Свет передать показания: Передать показания

Ага, солнцезащитные очки хорошо защищают глаза.

Но что означает термин «пропускание видимого света»?

В поисках новой пары оттенков было бы хорошо 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 солнечную линзу.Его также можно назвать коэффициентом пропускания видимого света или VLT%. Это измеряется в процентах, которые указывают на темноту линзы в оправе солнцезащитных очков. Чем ниже VLT, тем темнее будут солнечные линзы.

Звучит хорошо.

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

Когда видимый свет встречается с линзой, он может отражаться, поглощаться или пропускаться.

(См. Иллюстрацию выше.)

Эти три действия определены как;

~ Коэффициент поглощения видимого света (VLA)

~ Пропускание видимого света (VLT)

~ Коэффициент отражения видимого света (VLR)

В контексте пропускания видимого света это действие измеряется в процентах от 1% до 99%.

С помощью устройства, называемого фотометром, он измеряет интенсивность видимого света до и после того, как он проходит через линзу.

с низким VLT% пропускают меньше света и через них будут темными.

с высоким 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 затемненность линзы. Для вас это определяет ваш визуальный комфорт в яркие солнечные дни.

На основе VLT% темнота линз солнцезащитных очков подразделяется на 4 типа. Эти категории по-разному подходят для разных приложений.

См. Таблицу ниже.

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

В общем, это действительно ваши личные предпочтения относительно того, насколько комфортно вашим глазам будет при определенных условиях освещения.

Вот прогон.

Категория 2/3

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

Если вес меньше 43% VLT, то в эти действительно яркие дни вам, вероятно, придется нелегко. Вы можете в конечном итоге прищуриться или нахмуриться, чтобы компенсировать это, что может привести к длительным головным болям.

Большинство, если не все солнцезащитные очки общего пользования, оснащены линзами категории 2 или 3.

Линзы некоторых модных солнцезащитных очков могут иметь более светлый оттенок, поэтому стоит посмотреть, как они выглядят на улице, прежде чем покупать их.

Просто не забудьте сначала спросить, прежде чем выйдете с ними из магазина, верно?

Категория 4

С другой стороны, линзы с 8% VLT или менее могут казаться слишком темными и ухудшать ваше зрение, особенно если сегодня не особенно солнечный день.

Да и солнцезащитные линзы категории 4? Они незаконны для вождения вашей машины в Великобритании.

Они слишком темные, чтобы вы не могли безопасно управлять транспортным средством. Они могут уменьшить свет от светофоров и индикацию других автомобилей.

Если вам нужны темные линзы, не забудьте придерживаться категории не более 3.

Некоторый контекст

Солнцезащитные линзы категории 4 обычно используются в условиях экстремальной экспозиции.

Например, солнцезащитные очки Mountaineering могут быть оснащены линзами 5% VLT и боковыми щитками, чтобы минимизировать риск снежной слепоты.

Итак, если вы не планируете наблюдать следующее солнечное затмение, стоит проверить VLT% вашей следующей пары солнцезащитных очков, если они кажутся немного более темными темными.

Таким образом, вы сможете оставаться на правой стороне закона (и дороги).

А как насчет солнцезащитных линз?

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

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

О да, и они также поляризованы … что фантастический способ блокировать отраженные блики.

Что такое поляризованные солнечные линзы?

Для контроля VLT линзы необходимо нанести затемняющий оттенок в виде покрытия или пленки.

Для солнцезащитных очков тонировочные покрытия наносят путем погружения линз в цветной жидкий раствор в подогретой ванне для окрашивания.

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

Это связано с тем, что видимый свет отличается от ультрафиолетового (УФ).

Конечно, они оба принадлежат к электромагнитному спектру. Но УФ-излучение находится в невидимом диапазоне частот, поэтому мы его не видим.

Это невидимо.

UV имеет диапазон от 10 до 400 нанометров, которые подразделяются на UVA, UVB и UVC.Это самые разрушительные частоты света, которые представляют наибольшую опасность для вашей кожи и глаз.

Из-за этого УФ-излучению требуется другой тип фильтрации по сравнению с видимым светом, чтобы предотвратить необратимое повреждение глаз.

Даже если солнцезащитные линзы действительно темные, это не улучшает их защиту от ультрафиолета.

Ага.

УФ-защита не имеет ничего общего с VLT%.

Вместо этого вам необходимо проверить УФ-рейтинг солнцезащитных очков, чтобы убедиться, что они обладают надлежащей защитой.Согласно европейскому законодательству, солнцезащитные очки должны иметь маркировку CE и УФ-рейтинг 99-100%.

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

Если вы видите этот рейтинг, все готово.

В Banton Frameworks все поляризованные солнцезащитные очки имеют маркировку CE, 100% защиту от ультрафиолета и VLT 14%.

Магазинные поляризованные солнцезащитные очки

Хорошо, это может немного противоречить.

Но позволить свету проходить через солнечные линзы на самом деле может быть хорошо, если он идет в правильном направлении…

Позвольте мне объяснить.

Солнцезащитные очки без боковых щитков или с низким изгибом основания имеют обыкновение пропускать свет сзади или над оправой.

