तेल और गैस का बड़ा विश्वकोश। तमाशा प्रकाशिकी में प्रयुक्त सामग्री पर संदर्भ जानकारी। प्लास्टिक, धातु फ्रेम। खनिज और कार्बनिक लेंस।

8 अप्रैल, 2011

आज, सेल्युलोज एसीटेट ऑप्टिकल बाजार में सबसे अधिक मांग वाली सामग्रियों में से एक है; इससे बने फ्रेम और धूप का चश्मा ग्रह पर सबसे फैशनेबल लोगों द्वारा खुशी से पहना जाता है। बहरहाल, ऐसा हमेशा नहीं होता...

सेल्यूलोज एसीटेट (एसिटाइलसेलुलोज) - एसीटेट फाइबर - सेल्यूलोज ट्राइसेटेट (ट्राइसेटेट फाइबर) और इसके आंशिक साबुनीकरण उत्पाद (एसीटेट फाइबर उचित) के समाधान से बने कृत्रिम फाइबर। नरम, लोचदार, थोड़ा झुर्रीदार, छोड़ें पराबैंगनी किरण; कमियों: कम ताकत, कम तापीय और पहनने के प्रतिरोध, महत्वपूर्ण विद्युतीकरण। वे मुख्य रूप से उपभोक्ता वस्तुओं के उत्पादन में उपयोग किए जाते हैं, जैसे अंडरवियर। विश्व उत्पादन लगभग 610 हजार टन है।

ढाला और मिल्ड फ्रेम के लिए सेलूलोज़ एसीटेट

यदि हम थोड़ा सा सरल करें, तो हम कह सकते हैं कि लकड़ी के गूदे या कपास से प्राप्त शुद्ध सेल्यूलोज को एसिटिक एसिड में उजागर करने के परिणामस्वरूप सेल्यूलोज एसीटेट का उत्पादन होता है। सेल्युलोज एसीटेट वर्तमान में उद्योग की जरूरतों के आधार पर फाइबर, फिल्म, शीट और ग्रेन्युल के रूप में उपयोग किया जाता है। चश्मों के प्रकाशिकी में, सेल्यूलोज एसीटेट के दोनों शीट (मिल्ड फ्रेम के निर्माण के लिए) और ग्रेन्युल (मोल्ड फ्रेम के लिए) का उपयोग किया जाता है। हाल ही में, मिल्ड फ्रेम अधिक सामान्य हो गए हैं, क्योंकि वे रंग और आकार के मामले में डिजाइनरों के लिए बहुत सारे विकल्प प्रदान करते हैं। इसके अलावा, सभी सेलूलोज़ एसीटेट फ्रेम हल्के और स्पर्श के लिए सुखद होते हैं। हमारे समय में एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि वे पुन: प्रयोज्य कच्चे माल से बने होते हैं; यह कुछ कंपनियों को उन्हें हरित उत्पाद के रूप में मानने का अवसर देता है। हालांकि, यह निर्विवाद है कि ये फ्रेम धातु के फ्रेम की तुलना में कम टिकाऊ होते हैं, इसके अलावा, उनके पास खराब प्रतिरोध होता है रसायनऔर उच्च तापमान, टूटने का खतरा। हालांकि, कई लोगों की आंखों में उच्च स्तर का आराम, हाइपोएलर्जेनिकिटी और स्टाइलिश डिजाइन इन सकारात्मक गुणों के लिए क्षतिपूर्ति नहीं करता है।

फिल्म से लेकर हवाई जहाज तक। चश्मे के नीचे से एक नज़र

सेल्यूलोज एसीटेट के आविष्कार के लिए विभिन्न स्रोत अलग-अलग तिथियां देते हैं। जाहिरा तौर पर, यह पहली बार 1865 में जर्मनी में फ्रांसीसी रसायनज्ञ पॉल शुटजेनबर्गर द्वारा प्राप्त किया गया था, और केवल 29 साल बाद, 1894 में, अंग्रेजों के चार्ल्स क्रॉस और एडवर्ड बेवन द्वारा पेटेंट कराया गया था। लगभग उसी समय, पहला एसीटेट फाइबर प्राप्त किया गया था। सेल्यूलोज एसीटेट के इतिहास में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर 1910 था, जब भाइयों केमिली और हेनरी ड्रेफस ने स्विट्जरलैंड के बेसल में एक सेल्युलोज एसीटेट फिल्म कारखाना खोला। उत्पादन की मात्रा लगभग 3 टन प्रति दिन थी। ज्वलनशील नाइट्रोसेल्यूलोज फिल्म के उत्कृष्ट विकल्प के रूप में फिल्म को फ्रांस और जर्मनी में सफलतापूर्वक बेचा गया था। इसके अलावा, इसके अग्नि प्रतिरोध के कारण, सेल्यूलोज एसीटेट वार्निश का उपयोग विमान के पंखों और धड़ को कोट करने के लिए भी किया जाता था। 1913 में, कई प्रयोगों के बाद, भाइयों ने फाइबर और यार्न बनाने में कामयाबी हासिल की। प्रथम विश्व युद्ध से कुछ समय पहले सेल्यूलोज एसीटेट से कपड़े के उत्पादन के लिए पहला कारखाना ग्रेट ब्रिटेन में दिखाई दिया। ड्रेफस भाइयों ने अपने आविष्कार को संयुक्त राज्य अमेरिका में फैलाना जारी रखा, जहां 1924 में एसीटेट फाइबर का उपयोग करके कपड़ों के उत्पादन के लिए पहला कारखाना खोला गया था। जैसा कि हम सभी जानते हैं, सेल्यूलोज एसीटेट अभी भी कपड़ा उद्योग में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, जिसे आसानी से प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों सामग्रियों के साथ जोड़ा जाता है। लेकिन वो दूसरी कहानी है।

Mazzuchchelli - फ्रेम के उत्पादन के लिए सेल्यूलोज एसीटेट का सबसे बड़ा आपूर्तिकर्ता

