°44′. Закон движения решетки обеспечивается синусным механизмом, в котором для перемещения опорной поверхности служит винт. Системой зубчатых передач синусный механизм связан с решеткой рукояткой, расположенной на торцевой стенке монохроматора, и цифровым механическим счетчиком, вмонтированным в корпус монохроматора, с помощью которого осуществляется непосредственный отсчет длин волн с точностью ± 0,2 нм.

Основные спектральные характеристики: Рабочий диапазон длин волн монохроматора 290-800 нм.

Рабочий диапазон длин волн спектрофотометрического тракта (излучатель -монохроматор — фотоприемник) 370-700 нм.

Величины обратной линейной дисперсии — 3,2 нм/мм.

Щели на выходе и входе монохроматора сменные, постоянной ширины. Для получения большей спектральной чистоты выделяемого излучения при работе в области спектра от 330 до 660 нм входная и выходная щели устанавливаются в положение I, а при работе в области спектра от 200 до 260 и от 730 до 80 нм щели устанавливаются в положение II, в областях от 260 до 330 нм и от 660 до 730 нм входная — в положение I(II), и выходная в положение II(I). В настоящей работе фото приемный тракт работает в диапазоне 370 — 670 нм, поэтому входная и выходная щели могут быть оставлены в положении I.

Исследуемый образец помещают в тубус с закрывающейся крышкой. В качестве объектов для исследования прилагаются светофильтры из цветного оптического стекла. Примеры спектров пропускания фильтров приведены в приложении.

ВНИМАНИЕ! Внимание! Приведенные данные носят демонстрационный характер. Реальные спектры и кривая U₀ могут отличаться от приведенных

Порядок выполнения работы

Порядок проведения измерений:

Включите источник питания и вольтметр. Установите  на мультиметре  предел измерений 20 В.

Установите входную и выходную щели 0,25 мм в положении I.

Подождите не менее 5 минут для стабилизации теплового режима приемника излучения.

Произведите калибровку оптической системы. Для этого следует при пустом тубусе кюветного отделения снять зависимость показаний мультиметра (U₀) от длины волны λ в диапазоне длин волн от 370 нм до 830 нм с шагом 5 нм. При необходимости переключайте пределы измерения мультиметра (20 В, 2 В, 200 мВ).

Поместите в тубус кюветного отделения поочередно прилагаемые светофильтры и снимите соответствующие зависимости показаний мультиметра (U₁) от λ для каждого светофильтра в том же диапазоне длин волн (длину волны рекомендуется устанавливать с тем же шагом, что и в п. 4).

Выключите источник питания и мультиметр.

Если измеренное вольтметром напряжение составляют менее 0,1 В, рекомендуется установить щели большей ширины или снять щель перед источником излучения.

При больших световых потоках возможна перегрузка приемника излучения. При этом включается красный мигающий индикатор перегрузки и раздается звуковой сигнал. В этом случае рекомендуется уменьшить мощность источника излучения, переведя переключатель на блоке обработки сигнала в положение 0.

Приемник излучения и блок обработки сигнала чувствительны к воздействию сильного переменного электромагнитного поля, поэтому не рекомендуется располагать РМС поблизости от радиопередающих устройств (в частности, мобильных телефонов) — это может вызвать ошибки в измерениях.

Постройте графики зависимости коэффициента пропускания светофильтра излучения от длины волны I(λ):

.

Сделайте соответствующие физические выводы, охарактеризуйте цвет фильтра по полученной для него спектральной характеристике.

В качестве дополнительного задания предлагается рассчитать и построить графики зависимости коэффициента поглощения и оптической плотности от длины волны. Для упрощения расчетов потери на отражение на входной и выходной гранях светофильтра предлагается принять равными ~3% и не зависящими от длины волны. Толщину светофильтра принять равной 2 мм.

Литература:

Ландсберг Г.С. Оптика: Учеб. пособ. для вузов.- 5-изд., перераб. и доп.. — М.:Наука, 1976.-929 с.

Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособ. для вузов.- 6-изд., стереотип. — М:Высш. шк., 1999. — 544 с.

Калитеевский Н.И. Волновая оптика: Учеб. пособ. для вузов.- 3-изд., перераб. идоп.. — М.: Высш. шк., 1995. — 463 с.

Лебедева В.В. Экспериментальная оптика: Оптические материалы. Источники,приемники, фильтрация оптического излучения: Учеб. для вузов. — М., Изд-воМоск. ун-та, 1994. — 364 с.

Цветное оптическое стекло и особые стекла. Каталог. Под. ред Г.Т.Петровского. — М.: Дом оптики, 1990. — 227 с.

Оптическая плотность – определение, характеристики и измерения

Оптическая плотность измеряет, насколько материал или объект уменьшает интенсивность света, проходящего через него. Свет может проходить через среду медленнее, чем она более оптически плотна. Измеряют его среднюю и площадь каждого волокна.

Процесс прохождения света или другого электромагнитного излучения через вещество называется оптической плотностью. Длина волны излучения, которая включает взаимодействие между элементарными частицами, такими как электроны, атомы и ионы, влияет на процессы излучения и поглощения.