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

Таким образом, этот свет может создавать раздражающие и отвлекающие отражения, поскольку свет отражается назад, в глаза.Оптически это явление известно как возврат в исходное состояние, что может сильно раздражать.

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

Что-то вроде света — эксклюзивный ночной клуб, куда сложнее впустить свет, чем выпустить наружу.

Что подводит вас к хорошим новостям.

В Banton Frameworks мы бесплатно обеспечиваем антибликовое покрытие на задней стороне всех наших поляризованных линз.

Это уменьшает ужасный эффект отскока назад, позволяя вам видеть вещи четко, плавно и, самое главное, безопасно.

• 100% защита от ультрафиолета
• 14% VLT
• поляризованные

Легкое понимание чтения

Свет повсюду, и без света жизнь не существовала бы. Свет волн перемещаются с места на место. Свет — это форма энергии, которую можно увидеть, когда она отражается от поверхности объекта. Он виден человеческому глазу и отвечает за зрение. Световые волны перемещаются по воздуху с места на место и не несут материю. Свет распространяется со скоростью 186 000 миль в секунду. Свет Солнца на расстоянии 93 миллионов миль достигает Земли примерно за 8 минут. Считается, что свет распространяется быстрее всего во Вселенной.Свет не может проходить через твердые тела, но он может проходить через жидкости и газы.

Свет может очень легко проходить через некоторые объекты. Если свет может проходить через такой объект, как воздух, вода или стекло, то объект прозрачный . Когда объект позволяет свету отражаться от него или отражать свет, объект непрозрачен, . Наконец, полупрозрачных объекта заставляют свет рассеиваться и уходить в разные стороны.

Есть три способа управления или изменения света. Отражение происходит, когда световые волны отражаются от поверхности. Это позволяет видеть поверхность и видеть объект. Без света отражение люди не могли видеть вещи. Свет лампы помогает человеку видеть слова в книге. Другой пример отражения — это когда Солнце излучает свет, а Луна — нет. Свет от Солнца достигает луны, и она сияет в ночном небе. Свет отражает от поверхности Луны.

Преломление — это изгиб или поворот света, изменяющий его путь.Это может произойти, когда свет проходит через воду или другие прозрачные объекты. Направление и скорость света меняются. Примеры — очки и телескопы. Другой пример преломления — призма. Когда свет проходит через призму, он меняет направление. С другой стороны, разные цвета получаются под разными углами. Свет было преломленных .

Заблокированный свет блокируется непрозрачными объектами. Свет можно заблокировать солнцезащитным козырьком, зонтом или луной во время затмения.Другой пример заблокированного света приведет к появлению тени заблокированного объекта. Таким образом, человек может видеть тень своего тела на тротуаре.

Есть еще несколько примеров замены или использования света. Световые волны или энергию можно изменить разными способами. Световая энергия Солнца может быть преобразована в электричество и используется растениями для приготовления пищи. Линзы в очках, которые носят люди, изогнуты, что изменяет световые волны и помогает им лучше видеть. Когда свет отражается от зеркала, люди могут видеть себя.Если положить карандаш в стакан с водой, он будет казаться разбитым на две части. Поскольку свет проходит через воду, возникает преломление, и свет изгибается, в результате чего карандаш выглядит так, как будто он состоит из двух частей.

Почти все, что можно увидеть, так или иначе зависит от света. Для работы телевизоров, видеоигр и компьютеров требуется свет. Кроме того, без света человек не смог бы увидеть прекрасные цвета радуги, заката, восхода солнца или полной луны в ночном небе.

Спектрофотометрия

Гэри Л. Бертран

Электромагнитное излучение характеризуется своей частотой (n) или длиной волны (l). Эти два параметра связаны скоростью света (c),

п = ц / л.

The электромагнитный спектр колеблется от космических лучей высокой энергии (высокий частота, короткая длина волны) до микроволн очень низкой энергии (низкая частота, длинная волна).

Видимый свет представляет собой очень узкую часть этого диапазона с длинами волн от 400 нанометров (нм) для синего света до около 700 нм для красного свет. Более короткие длины волн попадают в ультрафиолетовую область, а более длинные — длины волн находятся в инфракрасной области.

Белый свет представляет собой смесь всех длин волн видимого диапазона. Когда свет падает на объект, он может отражаться, поглощаться, проходить или дифрагировать.Призма или дифракционная решетка разделяет белый свет на разные цвета. Если какой-то свет поглощенный, отраженный или прошедший свет имеет дополнительные цвет поглощенного света.

А спектрофотометр использует расположение призм, зеркал и щелей для выбрать свет желаемой длины волны и направить его на образец отсек и детектор. Детектор с помощью электроники измеряет интенсивность падающего на него света.Образец помещается на световой путь, и прибор сравнивает интенсивность света, проходящего через образец (I), с интенсивностью, наблюдаемой без образца (I _o ).