मुखिया अभिनेताप्रकाशिकी में सेल्यूलोज एसीटेट का इतिहास निस्संदेह इतालवी कंपनी माज़ुचेली स्पा है। इसकी स्थापना 1849 में उत्तरी इटली में, वारेस के पास कास्टिग्लिओन ओलोना शहर में हुई थी, और 150 से अधिक वर्षों से एक पारिवारिक व्यवसाय है। कंपनी के संस्थापक सैंटिनो माज़ुचेल्ली और उनके बेटे पोम्पेओ (सेंटिनो और पोम्पेओ माज़ुचेली) ने शीट के रूप में सेल्युलोज नाइट्रेट का उत्पादन शुरू किया, जिससे कंघी, कंघी, बटन और बालों के गहने बनाए गए। भविष्य में, कंपनी ने कच्चे माल के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की श्रेणी और उनके आवेदन के लिए क्षेत्रों की सूची दोनों का विस्तार किया। हम कह सकते हैं कि 19वीं शताब्दी में, इतालवी उद्यमी एक ऐसी कंपनी बनाने में कामयाब रहे जो अभी भी वैश्विक स्तर पर प्लास्टिक के उत्पादन को प्रभावित करती है। आज यह फ्रेम, धूप का चश्मा, गहने और अन्य सामान बनाने वाली कंपनियों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए सेल्यूलोज एसीटेट शीट या ग्रेन्युल का दुनिया का सबसे बड़ा आपूर्तिकर्ता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि माज़ुचेली कंपनी ने हमेशा ऑप्टिकल बाजार को अपने लिए सबसे महत्वपूर्ण में से एक माना है। सभी के दौरान वर्षोंअपने पूरे इतिहास में, इसने नई तकनीकों और डिजाइन विकास को खोजने के लिए लगातार शोध किया है। कंपनी को इस बात पर गर्व है कि सेल्यूलोज एसीटेट शीट की शुरूआत जो उनके रंग में कछुआ के पैटर्न की नकल करती है, ने जीवित कछुओं के विनाश को नाटकीय रूप से कम करने में मदद की है। आज, कंपनी के विशेषज्ञों की शिल्प कौशल इतनी पूर्णता तक पहुंच गई है कि कई लोग कहते हैं कि माज़ुचेली प्लास्टिक अपने आप में कला का एक काम है। कंपनी प्रमुख ऑप्टिकल डिजाइनरों के साथ सहयोग करती है, उनके लिए विशेष रंग और पैटर्न बनाती है।

प्लास्टिक फ्रेम और धूप का चश्मा। उतार-चढ़ाव के दौर

प्लास्टिक से बने चश्मे के औद्योगिक उत्पादन का पहला उल्लेख XX सदी के 20 के दशक का है। इससे पहले, नई सामग्री, विशेष रूप से बहुत लोकप्रिय सेल्युलाइड, मुख्य रूप से मंदिरों की युक्तियों के लिए फ्रेम के धातु भागों के लिए कोटिंग्स के रूप में उपयोग की जाती थी। शुरुआत में, प्लास्टिक के फ्रेम मुख्य रूप से महिलाओं के लिए थे, उनके आकार और रंग में फूलों के रूपांकनों और नरम रूपों का उपयोग किया जाता था। यद्यपि 1930 के दशक में उनका उत्पादन बढ़ा, द्वितीय विश्व युद्ध के बाद ही प्लास्टिक के गिलास वास्तव में फैशनेबल बन गए, जब प्रसिद्ध रे-बैन ब्रांड के वेफरर मॉडल (यात्री) ने दुनिया भर में लोकप्रियता हासिल की। स्टाइलिश और हल्के धूप के चश्मे को दुनिया भर में लाखों लोग पसंद करते हैं। और, ज़ाहिर है, प्लास्टिक के बीच, सेल्युलोज एसीटेट तुरंत नेताओं में से एक बन गया।

60 के दशक में प्लास्टिक के चश्मे की लोकप्रियता का उच्च स्तर भी नोट किया गया था - चमकीले रंग और विचित्र आकार, जो उस समय धातु के मॉडल की विशेषता नहीं थे, "फूलों के बच्चों" की शैली के लिए सबसे उपयुक्त थे, जो प्यार को पसंद करते थे और राजनीति और युद्ध के लिए संगीत। और फिर भी, इस अवधि के दौरान, प्लास्टिक का उपयोग मुख्य रूप से धूप का चश्मा बनाने के लिए किया जाता था, जबकि प्रकाशिकी के फ्रेम अभी भी धातु से बने होने को प्राथमिकता देते थे। यह प्रवृत्ति 70 के दशक में जारी रही, जब एक निश्चित द्विभाजन दिखाई दिया: एक तरफ, बड़े प्लास्टिक के धूप के चश्मे में जैकी कैनेडी की भावना में शानदार महिलाएं, दूसरी तरफ, एक गोल धातु फ्रेम में एक बौद्धिक (उदाहरण के लिए, एक बेवकूफ)।

परिवर्तन 1980 के दशक में शुरू होता है, जब ऑप्टिशियन और उपभोक्ता दोनों समझते हैं कि चश्मा एक चिकित्सा कृत्रिम अंग नहीं होना चाहिए जो चेहरे को खराब करता है: उन्हें पूरक होना चाहिए, खराब नहीं होना चाहिए उपस्थिति. इस समय तक, समाज के दिमाग में एक स्टीरियोटाइप लंबे समय से मौजूद है: "सभी प्लास्टिक की चीजें सस्ती, अल्पकालिक और स्पष्ट रूप से धातु से बने समान उत्पादों की गुणवत्ता में हीन हैं।" दूसरी ओर, चश्मा धीरे-धीरे चिकित्सा उत्पादों की श्रेणी से आगे बढ़ रहा है, जिन पर कई लोग आदतन बचत करते हैं, प्रतिष्ठा के सामान की श्रेणी में। यानी लोग एक ऐसी चीज खरीदना चाहते हैं जिसे वे खुद और दूसरे लोग महंगे और स्टाइलिश समझें। यह प्लास्टिक के चश्मे में रुचि में तेज गिरावट का कारण बनता है, जो इस अवधि के दौरान तमाशा ऑप्टिक्स बाजार के 20% से अधिक के लिए जिम्मेदार नहीं था।

बाजार में अभिनव डिजाइनरों के आगमन के साथ स्थिति बदल रही है, जो एक नया ऑप्टिकल फैशन पेश करते हैं जो आपको व्यक्तित्व पर जोर देने की अनुमति देता है। उनमें से अधिकांश, सबसे पहले एलेन मिकली, और फिर फ्रेडरिक ब्यूसोलिल (फ्रेडरिक ब्यूसोलिल), लॉरेंस लाफोंट और कई अन्य जैसे कलाकार, अपनी सामग्री के रूप में सेल्यूलोज एसीटेट का चयन करते हैं। वे क्या करते हैं - असामान्य, अक्सर असाधारण आकार और जीवंत रंगों में मिल्ड फ्रेम - उस समय की मुख्यधारा से मौलिक रूप से अलग है। धीरे-धीरे, इन डिजाइनरों द्वारा बनाई गई छोटी कंपनियां बाजार में अपना स्थान हासिल कर रही हैं, और उनके उत्पाद पहले जिज्ञासा की वस्तु बन जाते हैं, और फिर फैशन पीड़ितों के लिए पंथ की वस्तु बन जाते हैं। अब, कई मायनों में, यह ठीक ऐसे अभिनव चश्मे हैं जो निर्धारित करते हैं फैशन का रुझानऔर उद्योग के विकास पथ। उसी समय, उनके प्रति प्रौद्योगिकियां और दृष्टिकोण बदल रहे हैं: कोई भी सेल्युलोज एसीटेट से बने फ्रेम को नहीं कह सकता है, एक सीएनसी मशीन चालू है और उच्च स्तर के महंगे मैनुअल श्रम के साथ प्रसंस्करण के विभिन्न चरणों में कई ऑपरेशनों के अधीन है, एक सस्ता वस्तु। इसलिए, ऐसे चश्मे विशिष्टता की स्थिति प्राप्त करते हैं, और उनके कब्जे में पहनने वाले को कई ट्रेंडसेटर में डाल दिया जाता है। यह स्थिति आज भी बनी हुई है, हालांकि अब भी ऐसे चश्मे के साथ काम करने वालों को ग्राहकों को समझाना पड़ता है कि उन्हें क्या पर्याप्त बनाता है। उच्च कीमत.

