Az optikai sugárzás Fogalom meghatározások

Az előadások a következő témára: "Az optikai sugárzás Fogalom meghatározások"— Előadás másolata:

1 Az optikai sugárzás Fogalom meghatározások
Optikai sugárzás: Az elektromágneses színkép 100 nm – 1 mm közötti tartománya Látható sugárzás: Az optikai sugárzás (kb.) 380 nm – 780 nm közötti tartománya, ilyen sugárzás az átlagos emberi észlelőből fény-érzetet vált ki. Fény (fiziológiai értelemben): A látható sugárzás, mint inger, által kiváltott érzet illetve észlelet.

2 Elektromágneses színkép

3 Összehasonlító ábra: hullámhossz-frekvencia, méretek

4 Elektromágneses színkép

5 Az optikai sugárzás színképtartományai

6 Az ultraibolya és infravörös színképtartomány
UV-A: 315 nm – 400 nm közötti tartomány UV-B: 280 nm – 315 nm közötti tartomány UV-C: 100 nm – 280 nm közötti tartomány IR-A: 780 nm – 1400 nm közötti tartomány IR-B: 1,4 m – 3 m közötti tartomány IR-C: 3 m – 1 mm közötti tartomány

7 Az elektromágneses sugárzás keletkezése, elnyelése
Elektron gerjesztett állapotból alacsonyabb energiaállapotba megy át: fotont emittál: E = h, h = 6,6310-34 J·s (joulesec) E (eV) = 1,234 /  (m) Foton abszorpcióval elektron alacsonyabb energiaállapotból magasabba megy át

8 Abszorpció és emisszió

9 Az elektromágneses sugárzás terjedése

10 Polarizáció, keresztezett polarizátorok

11 Síkhullám interferenciája két nyíláson
Huygens elv: hullámmozgás elemi hullámokból tevődik össze, amelyek új hullámmozgás kiindulópontjai

12 Interferencia

13 Fényelhajlás rekeszen
A fényrekeszek éle a vörös (nagyobb hullámhosszúságú) fényt jobban elhajlítja, mint az ibolyát (kisebb hullámhosszúságú) Fehér fény esetén színes sávok a világos-sötét határvonalon Nyílás képe: fényelhajlás Képpont, elhajlási kép:

14 Fényelhajlás kör alakú nyíláson
Sugárzáseloszlás: elsőfajú Bessel függvény Airy gyűrű, az első sötét gyűrű helye: ahol r a nyílás (apertúra) sugara, az első sötét gyűrű helye: x = 1,22 p. Ha 2 szomszédos középpont közelebb van egymáshoz, mint az Airy gyűrűk távolsága, az elhajlási képek átfedik egymást. Felbontás határ.

15 Kerek apertúra diffrakciós képe

16 A sugárzás és anyag kölcsönhatásai
Törés: törésmutató, totálreflexió Visszaverés: számottevő energiaveszteség nélkül, tükrös és diffúz határesetek. Elnyelés: kölcsönhatás során változik az anyag állapota Hőmérséklet emelkedés Fizikai változás (pl. elektromos vezetőképesség) Szekunder sugárzás (pl. fluoreszcencia) Kémiai változás Biológiai változás

17 Törés, teljes visszaverődés (totálreflexió)
sina/sinb = =n1/n2

18 Tükrös és diffúz visszaverés

19 Tükrös, diffúz és kevert visszaverés (reflexió)

20 Optikai szűrő: közepes hullámhossz tartományban elnyel, magenta színészlelet keletkezik

21 Sugárzás hatásának értékelése
Az anyag a különböző energiájú (hullámhosszúságú) sugárzást különböző mértékben hasznosítja B() „hatásfüggvény” : a különböző hullámhosszúságú sugárzás relatív hatékonyságát adja meg X() a Watt-ban mért sugárzáseloszlás KB arányossági tényező

22 Fotobiológiai hatások
„kék-fény” hatás: foton-energia roncsolja a sejtet Termikus hatások: hő-hatás roncsolja a sejtet Hasznos hatások, pl. D vitamin previtamin szintézis Cirkádián hatások