Эффект измеряется либо как коэффициент пропускания (T, процент света, проходящего через образец), либо как поглощение (Abs, представляющий количество света, поглощенного образцом):

T = 100 (I / I _o ); Abs = — log ₁₀ (T / 100) = log ₁₀ (I _o / I)

В приведенном выше примере один лист цветного материала пропускает 70% света:

I / I _o = 0.70; Т = 70%; Abs = — log ₁₀ (0,70) = 0,155

Второй лист пропускает 70% получаемого света или 49% (0,70 x 70%) исходного света:

I / I _o = 0,49; Т = 49%; Abs = — log ₁₀ (0,49) = 0,310

Третий лист пропускает 70% получаемого света или 34,3% (0,70 x 49%) исходного света:

I / I _o = 0,343; Т = 34.3%; Abs = — log ₁₀ (0,343) = 0,465

Видно, что абсорбция пропорциональна количеству листов цветного материала. Это закон Ламберта, поглощающая способность прямо пропорциональна толщине или длине пути поглощающего материала.

А спектрофотометр часто используется для исследования растворов. Решение содержащий абсорбирующий материал, сравнивают с эталонным раствором тот же растворитель и неабсорбирующие материалы.Коэффициент пропускания эталонного раствора устанавливается на 100% (Abs = 0), тогда относительный коэффициент пропускания раствора измеряется.

В приведенном выше примере добавление капли красного красителя в одну из ячеек снижает коэффициент пропускания до 70% (Abs = 0,155). Добавление капли во вторую ячейку снижает коэффициент пропускания до 49% (Abs = 0,310), удваивая поглощение, как и ожидается по закону Ламберта, поскольку длина пути окрашенного материала удваивается.

Однако добавление второй капли к первой ячейке дает точно тот же эффект, что и при добавлении ко второй ячейке. В этом случае длина пути остается прежней, но концентрация цветного материала удваивается, удваивая поглощение. Это закон Бера: при постоянной длине пути оптическая плотность прямо пропорциональна концентрации поглощающего материала.

Два закона объединены в законе Бера-Ламберта:

Abs = abC

, где b — длина пути, C — концентрация, а a — константа, зависящая от длины волны света, поглощающая материал и среда (растворитель и другие компоненты).В Константа a называется коэффициентом экстинкции или молярным коэффициентом поглощения.

При наличии нескольких поглощающих материалов эффекты складываются:

Abs = a ₁ b ₁ C ₁ + a ₂ b ₂ C ₂ +. . .

График поглощения против Длина волны для красного красителя показывает максимум при 525 нм:

Для синего красителя максимум происходит около 625 нм:

Если оба этих красителя растворяются в одинаковых концентрациях с образованием пурпурного раствора, полученный график показывает оба максимума

и на каждой длине волны оптическая плотность пурпурного раствора точно равна равна сумме оптической плотности красного и синего растворов при эта длина волны.Это хорошо видно, посмотрев на все три спектры на длине волны 525 нм. Красный краситель имеет оптическую плотность 0,233, синий краситель имеет небольшую оптическую плотность 0,016, а смесь имеет оптическую плотность 0,249.

Коэффициенты поглощения могут быть рассчитаны для двух красителей на длинах волн, при которых другой не будет мешать:

При 625 нм синий краситель при 3,0 ppm имеет поглощение 0,318 в ячейке с длиной пути 1,00 см. Следовательно, коэффициент поглощения (а) равен:

a _{синий, 625} = 0.318 / (3,0 частей на миллион x 1,00 см) = 0,106 частей на миллион ^-1 см ^-1 .

Рассчитаем коэффициент поглощения красного красителя при длине волны 510 нм до свести к минимуму проникновение синего красителя. (Есть математические методы для оптимизации этих вычислений в перекрывающихся регионах, но это выходит за рамки данного обсуждения.)

При длине волны 510 нм красный краситель при 3,0 ppm имеет оптическую плотность 0,183 в ячейке с длиной пути 1,00 см. Следовательно, коэффициент поглощения (а) равен:

a _{красный, 510} = 0.183 / (3,0 частей на миллион x 1,00 см) = 0,061 частей на миллион ^-1 см ^-1 .

Эти значения могут использоваться для расчета концентраций этих красных и синих красителей в других смесях:

Другая смесь этих двух красителей имеет Abs = 0,317 при 510 нм,
и Abs = 0,477 на 625 нм.

Из данных при 510 нм рассчитываем концентрацию красного красителя:

0,317 = (0,061 ppm ^-1 см ^-1 ) (1.00 см) C _{красный}

C _{красный} = (0,317) / (0,061) = 5,2 ppm

Исходя из данных при 625 нм, мы рассчитали концентрацию синего красителя:

0,477 = (0,106 ppm ^-1 см ^-1 ) (1,00 см) C _синий

C _синий = (0,477) / (0,106) = 4,5 ppm

Показания: Спектры света | Биология I

Как можно использовать свет для приготовления пищи? Когда человек включает лампу, электрическая энергия становится световой.Как и все другие формы кинетической энергии, свет может перемещаться, изменять форму и использоваться для работы. В случае фотосинтеза световая энергия преобразуется в химическую энергию, которую фотоавтотрофы используют для создания молекул углеводов. Однако автотрофы используют только несколько определенных компонентов солнечного света.

Что такое световая энергия?

Солнце испускает огромное количество электромагнитного излучения (солнечной энергии). Люди могут видеть только часть этой энергии, поэтому эта часть называется «видимым светом».«Путь, которым движется солнечная энергия, описывается как волны. Ученые могут определить количество энергии волны, измерив ее длину волны, расстояние между последовательными точками волны. Одиночная волна измеряется от двух последовательных точек, например, от гребня к гребню или от впадины к впадине (Рисунок 1).