सेलूलोज़ एसीटेट फ्रेम। प्रयोग जारी!

आज, सेल्यूलोज एसीटेट फ्रेम और धूप का चश्मा दोनों के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में निस्संदेह नेताओं में से एक है। विभिन्न अनुमानों के अनुसार, सेल्युलोज एसीटेट से बने फ्रेम प्लास्टिक फ्रेम के बाजार के लगभग 70% हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं। सामान्य तौर पर, बाजार में मिल्ड फ्रेम का प्रभुत्व होता है, क्योंकि वे अधिक विविध प्रकार के आकार और रंगों के उपयोग की अनुमति देते हैं। टुकड़े टुकड़े वाले "बहु-स्तरित" मॉडल बहुत लोकप्रिय हैं, जो सेल्युलोज एसीटेट की बहु-रंगीन परतों का उपयोग करते हैं, जिनके प्लास्टिक गुण परतों के अलग होने के डर के बिना ऐसे "सैंडविच" बनाना आसान बनाते हैं। एलेन मिकली, फेस ए फेस, मोरेल, लाफोंट, लुनेट्स ब्यूसोलिल जैसी कंपनियों द्वारा निर्मित सेल्युलोज एसीटेट से बने फ्रेम के कई संग्रह फ्रेम की उच्च कीमत श्रेणी से संबंधित हैं। उनके निर्माण के लिए, 50 तक ऑपरेशन की आवश्यकता होती है, जिनमें से कई मैन्युअल श्रम के उपयोग के बिना नहीं किए जा सकते हैं। कंपनियां स्वेच्छा से मैन्युअल उत्पादन की परंपराओं की ओर रुख करती हैं, लेकिन साथ ही साथ नई तकनीकों का सक्रिय रूप से उपयोग करती हैं। उदाहरण के लिए, डेनिश कंपनी लिंडबर्ग कई वर्षों से बाजार पर एसिटेनियम संग्रह पेश कर रही है, जिसके मॉडल में सेल्यूलोज एसीटेट को भविष्य की धातु - टाइटेनियम के साथ जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप असामान्य रूप से आरामदायक और बहुत सुंदर फ्रेम होते हैं। अपनी खोज और प्रकाशिकी में सेल्यूलोज एसीटेट के मुख्य "प्रमोटर" को नहीं छोड़ता है - एलन मिकली। उनका नया प्रोजेक्ट, MATT कलेक्शन, मदर-ऑफ़-पर्ल के साथ सेल्युलोज़ एसीटेट में मॉडल पेश करता है, जो अंदर से चिकना और बाहर की तरफ मैट है, जो बहुत ही असामान्य रंग और हल्का प्रभाव पैदा करता है।

ऐसा लगता है कि ऑप्टिकल डिजाइनरों ने अभी तक सेल्यूलोज एसीटेट की सभी संभावनाओं को समाप्त नहीं किया है और फ्रेम और धूप के चश्मे के उनके नए संग्रह हमें इस अनूठी सामग्री के अन्य सौंदर्य और तकनीकी पहलुओं को दिखाएंगे।

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इंजीनियरिंग में धातुओं और चश्मे के ऑप्टिकल गुणों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। धातु सामग्री, उदाहरण के लिए, निष्क्रिय तापमान नियंत्रण के लिए रॉकेट्री में उपयोग किया जाता है। रॉकेट के खोल के तापमान का निष्क्रिय नियंत्रण अवशोषण के अनुपात के मूल्य को समायोजित करके किया जाता है - और सामग्री की उत्सर्जन। उत्तरार्द्ध सामग्री के उपयुक्त सतह उपचार, या कोटिंग द्वारा, या दोनों विधियों द्वारा एक साथ प्राप्त किया जाता है।

ऐसा मॉडल धातुओं के ऑप्टिकल गुणों, उनकी उच्च तापीय और विद्युत चालकता और विकृति को अच्छी तरह से समझाता है। इसका मतलब है कि धातु की जाली में विद्युत आवेशों का स्थानांतरण होगा, दूसरे शब्दों में, धातु के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित होगी।

यह नीचे दिखाया गया है कि धातुओं के मुख्य ऑप्टिकल गुणों को यहां विकसित घटना सिद्धांत के ढांचे के भीतर माना जा सकता है। लेकिन सबसे पहले, आइए हम इस समस्या की विशिष्टता को स्पष्ट करें। अधिकांश धातुओं को उच्च परावर्तकता के लिए जाना जाता है। इसके अलावा, एक पतली धातु की परत में भी, विकिरण बहुत दृढ़ता से अवशोषित होता है। अनुभव से यह भी पता चलता है कि जब धातु की सतह से विद्युत चुम्बकीय तरंग परावर्तित होती है, तो विकिरण का अण्डाकार ध्रुवीकरण देखा जाता है, जो केवल सामान्य घटना पर अनुपस्थित होता है।

पीक मान ऐसे पैरामीटर हैं जो धातु के ऑप्टिकल गुणों की विशेषता रखते हैं।

धातु की सतह से प्रकाश का परावर्तन धातुओं के अजीबोगरीब ऑप्टिकल गुणों द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो उनमें बड़ी संख्या में चालन इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण होते हैं जो कि घटना प्रकाश तरंग के विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत तीव्र दोलनों में आते हैं। . इन इलेक्ट्रॉनों के मजबूर दोलनों के कारण द्वितीयक तरंगें एक मजबूत परावर्तित तरंग (जिसकी तीव्रता आपतित तरंग के 99% तक पहुंच सकती है) और एक अपेक्षाकृत कमजोर तरंग जो धातु के अंदर जाती है, का निर्माण करती है।

प्लास्मों के अस्तित्व से धातुओं के प्रकाशिक गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। यह निम्नलिखित तर्क से स्पष्ट हो जाता है। आइए जेली मॉडल पर विचार करें और देखें कि क्या होता है जब एक कमजोर वैकल्पिक बाहरी क्षेत्र लागू किया जाता है।

अपेक्षाकृत कम आवृत्तियों (इन्फ्रारेड किरणों) पर, धातु के ऑप्टिकल गुण मुख्य रूप से मुक्त इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार से निर्धारित होते हैं। लेकिन दृश्य और पराबैंगनी प्रकाश में जाने पर, बाध्य इलेक्ट्रॉन एक सराहनीय भूमिका निभाने लगते हैं, जो कि अधिक के क्षेत्र में स्थित अपनी आवृत्ति की विशेषता है। छोटी लंबाईलहर की। इन इलेक्ट्रॉनों की भागीदारी निर्धारित करती है, इसलिए बोलने के लिए, धातु के गैर-धातु ऑप्टिकल गुण।