Ознакомьтесь с некоторыми из его функций и операций ниже. Но перед этим посмотрим, что такое оптическая плотность .

Что такое оптическая плотность?

Когда светопропускание через оптический фильтр сильно затруднено, для определения пропускания можно использовать (OD). Чем медленнее волна движется через материал, тем выше его.

Говорят, что одна среда отличается, а другая тяжелее, когда свет преломляется через них. Таким образом, термин «другая и более тяжелая среда» является сравнительным. Другая среда имеет более высокую скорость света, тогда как более тяжелая среда имеет более низкую скорость света.

Характеристики оптической плотности

Мы можем лучше понять ее проявление и то, как она влияет на проходящий через нее свет, различая две среды.

Подумайте о факторах стекла и воздуха, двух различных средах. Скорость света уменьшается по мере того, как он проходит через стекло из воздуха. В результате свет отклоняется от своего особого пути.

• Это означает, что оптическая плотность стекла более невероятна, чем у воздуха, что означает:

Стекло, более тяжелая среда, имеет меньшую скорость света, чем другой материал (воздух).

• Предположим, что тот же самый свет проникает в стекло и проникает в атмосферу. Скорость света выше. В результате свет позже отклоняется от своего обычного пути,

Скорость света в воздухе (более редкая среда) меньше, чем в стекле (более плотная среда).

Определение оптической плотности

Неоднократно утверждалось, что это то же самое, что и поглощение. Процент радиации, которая поддерживается через материю, к радиации, которая снижается, является логарифмическим.

Для него нет научной единицы, потому что это безразмерная величина.

Важные моменты, на которые следует обратить внимание

• Коэффициент пропускания снижается с увеличением оптической плотности.
• Потери при передаче, указанные в дБ, равны этой плотности, умноженной на десять. Например, потери при передаче в 3 дБ связаны с плотностью 0,3.

Измерение оптической плотности

Соотношение выполняется на пиках диапазонов поглощения, поскольку вероятность поглощения при переходе длины волны мала. Многочисленные важные факторы, в том числе концентрация клеток, производство биомассы и многие другие, часто могут быть количественно оценены с использованием этой стратегии.

Поглощение. A= – log(I/I°)

Где I – интенсивность проходящего света,

I° – начальная интенсивность света.

Лазеры

Оптическая плотность относится к способности материала препятствовать определенному типу света. Несмотря на то, что она принимается параметрами, которые могут быть рассчитаны в конкретных величинах, оптическая плотность не имеет размерности и связанной с ней научной единицы.

Оптическая плотность по-прежнему часто используется. Тем не менее, чтобы предсказать уровень безопасности, человек должен работать с тематическими видами лазеров в контексте охраны труда и техники безопасности.

Что такое безопасность лазера оптической плотности?

В контексте лазерной безопасности доля света, ослабляемая линзой на определенной измеряемой длине волны, называется оптической плотностью (OD).

Его лазерные очки количественно определяют, какая часть света, передаваемого с определенной длиной волны, блокируется линзой очков для защиты от лазерного излучения.

Чем больше блокируется свет с определенной длиной волны, тем выше его интенсивность. Например, лазерные защитные очки полностью блокируют все, кроме 0,00001 процента длины волны лазера при оптической плотности 7. Большинство медицинских учреждений рекомендуют использовать лазерные защитные очки с оптической плотностью пять или выше при работе с медицинским оборудованием.

Поглощение

Хотя обе оценки того, сколько света поглощается при прохождении через оптическую среду, оптическая плотность и поглощение различаются.

• Оптическая плотность вещества является мерой его способности препятствовать или задерживать передачу света.
• В нем используется вещество, в первую очередь зависящее от длины волны соответствующей световой волны, для измерения скорости света.
• Передача энергии волны веществу во время волнового движения называется поглощением.
• Если среда поглощает лишь небольшое количество энергии, говорят, что она прозрачна для этого конкретного излучения; тем не менее, если вся энергия потеряна, говорят, что он непрозрачен.

Следовательно,

• Свет является более легко поглощаемым и оптически толстым материалом.

Влияние концентрации на оптическую плотность

Концентрация может влиять на вещество, поскольку оптическое поглощение заставляет его влиять на скорость света.

Вещество большего размера приводит к меньшей скорости света, что меняет его движение.

Свет изгибается из-за уменьшения скорости. На него влияет концентрация света, вызванная оптическим поглощением. Оптическая плотность вещества будет увеличиваться с увеличением концентрации.

Запрос оптической плотности

• Это быстрое и точное измерение содержания взвешенной биомассы.
• Измерения обычно используются в лабораториях, таких как микробиология, для мониторинга распространения микробов во времена оптической плотности.
• Он используется для субъективной оценки мутности культуры и количественной оценки мощности света, проходящего через культуру на определенной длине пути.
• Когда выбранная длина волны соответствует поглощению хромофора, ее также можно использовать для определения уровня пигмента в клетках.