Рис. 1. Длина волны одиночной волны — это расстояние между двумя последовательными точками схожего положения (два гребня или две впадины) вдоль волны.

Видимый свет представляет собой только один из многих типов электромагнитного излучения, испускаемого Солнцем и другими звездами.Ученые различают различные типы лучистой энергии Солнца в пределах электромагнитного спектра. Электромагнитный спектр — это диапазон всех возможных частот излучения (рисунок 2). Разница между длинами волн связана с количеством переносимой ими энергии.

Рис. 2. Солнце излучает энергию в виде электромагнитного излучения. Это излучение существует на разных длинах волн, каждая из которых имеет свою характерную энергию. Все электромагнитное излучение, включая видимый свет, характеризуется длиной волны.

Каждый тип электромагнитного излучения распространяется на определенной длине волны. Чем больше длина волны (или чем больше она появляется на диаграмме), тем меньше энергии переносится. Короткие, плотные волны несут наибольшую энергию. Это может показаться нелогичным, но представьте это как кусок тяжелой веревки. Человеку не нужно прилагать особых усилий, чтобы переместить веревку длинными широкими волнами. Чтобы веревка двигалась короткими тугими волнами, человеку нужно приложить значительно больше энергии.

Электромагнитный спектр (рис. 2) показывает несколько типов электромагнитного излучения, исходящего от солнца, включая рентгеновские лучи и ультрафиолетовые (УФ) лучи.Волны более высокой энергии могут проникать в ткани и повреждать клетки и ДНК, что объясняет, почему и рентгеновские лучи, и ультрафиолетовые лучи могут быть вредными для живых организмов.

Поглощение света

Энергия света запускает процесс фотосинтеза, когда пигменты поглощают свет. Органические пигменты, будь то сетчатка глаза человека или тилакоид хлоропластов, имеют узкий диапазон уровней энергии, которые они могут поглощать. Уровни энергии ниже, чем те, которые представлены красным светом, недостаточны для поднятия орбитального электрона в населенное возбужденное (квантовое) состояние.Уровни энергии выше, чем в синем свете, физически разрывают молекулы на части, что называется обесцвечиванием. Таким образом, пигменты сетчатки могут «видеть» (поглощать) свет от 700 до 400 нм, который поэтому называется видимым светом. По тем же причинам молекулы пигментов растений поглощают только свет в диапазоне длин волн от 700 до 400 нм; физиологи растений называют этот диапазон для растений фотосинтетически активным излучением.

Видимый свет, который люди воспринимают как белый свет, на самом деле существует в радуге цветов.Некоторые объекты, такие как призма или капля воды, рассеивают белый свет, открывая цвет человеческому глазу. Часть видимого света электромагнитного спектра представляет собой радугу цветов, при этом фиолетовый и синий имеют более короткие длины волн и, следовательно, более высокую энергию. На другом конце спектра, ближе к красному, волны длиннее и имеют меньшую энергию (рис. 3).

Рис. 3. Цвета видимого света не несут такое же количество энергии. Фиолетовый имеет самую короткую длину волны и поэтому несет больше всего энергии, тогда как красный имеет самую длинную длину волны и несет наименьшее количество энергии.(кредит: модификация работы НАСА)

Что такое пигменты

Существуют различные виды пигментов, каждый из которых эволюционировал, чтобы поглощать только определенные длины волн (цвета) видимого света. Пигменты отражают или пропускают длины волн, которые они не могут поглотить, благодаря чему они имеют соответствующий цвет.

Хлорофиллы и каротиноиды — два основных класса фотосинтетических пигментов, обнаруженных в растениях и водорослях; каждый класс имеет несколько типов молекул пигмента. Существует пять основных хлорофиллов: a , b , c и d и родственная молекула, обнаруженная в прокариотах, называемая бактериохлорофиллом. Хлорофилл a и хлорофилл b обнаружены в хлоропластах высших растений и будут в центре внимания следующего обсуждения.

Каротиноиды, имеющие множество различных форм, представляют собой гораздо большую группу пигментов. Каротиноиды, содержащиеся во фруктах, такие как красный цвет томата (ликопин), желтый цвет семян кукурузы (зеаксантин) или апельсин апельсиновой корки (β-каротин), используются в качестве рекламы для привлечения распространителей семян.В фотосинтезе
каротиноидов действуют как фотосинтетические пигменты, которые являются очень эффективными молекулами для утилизации избыточной энергии. Когда лист подвергается воздействию полного солнца, для обработки огромного количества энергии требуются светозависимые реакции; если с этой энергией не обращаться должным образом, она может нанести значительный ущерб. Следовательно, многие каротиноиды находятся в тилакоидной мембране, поглощают избыточную энергию и безопасно рассеивают эту энергию в виде тепла.

Каждый тип пигмента можно идентифицировать по определенному спектру длин волн, который он поглощает из видимого света, который представляет собой спектр поглощения .График на рисунке 4 показывает спектры поглощения для хлорофилла a , хлорофилла b и типа каротиноидного пигмента, называемого β-каротином (который поглощает синий и зеленый свет). Обратите внимание, как у каждого пигмента есть свой набор пиков и впадин, раскрывающих очень специфический образец поглощения. Хлорофилл a поглощает длины волн с обоих концов видимого спектра (синий и красный), но не зеленого цвета. Поскольку зеленый цвет отражается или передается, хлорофилл кажется зеленым.Каротиноиды поглощают в коротковолновой синей области и отражают более длинные волны желтого, красного и оранжевого цветов.

Рис. 4. (a) Хлорофилл a, (b) хлорофилл b и (c) β-каротин — это гидрофобные органические пигменты, обнаруженные в тилакоидной мембране. Хлорофиллы a и b, которые идентичны, за исключением части, указанной в красном поле, отвечают за зеленый цвет листьев. β-каротин отвечает за оранжевый цвет моркови. Каждый пигмент имеет (г) уникальный спектр поглощения.

Рис. 5. Растения, которые обычно растут в тени, адаптировались к низким уровням света за счет изменения относительной концентрации пигментов хлорофилла. (кредит: Джейсон Холлингер)

Многие фотосинтезирующие организмы имеют смесь пигментов; с их помощью организм может поглощать энергию более широкого диапазона длин волн. Не все фотосинтезирующие организмы имеют полный доступ к солнечному свету. Некоторые организмы растут под водой, где интенсивность и качество света уменьшаются и меняются с глубиной.Другие организмы растут, соревнуясь за свет. Растения на полу тропического леса должны поглощать любой проникающий свет, потому что более высокие деревья поглощают большую часть солнечного света и рассеивают оставшееся солнечное излучение (рис. 5).

Изучая фотосинтезирующие организмы, ученые могут определять типы присутствующих пигментов, создавая спектры поглощения. Прибор, называемый спектрофотометром , может различать световые волны с длиной волны, которые может поглощать вещество.Спектрофотометры измеряют проходящий свет и вычисляют по нему поглощение. Извлекая пигменты из листьев и помещая эти образцы в спектрофотометр, ученые могут определить, какие длины волн света может поглощать организм. Дополнительные методы идентификации растительных пигментов включают различные типы хроматографии, которые разделяют пигменты по их относительному сродству к твердой и подвижной фазам.

Transmittance — обзор | Темы ScienceDirect

3.2 Коэффициент пропускания и цветные очки

Спектральный коэффициент пропускания определяется отношением передаваемой мощности I (λ) к падающей мощности I ₀ (λ) в небольшом интервале длин волн около центральной длины волны λ и в заданный (достаточно малый) телесный угол апертуры

[29] T (λ) = I (λ) I0 (λ)

В случае достаточно малого поглощения передаваемая мощность определяется как:

[30] I (λ) = I0 (1 − R) 21 − R2exp (−Kabs (λ) d) = I02n1 + n2exp (−Kabs (λ) d)

, где K _abs (λ) — постоянная поглощения d — толщина образца.Поскольку множитель (1− R ) ² / (1− R ² ) = 2 n ​​ / (1+ n ​​ ² ) в уравнении [30], который характеризует кратность -потери на отражение, не зависят от толщины образца, очень часто внутренний коэффициент пропускания указывается в каталогах стекла как:

[31] Оттенок (λ) = I (λ) ((1 − R) 2 / (1 −R2)) I0 = I (λ) ((2n) / (1 + n2)) I0 = exp (−Kabs (λ) d)

Спектральный диапазон пропускания стекол (кроме металлических) обычно ограничен в оптическом диапазоне за счет внутренних механизмов, т.е.е., электронные переходы из связующего состояния в разрыхляющее состояние на коротковолновой стороне и за счет возбуждения ионных колебаний или фононов и многофононов на длинноволновой стороне из-за доминирующих компонентов стекол. Однако не следует ожидать, что стекла полностью прозрачны в промежуточном спектральном диапазоне. В этом диапазоне можно увидеть поглощение примесей, даже если их концентрацией можно пренебречь в отношении многих других физических и химических свойств.Их влияние может быть важным, поскольку толщина используемых образцов стекла намного больше, чем глубина проникновения света из-за собственных механизмов поглощения.

Следовательно, тонкий лист стекла может быть прозрачным в данном спектральном диапазоне, тогда как толстый стеклянный блок того же состава и с той же концентрацией примесей может быть непрозрачным в том же спектральном диапазоне. Таким образом, обязательно указать толщину образцов, для которых определен коэффициент пропускания.Достаточно большие неоднородности в стеклянном образце могут вызвать рассеяние электромагнитного луча. Тогда телесный угол луча не сохраняется, и мощность, которая передается в другом направлении, может не попасть в апертуру детектора. С другой стороны, такая мощность ухудшает качество контрастности изображения. Таким образом, следует позаботиться о правильном значении коэффициента пропускания применительно к применению стекла.

На рисунке 11 показаны два спектра пропускания сравнительно толстых образцов оксидных стекол.Таким образом, нельзя увидеть истинное начало сильного собственного поглощения в УФ-диапазоне за счет электронных переходов и возбуждения ионных колебаний в ИК-диапазоне. В этом отношении необходимо указать на поглощение из-за ионов ОН, которое в оксидных стеклах составляет около 2,7 мкм (и с его «обертонами» или многофононными полосами на более коротких длинах волн). Потеря пропускания зависит от соответствующих дефектов или примесей. Таким образом, переходный диапазон от низкого к сильному поглощению очень часто является не внутренним свойством стекла, а скорее результатом дефектов и случайных примесей.Присутствие таких примесей можно надежно обнаружить, если соответствующая полоса поглощения находится в спектральной области без или с очень низким поглощением основного стекла. Наиболее важными ионами, образующими такие полосы, являются ионы с неполными оболочками d , в частности с неполными оболочками 3 d (титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель и медь) (см. Таблицу 3). .

Рис. 11. Коэффициент пропускания кварцевого стекла и оптического стекла SF6 с большим содержанием оксида свинца в зависимости от длины волны.(Толщина образцов 10 мм, собственные измерения.)

Таблица 3. Цвета из-за 3 d элементов в оксидных стеклах

9001

Источник : Bamford (1977); Вейль (1951).

Эти ионы образуют довольно широкие полосы поглощения в зависимости от стеклянной матрицы, координации ближайших соседей, поля лигандов и валентного состояния (подробный обзор см. В Bamford, 1977; Weyl, 1951). Следовательно, таких красящих веществ следует избегать как примесей в химических составляющих стекла с низкой оптической плотностью. С другой стороны, можно использовать для производства цветных очков для различных применений. Восприятие цвета вызвано спектральным распределением света и поглощением в компенсирующей спектральной области, т.е.е., стекло кажется красным при солнечном свете, если оно поглощает в зеленой области спектра, или кажется синим, если оно поглощает в желтой области спектра, и наоборот. Однако впечатление от цвета усложняется, если появляются несколько резких полос поглощения. Сила этих полос контролируется концентрацией соответствующих ионов, шириной и силой осциллятора данного электронного перехода.

Если при поглощении фотонов электроны находятся в возбужденном состоянии, они могут переходить в свое основное состояние или в другие соседние состояния, в которых они находятся в ловушке.В последнем случае новые полосы поглощения могут расти из-за нового окружения электрона, и первоначальное поглощение уменьшается. Это известно как соляризация (Bach and Neuroth, 1998). Соляризацию можно убрать, если стекло нагреть. Затем захваченные электроны или дырки высвобождаются, чтобы рекомбинировать или мигрировать обратно и восстановить свое первоначальное распределение в образце.

Эффекты, подобные соляризации, возникают, если стеклянное окно облучается ионизирующим излучением, вызывающим радиационные дефекты.В частности, излучение с большой глубиной проникновения, такое как γ-частицы, нейтроны и — в меньшей степени — электроны и позитроны, ухудшает пропускание из-за множества изолированных невзаимодействующих центров поглощения, распределенных по глубине проникновения. Вредное влияние этих дефектов можно значительно уменьшить, если электроны и дырки обмениваются и рекомбинируют с такими заряженными дефектами. Это достигается, если стекло легировано несколькими процентами поливалентных ионов, предпочтительно Ce ³⁺ / Ce ⁴⁺ , которые не обладают заметным поглощением в видимой области спектра.

Оптическое поглощение зависит от распределения и связи между составляющими. Таким образом, фазовое разделение и агрегация компонентов, вызванные процедурой термообработки, изменяют спектральное поглощение и могут вызывать рассеяние, если осадки достаточно большие, то есть обычно больше одной десятой длины волны. Агрегаты также могут быть созданы путем распространения из внешнего источника. Агрегация атомов или ионов серебра в небольшие кластеры серебра с диаметром в диапазоне примерно 10–30 нм вызывает поглощение в синей области спектра.Как следствие, такие очки выглядят желтыми (серебристо-желтыми). Кластеры золота и меди вызывают красный цвет, поскольку они поглощают в зеленой области спектра.

Поглощение кластеров [ZnCd] [S, Se, Te] в стеклах, содержащих некоторое количество ZnO, также хорошо известно. В этом случае поглощение происходит за счет межзонных переходов. В зависимости от соотношения относительных вкладов между серой, селеном и теллуром в кластерах, которое можно регулировать с помощью таких параметров, как температура и продолжительность термообработки, ширина запрещенной зоны может изменяться примерно в пределах 3 эВ ([Zn, Cd] S) к 1.5 эВ (CdTe), что соответствует краям поглощения от 400 до 800 нм. Поскольку начало поглощения довольно резкое из-за прямых межполосных переходов, такие стекла полезны в качестве краевых фильтров с полосой пропускания на длинноволновой стороне.

Частицы галогенида серебра диаметром порядка 10–30 нм могут образовываться в подходящих легированных стеклах после отжига. Смешанные галогениды серебра (Ag [Cl, Br]) фотолитически разлагаются фотонами в основном в УФ и синей области спектра, создавая слой серебра на поверхности такой частицы.Поскольку слой серебра поглощает в видимой области спектра, такие стекла могут служить фотохромными офтальмологическими стеклами (Hoffmann, 1998). Константа наведенного поглощения исчезает, и стекло возвращается в свое полностью прозрачное состояние, если УФ и синий свет выключаются, поскольку серебро и галогенид остаются близко друг к другу в фотохромных частицах, снова образуя галогенид серебра, который прозрачен в видимом диапазоне. спектральная область.

За исключением церия, редкоземельные ионы дают довольно резкие полосы поглощения в стеклах из-за перехода внутри неполной оболочки 4 f .Эти переходы очень часто демонстрируют длительную флуоресценцию и другие спектроскопические свойства, которые делают их полезными в качестве активных сред для стеклянных и волоконных лазеров. Самые мощные лазеры обладают фосфатными стеклами с несколькими массовыми процентами неодима в качестве активных лазерных ионов. Обзор очков как активных сред лазеров см., Например, в Bach and Neuroth (1998) и Hoffmann (2008).

Измерения передачи и отражения | Блог X-Rite

проводят измерения в режиме пропускания или отражения для захвата и количественной оценки цвета различных непрозрачных, прозрачных и полупрозрачных образцов, включая стекло, жидкость, ткань и пластик.Сегодня мы объясним разницу между измерениями пропускания и отражения, чтобы вы могли определить, какой стол будет соответствовать вашим потребностям в измерении цвета.

Измерения передачи и отражения

Спектрофотометры пропускания и отражения излучают все длины волн света от 360 до 750 через вспышку, затем измеряют свет, который проходит или отражается, чтобы создать количественный график — отпечаток пальца — этого цвета. Доминирующие длины волн, которые отражаются назад, указывают на цвет.Пурпурный, индиго и синий имеют мелкую длину волны, от 400 до 550. Зеленые находятся посередине, от 550 до 600. Желтые, оранжевые и красные обеспечивают самые длинные волны. OBA и флуоресцентные агенты — выбросы — достигают пика более 100%.

измеряют цвет, мигая светом на поверхность образца и измеряя процент отражения с шагом 10 нанометров. Если вы измеряете полностью непрозрачные поверхности, вам подойдет спектрофотометр отражательной способности.

С другой стороны, спектрофотометры, которые способны пропускать, могут проецировать свет через образец. Детекторы с другой стороны улавливают длины волн и количество света, прошедшего через них, и определяют его в процентах от среднего пропускания.

Серия Ci7000

Настольные сферические спектрофотометры серии Ci7000 включают четыре модели для удовлетворения различных потребностей измерения цвета, каждая из которых соответствует стандарту ASTM D2244. Вот как выбрать лучшее для вас.

Измерения только отражения

Ci7500: Начальная модель в этой серии, Ci7500 — это спектрофотометр среднего диапазона, который измеряет только в режиме отражения. Если вам нужны только измерения поверхности непрозрачного материала, такого как окрашенные детали, спектрофотометр отражательной способности Ci7500 может быть хорошим выбором. Если вам нужно устройство, которое также может измерять передачу, Ci7500 вам не подойдет.

Ci7520: Настольный сферический спектрофотометр с коэффициентом отражения Ci7520 — это одобренное Министерством сельского хозяйства США решение для измерения и сортировки цвета апельсинового сока.Используя магнитный держатель для пробирок, чтобы представить образец без загрязнения инструмента, Ci7520 измеряет в режиме отражения для точного определения цвета апельсинового сока, а также других жидкостей.

Измерения отражения и пропускания

Настольные модели Ci7600, Ci7800 и Ci7860 измеряют как в режимах пропускания, так и в режимах отражения, что идеально подходит для измерения как непрозрачных, так и полупрозрачных образцов. Каждая модель может выполнять четыре типа измерений:

1. Прямые измерения пропускания прозрачных образцов, которые вы можете видеть, например, пакетов на молнии и прозрачного стекла.
2. Измерения полного пропускания для полупрозрачных образцов, которые пропускают свет, но вы не можете четко видеть сквозь них, например, стирального порошка и двухлитровых бутылок.
3. Измерения дымки для полупрозрачных образцов, которые рассеивают свет, например пластиковой крышки стоп-сигнала автомобиля, которая рассеивает красный свет вместо того, чтобы показывать лампу и нить накала. Независимо от того, хотите ли вы включить или исключить матовость, эти устройства соответствуют стандартным методам ASTM D1003 — Процедура B для спецификации и контроля качества.
4. Стандартное измерение коэффициента отражения на переднем порте с отверстиями разного размера

Если вам нужны только измерения поверхности материала, спектрофотометр отражательной способности Ci7500 может быть хорошим выбором. Хотя вы можете измерять поверхности, которые пропускают свет в режиме отражения, вы должны знать о полупрозрачности образца. Все сводится к нужным вам данным.

Действительно ли ваши образцы непрозрачны?

Измерение пропускания и непрозрачности не всегда являются синонимами, потому что непрозрачность может рассматриваться по двум причинам: перекрытие поверхности или подложки или способность материала пропускать свет.

Вы можете подумать, что ваша рука непрозрачная, и в некотором смысле это так. Но когда вы прижимаете к нему фонарик, вы можете видеть свет с другой стороны. Изображение с CoolScience.org.

Разница между полупрозрачными и прозрачными образцами

Полупрозрачные объекты пропускают свет, но закрывают обзор. Душевая дверь из травленого пластика — полупрозрачная. Прозрачные объекты, такие как оконное стекло, позволяют отчетливо видеть объекты с другой стороны.

Практическое применение

Think краска — она ​​непрозрачная? Да, при нанесении на стену он будет закрывать основу, так что вы не сможете увидеть сквозь нее. Но вам нужно будет проанализировать краску, используя метод коэффициента контрастности, чтобы увидеть, действительно ли она непрозрачна. Краски обычно непрозрачны после нанесения на основу, что делает их хорошим кандидатом для Ci7500.

А как насчет пластик ? Хотя мы не можем видеть сквозь пластиковый образец, он может пропускать свет.Хотя пластиковая бутылка может казаться непрозрачной, вы не узнаете наверняка, пока не протестируете ее. Например, содержимое бутылки с перекисью водорода быстро разлагается под действием солнечного света. Этот тип бутылок изготавливается коричневого цвета, который блокирует солнечный свет. Однако, если вы поднесете к нему сильный свет, он будет просвечивать. Эти бутылки производятся максимально непрозрачными, учитывая, что стоимость перекиси водорода не учитывает строгие параметры качества.

Textile Приложения также должны учитывать выбор спектрофотометра в зависимости от типа работы.AATCC говорит нам складывать образцы на четыре поверхности, чтобы добиться непрозрачности. Хотя этого достаточно для измерения пары вельветовых брюк или рулона хлопчатобумажной ткани, возможно, имеет смысл рассмотреть другие методы количественной оценки прозрачного или тонкого полупрозрачного нейлонового материала.

Имейте в виду, если вы измеряете текстильные материалы, которые определяют количество света, которое может пройти, метод испытания ASTM 203 блокировки света требует использования спектрофотометра с возможностью пропускания.

Какой тип столешницы вам нужен?

Если вы измеряете только 100% непрозрачные поверхности, которые не пропускают свет, Ci7500 может быть для вас. Если вы в основном измеряете непрозрачные поверхности, но иногда измеряете цвет на объектах, которые пропускают свет, вам может потребоваться устройство, которое может измерять пропускание, такое как Ci7600 или выше. Эти системы соответствуют ASTM D1003 для дымки, ASTM E1348 — Std. Спектрофотометрический метод определения пропускания и цвета с использованием полусферической геометрии и стандарта пропускания ISO 22892.

Например:

• Если вы мелкий формовщик или переработчик пластмасс, который строго работает с непрозрачными материалами, вы можете использовать Ci7500. Если вы думаете, что вам могут понадобиться возможности передачи в будущем, подумайте об этом перед покупкой. Если вы занимаетесь переработкой пластмасс, и вам нужна возможность измерения полупрозрачных предметов, вам, вероятно, понадобится мощность Ci7600 или выше.
• Многие приложения для покраски выбирают настольные компьютеры из-за их высокого уровня точности, но не обязательно измерять пропускание.Если вы никогда не столкнетесь с необходимостью измерения передачи, Ci7500 может быть экономичным выбором.
• Если вы измеряете такие материалы, как солнечные паруса, уличные зонтики или пляжные палатки для детей, их необходимо проверить на способность блокировать свет. Ci7600 или выше соответствует методу испытаний ASTM 203 процедур блокировки света. Если вы просто измеряете мужские галстуки или кожу, Ci7500 может быть достаточно.

Мы знаем, что выбрать правильный стол — непростое решение, особенно когда дело касается отражения и пропускания.Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши конкретные приложения, и один из наших экспертов по цвету может помочь.

Поглощение, отражение и пропускание видимого света — что происходит, когда свет и звук встречаются с разными материалами? — OCR 21C — Редакция GCSE Physics (Single Science) — OCR 21st Century

В пределах видимого светового диапазона электромагнитного спектра существует цветовой спектр. Это непрерывная цветовая гамма. В порядке увеличения частоты (и уменьшения длины волны) они задаются следующим образом:

• красный
• оранжевый
• желтый
• зеленый
• синий
• индиго
• фиолетовый

Каждый цвет в спектре видимого света имеет свой собственный узкий диапазон длин волн и частот.

Поглощение света

Волны могут поглощаться на границе между двумя разными материалами. Когда волны поглощаются поверхностью, энергия волны передается частицам на поверхности. Обычно это увеличивает внутреннюю энергию частиц.

Когда белый свет падает на непрозрачный объект, некоторые длины волн или цвета поглощаются. Эти длины волн не видны нашим глазам. Волны других длин отражаются и обнаруживаются нашими глазами.

Например, трава выглядит зеленой в белом свете:

• красный, оранжевый, желтый, синий, индиго и фиолетовый поглощаются травой
• зеленый свет отражается травой и определяется нашими глазами

Передача свет

Волны также могут передаваться на границе между двумя разными материалами. Когда волны передаются, они проходят через материал. Воздух, стекло и вода — обычные материалы, которые очень хорошо пропускают свет.Они прозрачны, потому что свет передается с очень небольшим поглощением. Полупрозрачные материалы пропускают немного света, но не полностью прозрачны. Абажуры, занавески для душа и жалюзи часто являются полупрозрачными объектами.

Цветные фильтры

Когда белый свет проходит через цветной фильтр, все цвета поглощаются, кроме цвета фильтра. Например, оранжевый фильтр пропускает оранжевый свет, но поглощает все остальные цвета. Если белый свет попадает на оранжевый фильтр, человеческий глаз будет наблюдать только оранжевые волны.

Цветные объекты в цветном свете

Объект кажется черным, если он поглощает все длины волн видимого света.