Интензитет - светлинен лъч - Голямата енциклопедия на нефта и газа, статия, страница 4

Интензитет - светлинен лъч

Прорезната диафрагма трябва да бъде напълно отворена. Отворете завесата на светлинните потоци и включете галванометъра за ниска чувствителност. Отклонението на стрелката на галванометъра показва, че интензитетът на десния светлинен лъч е отслабнал поради абсорбцията на светлина от тестовия разтвор. Това отслабване трябва да се компенсира чрез завъртане на кръглите фотометрични клинове - първо големи 7, след това малки 8 и галванометърът отново се настройва на нула. След това галванометърът се превключва на висока чувствителност и отново се настройва на нула с помощта на големи и малки фотометрични клинове. След изключване на галванометъра и преместване на дръжката на галванометъра в позиция 1 (ниска чувствителност), в десния светлинен лъч се вкарва кювета с разтворител. Фотометричното равновесие се нарушава, тъй като интензитетът на светлинния поток към дясната фотоклетка се увеличава. [46]

Описаните по-горе методи за измерване на показателите на пречупване и дисперсия се използват за излъчване на прозрачни и слабо поглъщащи вещества. С увеличаването на абсорбционния капацитет на дадено вещество тяхното изследване става трудно и дори напълно невъзможно. При, например, ъгловите методи има толкова силно отслабване на интензитета на светлинния лъч, че границата на светлотеницата изчезва. При интерферентните методи силното поглъщане води до значително отслабване на интензитета на един от интерфериращите лъчи, в резултат на което контрастът на интерферентната картина намалява или дори не се наблюдава изобщо. В допълнение, тези методи са удобни за използване при изследвания във видимата и ултравиолетовата област на спектъра, където могат да се използват визуални наблюдения и методи за фотографски запис.При изследванията в инфрачервената област този проблем става много по-сложен. [47]

Тази пропорционалност се спазва стриктно само когато всички частици са осветени от първичния неотслабен лъч светлина. В действителност обаче частиците също се осветяват от светлина, разсеяна от други частици, и интензитетът на първичния светлинен лъч се намалява поради други частици. При забележима величина на тези ефекти пропорционалността се нарушава - такова разсейване се нарича многократно. Например, интензивността на светлината, разпръсната от естествените облаци, не е пропорционална на броя на капчиците, които съдържат, тъй като не всички от тях са осветени от пряка слънчева светлина. [49]

Тези закони от своя страна се основават на факта, че индексът на пречупване на средата практически не зависи от интензитета на лъча. Такива среди се наричат линейни. Като се има предвид високото ниво на светлинна мощност на импулсните оптични квантови генератори, за да се опише разпространението на тази светлина в среда, е необходимо да се вземе предвид зависимостта на индекса на пречупване от интензитета на светлинния лъч. [52]

Има погрешно схващане, че затихването на светлината при преминаването й през оптиката се дължи наабсорбция на лъчи в масата на стъклото. Коефициентът на поглъщане на стъклото за лъчите от видимата област на спектъра е много малък. Следователно основната загуба на светлина се дължи не на абсорбцията, а на отразяването на светлината от интерфейсите стъкло-въздух, тъй като около 4 / o от интензитета на светлинния лъч се губи по време на преминаването на всяка такава повърхност. Намаляването на коефициента на отражение на стъклените повърхности е в основата на съвременните методи за оптично покритие. [53]

Следният метод се използва за запис на звук върху филм. Електрическите трептения се използват за редуващо се отслабване и усилване на интензитета на светлинния лъч. По този начин интензитетът на светлинния лъч се променя в зависимост от промяната на напрежението. След това лъчът светлина удря тясна пътека, оставена на филмовата лента, и записва звука под формата на лента с променлива прозрачност. [54]

Можете просто да свържете такъв детектор веднага с отчитащ или записващ галванометър без междинен усилвател. Поради добре известната зависимост на параметрите на такава фотоклетка от температурата и експлоатационния живот, точността на отчитане, получена по този начин, е доста ограничена. В сравнение с фотоклетките с бариерен слой, вакуумните фотоклетки [14, 15] показват много по-висока стабилност при работа. Ако се използва вакуумна фотоклетка директно за записване на интензитета на светлинния лъч, тогава е необходимо да се стабилизира напрежението, приложено към катода на фотоклетката. Подобна стабилизация трябва да се извърши едновременно за анодното напрежение на усилващите лампи с помощта на ферорезонансен стабилизатор и лампи с тлеещ разряд. За дълги периоди от време DC усилвателите са изключително нестабилни, така че е препоръчително да използвате променливотоков светлинен източник ирезонансен усилвател. В допълнение, ефектът от повърхностните токове на утечка може да бъде драстично намален. Захранваните с променлив ток живачни лампи откриват силни периодични промени в интензитета на светлината при два пъти по-висока честота. Ако тази честота се използва като резонансна честота на усилвателя [21], тогава няма нужда от допълнителна модулация на светлинния поток. И все пак предимството на избора на резонансна честота, която не е цяло число, кратно на основната честота, е, че всички пикове на напрежението в захранването или външен сигнал, дължащ се на разсеяна светлина, няма да бъдат усилени. [55]

През 1871 г. Rayleigh показа, че разсейването на светлината от частици, чийто размер е малък в сравнение с дължината на вълната на падащата светлина, е по същество дифракционен феномен. Според неговата теория, електроните на изотропна частица с достатъчно висока оптична плътност, срещайки светлинен лъч, под въздействието на електромагнитен импулс на падаща вълна, започват да трептят в унисон с падащата вълна - това води до появата на индуциран осцилиращ електрически момент в частиците. Осцилиращите електрони стават източници на разсеяна (или дифрактирана) светлина, която в по-голямата си част има същата честота като падащата светлина. Естествено, в резултат на разсейване на светлината от частици, интензитетът на предавания светлинен лъч се отслабва. [56]

Чрез увеличаване на времето на експозиция може да се получи крива на смущение I(x) по принцип при произволно нисък интензитет на светлината. Това вече е нетривиално, тъй като с намаляването на интензитета на светлинния лъч броят на фотоните в него намалява, така че очевидно трябва да възникне ситуация, когато вместо светлинни вълни е необходимо да се вземат предвид отделни фотони. Естеството на интерференционната крива 1(x), както се вижда отекспериментът се оказва очевидно нечувствителен към произволно силно намаляване на интензитета на светлината. Разпределението на ударите на отделните фотони дава същия модел на смущение върху екрана на детектора, както от светлинните вълни. [57]

Следният метод се използва за запис на звук върху филм. С помощта на микрофон звуковите вибрации се преобразуват в електрически вибрации. Електрическите трептения се използват за редуващо се отслабване и усилване на интензитета на светлинния лъч. По този начин интензитетът на светлинния лъч се променя в зависимост от промяната на напрежението. След това лъчът светлина удря тясна пътека, оставена на филмовата лента, и записва звука под формата на лента с променлива прозрачност. [58]