Прозрачность среды

У этого термина существуют и другие значения, см. Прозрачность.

Бабочка с прозрачными крыльями.

Прозра́чность среды́ — отношение величины потока излучения, прошедшего без изменения направления через слой среды единичной толщины, к величине потока излучения, вошедшего в эту среду в виде параллельного пучка (то есть при исключении влияния поверхностей раздела). Высокую прозрачность имеют среды с направленным пропусканием излучения, поэтому прозрачность отличается от пропускания вообще: высокорассеивающая неоднородная среда, например, лист бумаги, образованной прозрачными волокнами целлюлозы, непрозрачен, хотя отношение прошедшего потока света к падающему потоку велико.

Прозрачные предметы могут создавать тень.

Прозрачность зависит от длины волны излучения; применительно к монохроматическому излучению говорят о монохроматической прозрачности, по отношению к излучению в определённом спектральном диапазоне — о прозрачности в данном диапазоне (например, радиопрозрачность). При использовании термина прозрачность без упоминания среды обычно подразумевается прозрачность для светового излучения в видимом диапазоне.

Механизм прозрачности

Электромагнитная волна воздействует на заряды в атомах и молекулах вещества так, что те начинают собственные колебания и переизлучают её, отражая или преломляя волновой фронт.

Атомы поглощают и излучают электромагнитное излучение на определённых длинах волн — спектральных линиях. Поглощение и последующее переизлучение при тепловом движении атомов из-за эффекта Доплера приводит к смещению и «размытию» линий в спектре.^[1]

Коэффициент прозрачности для отверстий диаметром порядка длины волны может быть больше единицы,^[2] предположительно из-за резонанса прозрачности.

Прозрачность различных веществ

Рентгеновский снимок головы.

Высокой прозрачностью в оптическом диапазоне обладает большинство газов и однородные неокрашенные диэлектрики в конденсированном состоянии, так, например, в слое толщиной 1 см прозрачность оптического кварца составляет 0.999, оптических стёкол — 0.99-0.995.

Металлы также прозрачны в тонких слоях, поэтому тонкие плёнки металлов (обычно полученные путём напыления на прозрачный материал) используют в качестве затемняющих светофильтров.

В некоторых случаях прозрачность материала зависит от интенсивности проходящего света, такие материалы называют фототропными и фотохромными. (см. например Очки-«хамелеоны»)

Прозрачность воды является важной характеристикой в гидрологии.

Чем более сложны полимеры (ароматические кольца, кратные связи, гетероатомы), тем меньше в их спектрах «окон прозрачности».^[3]

Атмосферы

Прозрачность атмосферы зависит от содержания в ней пара и пыли,^[4] при этом для её описания используют фактор мутности.^[5] Молекулярная дымка атмосферы рассеивает свет с интенсивностью, обратно пропорциональной 4-ой степени длины волны (наиболее интенсивна в коротковолновой, сине-фиолетовой части видимого спектра).^[6]

Примечания

1. ↑ Наука. Дальний поиск. Лазер исследует атмосферу
2. ↑ F. J. Garcia-Vidal, Physical Review Letters, 95, 103901 (31 August 2005) - Открыты сверхпрозрачные отверстия
3. ↑ Ларин Ю. Т., Нестерко В. А. — Полимерные оптические волокна
4. ↑ Прозрачность атмосферы — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
5. ↑ Мутности фактор — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
6. ↑ Аэрофотография — Военный словарь

См. также

• Закон Бугера — Ламберта — Бера
• Поглощение
• Преломление
• Прозрачность в гидрологии