अपेक्षाकृत कम आवृत्तियों (इन्फ्रारेड किरणों) पर, धातु के ऑप्टिकल गुण मुख्य रूप से मुक्त इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार से निर्धारित होते हैं। लेकिन दृश्य और पराबैंगनी प्रकाश में जाने पर, बाध्य इलेक्ट्रॉन एक सराहनीय भूमिका निभाने लगते हैं, जिसकी विशेषता कम तरंग दैर्ध्य के क्षेत्र में उनकी अपनी आवृत्ति होती है। इन इलेक्ट्रॉनों की भागीदारी निर्धारित करती है, इसलिए बोलने के लिए, धातु के गैर-धातु ऑप्टिकल गुण। उदाहरण के लिए, चांदी, जो दृश्य क्षेत्र में बहुत अधिक परावर्तन (95% से अधिक) और ध्यान देने योग्य अवशोषण की विशेषता है, अर्थात। धातु की विशिष्ट ऑप्टिकल विशेषताएं, पराबैंगनी क्षेत्र में इसका खराब प्रतिबिंब और उच्च पारदर्शिता का एक स्पष्ट क्षेत्र है; एल 316 एनएम के पास, चांदी की परावर्तनता 42% तक गिर जाती है; कांच से प्रतिबिंब के अनुरूप है।

दृश्यमान और पराबैंगनी क्षेत्रों में, सभी धातुओं (पारा के अपवाद के साथ) के लिए, ध्यान देने योग्य विचलन पाए जाते हैं। इस प्रकार, उच्च आवृत्तियों के लिए, धातुओं के ऑप्टिकल गुणों को केवल मुक्त इलेक्ट्रॉनों के गुणों द्वारा समझाया नहीं जा सकता है, और बाध्य इलेक्ट्रॉनों (ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉनों) के प्रभाव को भी ध्यान में रखना आवश्यक है, जिनकी भूमिका करीब आवृत्तियों के लिए विशेष रूप से ध्यान देने योग्य हो जाती है परमाणुओं की प्राकृतिक आवृत्तियाँ। ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉनों के लिए लेखांकन eigenfrequencies कोय के अनुरूप अतिरिक्त शर्तें देता है।

दृश्यमान और पराबैंगनी क्षेत्रों में, सभी धातुओं (पारा के अपवाद के साथ) के लिए, ध्यान देने योग्य विचलन पाए जाते हैं। इस प्रकार, उच्च आवृत्तियों के लिए, धातुओं के ऑप्टिकल गुणों को केवल मुक्त इलेक्ट्रॉनों के गुणों द्वारा समझाया नहीं जा सकता है, और बाध्य इलेक्ट्रॉनों (ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉनों) के प्रभाव को भी ध्यान में रखना आवश्यक है, जिनकी भूमिका करीब आवृत्तियों के लिए विशेष रूप से ध्यान देने योग्य हो जाती है परमाणुओं की प्राकृतिक आवृत्तियाँ।

पहले अध्याय में सॉलिड स्टेट थर्मोमेट्री की समस्या का परिचय, सूक्ष्म प्रौद्योगिकी के विकास के लिए नए तरीकों की आवश्यकता की पुष्टि और लेजर थर्मोमेट्री के विकास की समस्या का विवरण शामिल है। दूसरा अध्याय ठोस के साथ प्रकाश की बातचीत, धातुओं, अर्धचालकों और डाइलेक्ट्रिक्स के ऑप्टिकल गुणों और एलटी के तापमान पर निर्भरता पर जानकारी प्रदान करता है। अध्याय 3 में ठोसों के प्रकाशिक प्राचलों की तापमान निर्भरता पर आंकड़े हैं। अध्याय 4 - 7 अध्ययन के तहत वस्तु के साथ विकिरण की बातचीत के बाद तीव्रता, ध्रुवीकरण, प्रकाश किरण विचलन, उत्सर्जन समय, स्पेक्ट्रम सुविधाओं को मापने के आधार पर एलटी विधियों पर विचार करने के लिए समर्पित हैं। एलटी, उनकी मापने की विशेषताओं की तुलना की जाती है।

धातु विज्ञान- भौतिकी का एक खंड, जिसमें ऑप्टिकल। और ई-गतिशील। धातुओं के गुण और उनके साथ परस्पर क्रिया ऑप्टिकल। विकिरण।

अवरक्त और दृश्य क्षेत्र में, ऑप्टिकल। श्रेणी, धातुएं आपतित विकिरण (धातु की चमक) को दर्शाती हैं। यह मुख्य रूप से मुक्त इलेक्ट्रॉनों के साथ इसकी बातचीत के कारण होता है, जिसकी एकाग्रता एनधातुओं में ~10 22 - 10 23 सेमी -3 तक पहुंचता है। इलेक्ट्रॉन द्वितीयक तरंगों के प्रकीर्णन की प्रक्रिया में विकिरण करते हैं, जो संयुक्त होने पर एक प्रबल परावर्तित तरंग का निर्माण करते हैं। चालन इलेक्ट्रॉनों द्वारा सीधे प्रकाश क्वांटा का अवशोषण केवल एक साथ (अपेक्षाकृत दुर्लभ) फोनन, अशुद्धियों, एक दूसरे के साथ, धातु की सतह, अनाज की सीमाओं और क्रिस्टलीय के साथ टकराव के दौरान संभव है। टकराने और बिखरी हुई रोशनी से परावर्तित तरंग का निर्माण एक पतली निकट-सतह परत में होता है (एक त्वचा की परत जिसकी मोटाई होती है, जिसमें धातु में प्रवेश करने वाला विकिरण सड़ जाता है।

ई-मैग्नेट की अन्योन्यक्रिया में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की भूमिका। धातुओं के साथ विकिरण एक विस्तृत आवृत्ति रेंज (रेडियो रेंज से निकट अवरक्त रेंज तक) में निर्णायक होता है।

इस प्रभाव के परिणामस्वरूप, ऑप्टिकल और बिजली धातुओं के गुण परस्पर जुड़े हुए हैं: जितना अधिक स्थिर। किसी धातु की चालकता, जितना अधिक वह प्रकाश को परावर्तित करती है। विचलन कम तापमान और उच्च आवृत्तियों (स्पेक्ट्रम के दृश्यमान क्षेत्र) पर होते हैं, जब इलेक्ट्रॉन बिखरने, इंटरबैंड संक्रमण आदि से जुड़े क्वांटम प्रभाव एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यूवी और उच्च एचएफ श्रेणियों में, इलेक्ट्रॉन आंतरिक रूप से विकिरण के साथ बातचीत करते हैं। परमाणुओं के गोले, और, उदाहरण के लिए, एक्स-रे में। धातुओं का वर्णक्रमीय क्षेत्र अब प्रकाशिक से भिन्न नहीं है। गुण।