Скорость света

Преломление — это путь искривления световой волны, когда она проходит через один материал, а затем через другой. Измененная скорость световой волны, когда она пересекает границу, является причиной того, что там происходит преломление.

От того, ускоряется или замедляется световая волна при пересечении границы, зависит, будет ли луч света изгибаться в одном направлении.

Очень важно понять переменные, которые быстро влияют на световую волну, проходящую через среду.

Показатель преломления

Характеристики среды влияют на скорость световой волны, как и любой другой волны. Когда присутствует электромагнитная волна, оптическая плотность материала влияет на скорость волны.

Физическая плотность среды отличается от ее оптической плотности. Отношение массы материала к объему называется его физической плотностью.

Оптическая плотность вещества связана с тем, насколько медленно его атомы склонны удерживать энергию, поглощенную ими из электромагнитных волн в виде вибрирующих электронов, прежде чем излучать ее в виде нового электромагнитного возмущения.

Волна будет распространяться через вещество медленнее, чем оно оптически плотнее.

Пропускание 

Поскольку оптическая плотность и коэффициент пропускания обратно пропорциональны, чем больше оптическая плотность, тем ниже коэффициент пропускания.

Потери в децибелах при передаче равны десятикратным потерям оптической плотности. Например, оптическая плотность 0,5 означает потери при передаче 5 дБ.

Используется для предотвращения повреждения глаз в лазерной промышленности, где для создания глаза используются лазеры класса 3b и класса 4. Лазеры класса 4 обладают достаточной мощностью, чтобы навсегда повредить глаза. Кроме того, эти лазеры могут привести к ожогам кожи и пожару. Длина волны света влияет на очки. В результате очки оцениваются по количеству отражаемого ими света.

Заключение

Оптическая плотность объекта измеряет, сколько света он поглощает и сколько света проходит через него. Он используется в исследованиях и технике для определения материалов, из которых состоит предмет.

Инженеры и ученые могут использовать его, чтобы узнать больше о качествах объекта, таких как компоненты и свойства нефти, или в медицинской профессии, чтобы посмотреть на бактерии и белки, содержащиеся в клетке.

Ученые могут сказать, какие виды, например, бактерии, развиваются внутри клетки, исходя из количества проникающего света. Высокая популяция бактерий изменяет оптическую плотность объекта, препятствуя прохождению света через него. Через клетки с меньшим количеством микробов может пройти больше света.

Часто задаваемые вопросы

1. Какие две среды имеют более высокую оптическую плотность?

 Среда с самым высоким показателем преломления имеет самый большой и наоборот. Итак, согласно этому, Алмаз и воздух имеют соответственно самые высокие и самые низкие показатели преломления. В результате у алмаза она самая высокая, а у воздуха самая низкая.

2. От чего зависит оптическая плотность?

Так материалы пропускают свет или другое электромагнитное излучение. На процессы излучения и поглощения влияет длина волны излучения, которая включает взаимодействие между элементарными частицами, такими как электроны, атомы, ионы и т.д.

3. Влияет ли плотность на оптическую плотность?

 Оптическая плотность материала определяет скорость электромагнитной волны. Соотношение массы и объема материала называется его физической плотностью.

Оптическая плотность — Poly Print

Определение

Оптическая плотность, которую ExxonMobil измеряет с помощью пропускающего денситометра, является еще одним показателем способности материала блокировать свет. Шкала оптической плотности является безразмерной и логарифмической, что повышает разрешение данных для материалов, которые пропускают лишь небольшую часть падающего света. ExxonMobil использует измерения оптической плотности только для металлизированных пленок.

Соотношение с рабочими характеристиками

Денситометры пропускания традиционно использовались для оценки светопропускающих свойств фотопленки, но теперь тот же тест также используется для определения толщины алюминиевого слоя вакуумно-металлизированных пленок. Поскольку толщина слоя влияет на важные эксплуатационные свойства, такие как барьер пленки, светопропускание и внешний вид, оптическая плотность обеспечивает важные данные для управления процессом металлизации.

В зависимости от конструкции продукта металлизированные пленки ExxonMobil имеют значения оптической плотности в диапазоне от 2,0 до 3,0, что эквивалентно значениям пропускания света от 0,1% до 1,0%.

Что влияет на оптическую плотность металлизированных пленок

Параметры процесса металлизации и характеристики основной пленки определяют толщину и однородность алюминиевого слоя и, следовательно, оптическую плотность.

Принципы испытаний

Данные ExxonMobil предоставляются коммерческими денситометрами, которые соответствуют стандартным условиям, определенным ANSI. На образец пленки направляется однонаправленный перпендикулярный пучок света, а свет, прошедший через пленку, собирается, измеряется и логарифмически усиливается; наконец, денситометр вычисляет и отображает значение оптической плотности. ExxonMobil использует трансмиссионный денситометр Tobias TBX и модели Macbeth TD9.03 и ТД932.

Значения оптической плотности представляют собой следующий расчет и отношение к % пропускания света: