СЕЛЕКТИВНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА
Все тела природы мы можем разделить на две большие группы: тела самосветящиеся или источники света и тела несамосветящиеся, которые только отражают или пропускают через себя падающий на них свет. К этой группе принадлежит подавляющее большинство видимых нами тел.
Самосветящиеся тела являются источниками света и испускают свет того или иного состава.
Остальные предметы видны только в том случае, когда .они освещены. Свет, исходящий от таких тел, в очень сильной степени зависит по своему спектральному составу от состава освещающего света. Таким образом цвет какой-нибудь краски в значительной степени определяется составом того света, которым эта краска освещена.
Наиболее удобно знакомиться с явлениями поглощения, рассматривая явления поглощения в прозрачных телах (окрашенные стекла или жидкости). Поглощение света в этом случае состоит в постепенном исчезновении излучения, проходящего через излучаемую среду. Исчезнувшая таким образом лучистая энергия превращается в эквивалентное количество теплоты или других видов энергии. Для начала мы исключаем случаи так называемых мутных сред, в которых, кроме того, имеет еще место рассеяние светового потока. Эти явления будут рассмотрены позже.
Для большинства прозрачных тел степень поглощения света различных длин волн неодинакова. Благодаря селективному (избирательному) поглощению свет после прохождения через такое тело, изменит свой спектральный состав: лучи некоторых длин волн пройдут почти не изменившись в своей интенсивности, в то время как волны другой длины будут ослаблены чрезвычайно сильно и иногда совсем поглощены. Свет, проходя через среду С селективным поглощением, изменяет не только свою яркость, но и свой спектральный состав и, следовательно, меняет свою окраску.
Имеются конечно и такие среды, для которых поглощение оказывается неселективным. В таких случаях мы говорим о бесцветных телах, если поглощение в них ничтожно мало, или о нейтрально-серых в случае поглощения более сильного, но равномерного по всему спектру.
Физикой установлены следующие законы поглощения света в прозрачных телах:
1. При поглощении света данным телом всегда поглощается определенная доля падающего на тело монохроматического излучения, независимо от силы этого излучения и от наличия других излучений. Удельное поглощение, будет показывать нам долю поглощенного монохроматического света.
Величина удельного поглощения для монохроматического света не зависит ни от его силы, ни от присутствия других излучений.
2. Удельное поглощение зависит от оптических свойств тела и от пути, пройденного светом в поглощающей среде. Математическая формулировка этого закона (закон Ламберта)
Оптическая плотность прямо пропорциональна толщине поглощающей среды.
Для селективно-поглощающих тел поглощение различных монохроматических лучей будет неодинаково. Поэтому, желая охарактеризовать поглощение сложного света таким телом, мы должны указать величину поглощения для каждого монохроматического излучения, входящего в состав нашего света.
Такого рода измерения можно произвести с помощью спектрофотометров, и графическая интерпретация полученных результатов даст нам кривую поглощения или пропускания для данного тела.
На рис. 5 приведены некоторые типические кривые пропускания для ряда окрашенных стекол.
Самосветящиеся тела являются источниками света и испускают свет того или иного состава.
Остальные предметы видны только в том случае, когда .они освещены. Свет, исходящий от таких тел, в очень сильной степени зависит по своему спектральному составу от состава освещающего света. Таким образом цвет какой-нибудь краски в значительной степени определяется составом того света, которым эта краска освещена.
Наиболее удобно знакомиться с явлениями поглощения, рассматривая явления поглощения в прозрачных телах (окрашенные стекла или жидкости). Поглощение света в этом случае состоит в постепенном исчезновении излучения, проходящего через излучаемую среду. Исчезнувшая таким образом лучистая энергия превращается в эквивалентное количество теплоты или других видов энергии. Для начала мы исключаем случаи так называемых мутных сред, в которых, кроме того, имеет еще место рассеяние светового потока. Эти явления будут рассмотрены позже.
Для большинства прозрачных тел степень поглощения света различных длин волн неодинакова. Благодаря селективному (избирательному) поглощению свет после прохождения через такое тело, изменит свой спектральный состав: лучи некоторых длин волн пройдут почти не изменившись в своей интенсивности, в то время как волны другой длины будут ослаблены чрезвычайно сильно и иногда совсем поглощены. Свет, проходя через среду С селективным поглощением, изменяет не только свою яркость, но и свой спектральный состав и, следовательно, меняет свою окраску.
Имеются конечно и такие среды, для которых поглощение оказывается неселективным. В таких случаях мы говорим о бесцветных телах, если поглощение в них ничтожно мало, или о нейтрально-серых в случае поглощения более сильного, но равномерного по всему спектру.
Физикой установлены следующие законы поглощения света в прозрачных телах:
1. При поглощении света данным телом всегда поглощается определенная доля падающего на тело монохроматического излучения, независимо от силы этого излучения и от наличия других излучений. Удельное поглощение, будет показывать нам долю поглощенного монохроматического света.
Величина удельного поглощения для монохроматического света не зависит ни от его силы, ни от присутствия других излучений.
2. Удельное поглощение зависит от оптических свойств тела и от пути, пройденного светом в поглощающей среде. Математическая формулировка этого закона (закон Ламберта)
Оптическая плотность прямо пропорциональна толщине поглощающей среды.
Для селективно-поглощающих тел поглощение различных монохроматических лучей будет неодинаково. Поэтому, желая охарактеризовать поглощение сложного света таким телом, мы должны указать величину поглощения для каждого монохроматического излучения, входящего в состав нашего света.
Такого рода измерения можно произвести с помощью спектрофотометров, и графическая интерпретация полученных результатов даст нам кривую поглощения или пропускания для данного тела.
На рис. 5 приведены некоторые типические кривые пропускания для ряда окрашенных стекол.
Рис. 5. Кривые спектрального пропускания типичных окрашенных стекол
Спектральный состав света, прошедшего через поглощающее тело, будет определяться как поглощением в самом теле, так и спектральным составом падающего на него света.
Рис. 6. Кривые спектрального пропускания при с различных источниках света
Само собою разумеется, что вид этой кривой будет различен для различных источников света, освещающих исследуемую среду. На рис. 6 приведены кривые спектрального распределения энергии в спектре света различных источников после прохождения через окрашенное стекло.