ऑप्टिकल धातुओं के गुण सीधे उनकी चालकता s(w) के मान से संबंधित होते हैं, जो आवृत्ति पर निर्भर करता है। क्लासिक के ढांचे के भीतर ऑप्टिकल सजातीय आइसोट्रोपिक धातुओं के गुणों को जटिल अपवर्तक सूचकांक का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है जहां एच- अपवर्तक सूचकांक, k - अवशोषण सूचकांक, - ढांकता हुआ। पारगम्यता।

अनिसोट्रोपिक धातुओं के लिए - टेंसर। रेडियो रेंज में, धातुओं के गुणों की विशेषता होती है पी"सतही . ऑप्टिकल स्थिरांक h और k आवृत्ति पर निर्भर करते हैं। इस विचार के साथ, एम। की औपचारिकता और पारदर्शी मीडिया के प्रकाशिकी मेल खाते हैं (समान तरंग समीकरण, फ्रेस्नेल सूत्र, आदि)। इस मामले में, धातु में प्रकाश का प्रसार स्थिरांक भी एक जटिल मात्रा है, जैसे ई और एन", जिसका अर्थ है विद्युत चुम्बकीय तरंग का क्षीणन। वह गहराई जिससे विद्युत क्षेत्र का परिमाण घट जाता है इटाइम्स (त्वचा की गहराई),

मुख्य सैद्धांतिक प्रतिनिधित्व। एम. और गुणांक की वर्णक्रमीय निर्भरता की व्याख्या। प्रतिबिंब और अवशोषण एक ठोस शरीर के सिद्धांत पर आधारित होते हैं और त्वचा का प्रभावधातु में।

निर्भरता के प्रकारऔर इलेक्ट्रॉनों के मुक्त पथ के अनुपात से निर्धारित होता है मैं, क्षेत्र के दोलनों की अवधि के लिए इलेक्ट्रॉन पथ की लंबाई और त्वचा की परत का मान या घटना विकिरण की आवृत्तियों का अनुपात, मुक्त इलेक्ट्रॉनों की प्लाज्मा आवृत्ति, इलेक्ट्रॉन टकराव की आवृत्ति g और के प्रभाव को दर्शाने वाला मान अवशोषण पर अंतरिक्ष प्रभाव, चालकता का फैलाव। यहां वीइलेक्ट्रॉन का फर्मी वेग है, इ- इसका चार्ज, - प्रभावी द्रव्यमान। धातुओं के लिए विशिष्ट मूल्य हैं: मैं= 0.03-0.1 µm,

जब बिजली के तनाव के बीच संबंध। क्षेत्र और प्रेरित चालन धारा का घनत्व स्थानीय है, क्योंकि या तो या . इस मामले में, प्रकाश गहराई (सामान्य त्वचा प्रभाव), और ऑप्टिकल के साथ तेजी से घटता है। गुणों का वर्णन एक जटिल ढांकता हुआ द्वारा किया जाता है। पारगम्यता। इसमें शामिल अपवर्तक और अवशोषण सूचकांकों को फैलाव fl शास्त्रीय के माध्यम से और इसकी सहायता से व्यक्त किया जाता है। धातुओं का इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत (फिल्म ड्रूड - जेनर):

जहां उच्च आवृत्ति ढांकता हुआ सीमा है। स्पेक्ट्रम के आईआर क्षेत्र में धातु पारगम्यता

कम आवृत्तियों पर, क्षेत्र I, अंजीर। 1) हेगन-रूबेंस संबंध पूरे हुए:

विशिष्ट स्थैतिक कहाँ है। धातु प्रतिरोध। मिश्र धातुओं के लिए, ये संबंध स्पेक्ट्रम के मध्य आईआर क्षेत्र (तरंग दैर्ध्य तक) तक मान्य हैं, जबकि एक ही समय में, 0.3 माइक्रोन।

चावल। 1. धातु की ऑप्टिकल विशेषताओं की वर्णक्रमीय निर्भरता एन, सी, डी, लेकिनसामान्य त्वचा प्रभाव के सिद्धांत के अनुसार: मैं - हेगन का क्षेत्र - रूबेन्स अनुपात; II - विश्राम क्षेत्र (मध्य और निकट IR सीमा); III - पारदर्शिता क्षेत्र (यूवी रेंज)। भुज लघुगणक आवृत्ति पैमाना है।

एचएफ क्षेत्र में निकट और मध्य-आईआर रेंज (), ऑप्टिकल के पास अच्छी तरह से प्रतिबिंबित धातुओं के लिए कवरिंग। विशेषताएँ पूर्व निर्धारित की जाती हैं। धातु के इलेक्ट्रॉन प्लाज्मा में प्रकाश का गैर-विघटनकारी क्षीणन (क्षेत्र II, चित्र 1)। से (2) यह इस प्रकार है कि

यहां त्वचा की परत की गहराई ~ 0.02-0.05 माइक्रोन है, और गुणांक अवशोषण आवृत्ति पर निर्भर नहीं करता है और इलेक्ट्रॉन टकराव की दक्षता से निर्धारित होता है ( ए= वी। त्वचा का प्रभाव सामान्य के करीब है, क्योंकि .

स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में, ऑप्टिकल पर इंट्राबैंड मुक्त इलेक्ट्रॉनों के साथ। कई धातुओं की विशेषताएं इंटरबैंड अवशोषण से प्रभावित होती हैं, जिसका वर्णन ड्रूड-जेनर सिद्धांत द्वारा नहीं किया गया है। कोफ. इस मामले में अवशोषण 0.2-0.5 तक बढ़ जाता है। यूवी क्षेत्र में (क्षेत्र III, अंजीर। 1), माध्यम और संकेत के ध्रुवीकरण की प्रकृति में बदलाव के कारण सभी धातुओं के लिए मजबूत प्रतिबिंब से पारदर्शिता में संक्रमण विशिष्ट है। ई-मैग्नेट के प्रति धातुओं की प्रतिक्रिया। एक्सपोजर विकिरण ext के उत्तेजना से जुड़ा हुआ है। परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले और डाइलेक्ट्रिक्स की प्रतिक्रिया के समान है।

तालिका में। दृश्य और IR क्षेत्रों में कुछ धातुओं के लिए कमरे के तापमान पर मान दिए गए हैं। कुछ धातुओं की ऑप्टिकल विशेषताएं।

परोक्ष रूप से आपतित प्रकाश के लिए, गुणांक परावर्तन और अवशोषण, साथ ही साथ परावर्तन पर चरण परिवर्तन, प्रकाश ध्रुवीकरण की स्थिति पर निर्भर करते हैं। एस-फ़ील्ड के लिए। विकिरण मूल्य coef. कुछ विचार रुपयेघटना के कोण में वृद्धि के साथ नीरस रूप से बढ़ता है, के लिए निर्भरता आर-ध्रुवीकरण करने वाले। विकिरण में एक वक्र का रूप होता है जिसमें न्यूनतम . के लिए और मान समान हैं। अंतर के कारण आर पीधातु से परावर्तित होने पर और जब से परोक्ष रूप से आपतित रैखिक पोलराइज़र। तरंगें, यह अण्डाकार रूप से ध्रुवीकृत हो जाती है। इसका उपयोग ऑप्टिकल को निर्धारित करने के लिए किया जाता है मापदंडों एनऔर सी (देखें फ्रेस्नेल सूत्र).

ऑप्टिकल में विशेषताएं अवशोषण एक विषम त्वचा प्रभाव के साथ प्रकट होता है, जब या तो

यहाँ कठोर सिद्धांत गतिज के समाधान पर आधारित है प्रकाश तरंग के क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन ऊर्जा वितरण के गैर-संतुलन कार्य के लिए समीकरण। यह इस सिद्धांत से निकलता है कि एक विशेष, सतह अवशोषण होता है, जो धातु की सतह पर मुक्त इलेक्ट्रॉनों के बिखरने के प्रकार पर निर्भर करता है और रिक्त स्थान, चालकता के फैलाव के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है। फ़्रीक्वेंसी डोमेन में (दृढ़ता से विषम त्वचा प्रभाव) इस तरह के एक अवशोषण तंत्र केवल एक ही है, और इसके द्वारा निर्धारित गुणांक है। अवशोषण के बराबर है:

सतह पर इलेक्ट्रॉनों के स्पेक्युलर परावर्तन और उनके विसरित प्रकीर्णन के मामले में। योगदान

उच्च आवृत्तियों पर तंत्र भी महत्वपूर्ण है कमजोर विषम त्वचा प्रभाव का क्षेत्र) जब इसके कारण अतिरिक्त सतह अवशोषण [के संबंध में (5)] के बराबर होता है:

7 बजे) पी- घटना संबंधी। गुणक फुच्स स्पेक्युलर परावर्तन सतह के माइक्रोज्योमेट्री पर निर्भर इलेक्ट्रॉन है। हालांकि इलेक्ट्रॉन बिखरने पर किसी न किसी सतह का प्रभाव, कड़ाई से बोलते हुए, एक पैरामीटर द्वारा वर्णित नहीं है आर, फिटिंग के रूप में उपयोग करना सुविधाजनक है। इस मामले में, एक विशुद्ध रूप से स्पेक्युलर प्रतिबिंब ( पी = 1) स्थानीय रूप से चिकनी सतहों की विशेषता एच- जड़-माध्य-वर्ग अनियमितताओं की ऊंचाई, ली- सह - संबंध। लंबाई। अधिकांश वास्तविक सतहों के लिए (फैलाना इलेक्ट्रॉन बिखरना)। इन स्थितियों के तहत, विषम त्वचा प्रभाव महान धातुओं के IR अवशोषण पर सबसे अधिक प्रभाव डालता है (चित्र 2)।

चावल। 2. कमरे के तापमान पर तरंग दैर्ध्य पर चांदी के अवशोषण गुणांक की निर्भरता: 1,3 - विषम त्वचा प्रभाव के सिद्धांत के अनुसार गणना आर= 0 और आर= 1, क्रमशः; 2 - प्रयोग।

स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में, स्थानीयकरण के खुरदरेपन पर उत्तेजना से जुड़े अतिरिक्त अवशोषण होते हैं। और रनिंग सरफेस ई-मैगन। मॉड (देखें सतह प्रकाशिक तरंगें) , जो धातु की सतह के साथ फैलते ही विलुप्त हो जाते हैं।

ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉन टकराव की आवृत्ति की तापमान निर्भरता के कारण गर्म होने पर धातु परिवर्तन की विशेषताएं। मौजूदा अवधारणाओं के अनुसार, इलेक्ट्रॉन-फोनन, इंटरइलेक्ट्रॉन और इलेक्ट्रॉन-अशुद्धता () प्रकीर्णन की प्रक्रियाएं मूल्य में एक योगात्मक योगदान देती हैं। कम टेम्प-पैक्स (- डेबी टेम्प-पा) गुणांक पर। अवशोषण न्यूनतम है और सतह पर इलेक्ट्रॉन बिखरने और अशुद्धियों के साथ-साथ इलेक्ट्रॉन-फोनन इंटरैक्शन में क्वांटम प्रभाव द्वारा निर्धारित किया जाता है। मध्य और निकट अवरक्त

डेबी तापमान पर इलेक्ट्रॉन-फोनन टकराव की आवृत्ति कहां है। उदाहरण के लिए, K पर l \u003d तांबे के लिए 10 सुक्ष्ममापी और (p \u003d 1); 4.7 * 10 -3 ( पी = 0) - चांदी के लिए। उच्च अस्थायी-पैक्स main. और में योगदान लेकिनइलेक्ट्रॉन-फोनन टकराव का परिचय दें, जिसकी आवृत्ति रैखिक रूप से बढ़ जाती है टी. नतीजतन, एक ही आवृत्ति रेंज में

कहाँ पे - स्वतंत्र टीअवशोषण घटक, - थर्मो-ऑप्टिकल। गुणक

लेज़रों के आगमन से भौतिकी की एक नई शाखा का निर्माण हुआ है। एम।, जिसमें तीव्र लेजर विकिरण की धातुओं के साथ बातचीत का अध्ययन किया जाता है। लेजर क्रिया के सिद्धांत में बुनियादी विकसित हुआ। भौतिक अभ्यावेदन। एम। प्रकाश अवशोषण और अवशोषित ऊर्जा के हस्तांतरण के तंत्र पर। क्वांटा को अवशोषित करते समय, गतिज बढ़ जाती है। ऊर्जा इलेक्ट्रॉन, जो थोड़े समय में (ओं) इंटरइलेक्ट्रॉनिक टकरावों के परिणामस्वरूप अन्य इलेक्ट्रॉनों के बीच पुनर्वितरित हो जाते हैं, और तापमान बढ़ जाता है। इसके अलावा, यह ऊर्जा कई बार जाली में स्थानांतरित हो जाती है 10 -10 s, जिससे जाली के तापमान में वृद्धि होती है ( टी मैं) कुछ देर बाद दोनों का तापमान बराबर हो जाता है। हीटिंग इंट। परतों को इलेक्ट्रॉनिक ऊष्मा चालन के कारण किया जाता है। टी. टू. हीटिंग के साथ धातुओं का अवशोषण बढ़ता है, फिर यह लेजर विकिरण, घनत्व द्वारा धातु के ताप की दर में क्रमिक त्वरण की ओर जाता है, थर्मल अस्थिरता के संक्रमण तक। उच्च तीव्रता और लेजर विकिरण के कम जोखिम पर, अवशोषण काफी अधिक हो सकता है और संतुलन मूल्य से भिन्न हो सकता है। डायरेक्ट के अलावा विकास दर-रे, गुणांक बदलने के लिए। अधिग्रहणों लेकिनहवा में लेजर हीटिंग के दौरान, धातु की सतह को ऑक्सीकरण किया जाता है, साथ ही ऑक्साइड फिल्मों को अवशोषित करने और हस्तक्षेप करने के साथ-साथ धातु की त्वचा परत में ऑक्सीजन भी होता है। निरंतर के संपर्क में आने पर ये तंत्र आवश्यक हैं। विकास के लिए लेकिनसतह पर आवधिक के गठन की ओर भी जाता है। धातु को गर्म करने पर राहत मिलती है। घटना विकिरण का क्षेत्र और इससे उत्साहित सतह ई-चुंबक। लहर की। लेज़र क्रिया मूल रूप से स्पेक्युलर धात्विक के परावर्तन संकेतक को भी बदल देती है। ध्यान देने योग्य विसरित प्रकाश प्रकीर्णन की उपस्थिति के परिणामस्वरूप सतह।

विभाग क्षेत्र एम। मैग्नेटोप्टिकल बनाते हैं। फेरोमैग्नेट्स में घटनाएं, राज्य पर चुंबकत्व के प्रभाव में शामिल होती हैं जब प्रकाश धातु से परावर्तित होता है या जब यह पतली फिल्मों से गुजरता है (देखें। केर प्रभावमैग्नेटो-ऑप्टिकल) और बातचीत के क्वांटम सिद्धांत के ढांचे में समझाया गया। और विस्तार फेरोमैग्नेट के इलेक्ट्रॉन और प्रकाश के अवशोषण पर स्पिन-ऑर्बिट इंटरैक्शन का प्रभाव।

तकनीक के विकास के संबंध में। प्रकाशिकी शब्द "एम।" एक और अर्थ लिया। एम के तहत ऑप-टिक भी समझा जाता है। धातुओं से बने तत्व और प्रणालियाँ (मुख्य रूप से दर्पण)। इनका उपयोग ऑप्टिकल में किया जाता है विभिन्न उपकरण स्क्रीन, रिफ्लेक्टर आदि के रूप में उद्देश्य (सूक्ष्मदर्शी, दूरबीन)। व्यापक उपयोगक्रायो-वैक्यूम सिस्टम में एम. प्राप्त किया, और विशेष रूप से लेजर तकनीक में, जो धातु का उपयोग करता है। सीओ 2 लेजर के गुंजयमान यंत्र में दर्पण। डायमंड टर्निंग विधियों का उपयोग करके, चिकनी धातु की सतहों को प्राप्त करना संभव है। गुणांक के साथ सतह कम प्रकीर्णन के साथ 98-99% परावर्तन।

लिट.:सोकोलोव ए। वी।, धातुओं के ऑप्टिकल गुण एम।, 1961; गुरोव के.पी., गतिज सिद्धांत की नींव, एम। 1966; बी ओ आर एन एम।, वुल्फ ई।, प्रकाशिकी के मूल सिद्धांत, ट्रांस। अंग्रेज़ी से। दूसरा संस्करण, एम।, 1973; धातुओं पर उच्च शक्ति विकिरण का प्रभाव, एम।, 1970; लाइफशिट्ज़ ई.एम., पिटाएव्स्की एल.पी. फिजिकल कैनेटीक्स, एम., 1979. एम.एच. लिबेन्सन

बाह्य रूप से, लिथियम के समान है नियमित बर्फ, इसमें हल्का चांदी का रंग भी है। लेकिन उसका पहचानहल्कापन, कोमलता और प्लास्टिसिटी हैं। धातु पर्यावरण के तरल पदार्थ और गैसों के साथ पूरी तरह से संपर्क करती है, इसलिए इसका शुद्ध रूप में उपयोग नहीं किया जाता है। एक नियम के रूप में, लिथियम अन्य पदार्थों और धातुओं के साथ मिश्रित होता है, अक्सर सोडियम के साथ। यद्यपि आवर्त सारणी में लिथियम सबसे हल्की धातु है, लेकिन क्षार धातुओं में इसका गलनांक सबसे अधिक होता है। लिथियम 180°C पर पिघलता है।

आवेदन पत्र

कुछ लिथियम मिश्र धातु का उपयोग अंतरिक्ष उद्योग और इलेक्ट्रॉनिक्स में किया जाता है।
- कार्बनिक लिथियम यौगिकों का उपयोग भोजन, कपड़ा और दवा उद्योगों में किया जाता है।
- कुछ प्रकार के कांच के निर्माण में यह धातु भी शामिल है।
- प्रकाशिकी में लिथियम फ्लोराइड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
- सबसे उपयोगी आविष्कारों में से एक लिथियम-आयन बैटरी है, जो लिथियम के गुणों की बदौलत विभिन्न गैजेट्स के प्रदर्शन का समर्थन करती है।
- रॉकेट ईंधन बनाने के लिए लिथियम यौगिकों का उपयोग किया जाता है।
- पायरोटेक्निक उद्योग लिथियम नाइट्रेट के बिना नहीं होता।

आतिशबाज़ी बनाने की विद्या उद्योग में, लिथियम का उपयोग लाल रंग की आतिशबाजी बनाने के लिए किया जाता है।

लिथियम धातुओं की लपट की सीमा नहीं है

हाल ही में, एचआरएल प्रयोगशाला के नेतृत्व में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के विज्ञान विभाग ने माइक्रोलैटिस नामक एक नई कठोर और अल्ट्रा-लाइट धातु का आविष्कार किया है। नई धातु की बहुत हल्की संरचना, जिसकी धातु की जाली एक नियमित स्पंज के समान होती है, फोम की तुलना में सैकड़ों गुना हल्की निकली। यद्यपि दिखने में नई खोज काफी नाजुक लगती है, लेकिन इसे करीब से देखने पर, धातु की असामान्य संपत्ति को उसके द्रव्यमान सूचकांक के अनुसार केवल अवास्तविक भार का सामना करने के लिए देखा जा सकता है।

एक सिंहपर्णी के ऊपर माइक्रोलैटिस धातु का एक छोटा टुकड़ा रखा जा सकता है, यहाँ तक कि उसकी टोपी को नुकसान पहुँचाए बिना।

हल्कापन रहस्य

रहस्य यह है कि नई खोजी गई धातु वास्तव में वायु है। उसी लिथियम के विपरीत, जिसकी सूक्ष्म स्तर पर धातु की जाली बड़े पैमाने पर बीम से बनी होती है, माइक्रोलैटिस जाली मानव बाल की तुलना में हजारों गुना पतली खोखले ट्यूबों की बहुलक श्रृंखला से बनी होती है। नई सामग्री के इन गुणों के लिए धन्यवाद, इसका उपयोग ध्वनिरोधी से लेकर एयरोस्पेस उद्योग तक, मानव गतिविधि के लगभग सभी क्षेत्रों में किया जा सकता है।

अब तक हमने अचालक समदैशिक मीडिया में प्रकाश के प्रसार पर विचार किया है। आइए अब हम मीडिया, मुख्यतः धातुओं के संचालन के प्रकाशिकी की ओर मुड़ें। धातु का एक साधारण टुकड़ा छोटे क्रिस्टल से बना होता है जो बेतरतीब ढंग से उन्मुख होते हैं। प्रशंसनीय आकार के एकल क्रिस्टल दुर्लभ हैं, लेकिन उन्हें प्रयोगशाला में तैयार किया जा सकता है। क्रिस्टल के प्रकाशिक गुणों की चर्चा अध्याय में की गई है। 14. जाहिर है, बेतरतीब ढंग से उन्मुख क्रिस्टल का एक संग्रह एक आइसोट्रोपिक शरीर की तरह व्यवहार करता है, और चूंकि एक प्रवाहकीय आइसोट्रोपिक माध्यम में प्रकाश प्रसार का सिद्धांत क्रिस्टल की तुलना में बहुत सरल है, हम इसे यहां कुछ विस्तार से विचार करेंगे।

1.1 के अनुसार, चालकता जूल ऊष्मा के निकलने से जुड़ी है। यह एक अपरिवर्तनीय घटना है जिसमें विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा गायब हो जाती है या, अधिक सटीक रूप से, गर्मी में बदल जाती है, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत चुम्बकीय तरंगकंडक्टर में क्षीण हो जाता है। धातुओं की अत्यधिक उच्च चालकता के कारण, उनमें यह प्रभाव इतना अधिक होता है कि वे व्यावहारिक रूप से अपारदर्शी होते हैं। यह गुण धातुओं को प्रकाशिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की अनुमति देता है। उच्च परावर्तन के साथ मजबूत अवशोषण होता है, जिससे धातु की सतह उत्कृष्ट दर्पण के रूप में काम करती है। धातु में प्रकाश का आंशिक प्रवेश (हालांकि प्रवेश की गहराई कम है) धातुओं के स्थिरांक और अवशोषण के तंत्र और परावर्तित प्रकाश के अवलोकन के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाता है।

सबसे पहले, हम विशुद्ध रूप से औपचारिक तरीके से उन परिणामों पर विचार करते हैं जो चालकता की उपस्थिति से प्राप्त होते हैं, और फिर शास्त्रीय इलेक्ट्रॉन सिद्धांत के आधार पर इस घटना के एक सरल, कुछ हद तक आदर्श, भौतिक मॉडल पर संक्षेप में चर्चा करते हैं। ऐसा मॉडल कुछ देखे गए प्रभावों के लिए केवल एक मोटा स्पष्टीकरण प्रदान करता है; अधिक सटीक मॉडल केवल क्वांटम यांत्रिकी की मदद से बनाया जा सकता है, लेकिन यह इस पुस्तक के दायरे से बाहर है। हम औपचारिक सिद्धांत को व्यावहारिक रुचि की दो समस्याओं पर लागू करते हैं: स्तरित मीडिया के प्रकाशिकी के लिए जिसमें एक अवशोषित तत्व होता है, और एक धातु क्षेत्र द्वारा प्रकाश के विवर्तन के लिए।

सिद्धांत की एक अत्यंत आकर्षक गणितीय विशेषता यह है कि चालकता की उपस्थिति को वास्तविक पारगम्यता के बजाय केवल एक जटिल (या जटिल अपवर्तक सूचकांक) को पेश करके ध्यान में रखा जा सकता है। धातुओं में इसके काल्पनिक भाग की प्रधानता होती है।

§ 13.1. एक चालक में तरंगों का प्रसार

पारगम्यता, चुंबकीय पारगम्यता और चालकता के साथ एक सजातीय आइसोट्रोपिक माध्यम पर विचार करें। भौतिक समीकरणों का उपयोग करना (1.1.9) - (1.1.11), अर्थात्

हम मैक्सवेल के समीकरणों को इस रूप में लिखते हैं

यह देखना आसान है कि बाहर से एक कंडक्टर पर विद्युत चुम्बकीय विक्षोभ की घटना के लिए, हम समीकरण के साथ (3) को प्रतिस्थापित कर सकते हैं। वास्तव में, यदि हम विचलन संक्रिया को समीकरण (1) और उपयोग (3) पर लागू करते हैं, तो हमें प्राप्त होता है

समय के संबंध में समीकरण (3) को अवकलित करने पर, हम पाते हैं

पिछले दो समीकरणों से हटाकर, हम प्राप्त करते हैं

या एकीकरण के बाद

इस प्रकार, यह देखा जा सकता है कि किसी भी विद्युत आवेश का घनत्व समय के साथ तेजी से घटता है। प्रशंसनीय चालकता वाले किसी भी माध्यम के लिए विश्राम का समय बेहद कम है। मेगाल्स के लिए, यह समय तरंग दोलनों की अवधि से बहुत कम है; उदाहरण के लिए, दृश्यमान स्पेक्ट्रम के नारंगी क्षेत्र में प्रकाश के लिए, दोलन अवधि सेकंड है, जबकि तांबे के लिए यह लगभग सेकंड है। किसी भी उचित मूल्य की अपेक्षा की जा सकती है, यह प्रकाश तरंग की अवधि की तुलना में इतना छोटा है कि धातु में यह हमेशा व्यावहारिक रूप से शून्य होता है। तब समीकरण (3) को के रूप में फिर से लिखा जा सकता है

(1) और (2) से H को हटाने और (7) का उपयोग करने के बाद, यह इस प्रकार है कि E तरंग समीकरण को संतुष्ट करता है

शब्द c की उपस्थिति का अर्थ है तरंग का क्षीणन, अर्थात, जब माध्यम से प्रचारित होता है, तो तरंग धीरे-धीरे कमजोर हो जाती है।

यदि फ़ील्ड सख्ती से मोनोक्रोमैटिक है और इसकी चक्रीय आवृत्ति है, यानी यदि ई और एच का रूप है तो व्युत्पन्न और समीकरण (1) को निम्नानुसार फिर से लिखा जा सकता है:

तब समीकरण (8) रूप लेता है

अगर हम इन समीकरणों में मात्रा का परिचय देते हैं

तो वे औपचारिक रूप से गैर-प्रवाहकीय मीडिया के लिए संबंधित समीकरणों के समान हो जाएंगे, जहां वास्तविक पारगम्यता दिखाई देती है।

गैर-संचालन मीडिया के साथ सादृश्य और भी करीब हो जाएगा, अगर जटिल तरंग संख्या और जटिल पारगम्यता के अलावा, हम जटिल चरण वेग और जटिल अपवर्तक सूचकांक भी पेश करते हैं, जो कि (1.2.8), (1.2) के अनुरूप है। .12) और (1.3.21), को परिभाषित किया गया है: