Использование светофильтров в науке и технике.



Когда мы слышим слово светофильтр, то у нас сразу возникает ассоциация с фотоаппаратом, объективом и с фотографированием, ну и в крайнем случае с использованием затемненных солнечных очков. Дальше наша фантазия начинает буксовать.
А то что светофильтры и всевозможные используются повсеместно в науке и технике - мы вообще забываем.
может быть еще вспомним что светофильтры используются для изучения Космоса.(но опять таки с целью фотографирования космических объектов)

Чтобы восполнить такой пробел знаний и открывается эта тема, чтобы как можно более полно осветить эту интересную тему.

Может быть потом поговорим и использовании светофильтров в быту, но прежде все же наука и техника.

Надеюсь что тема вам будет интересной и полезной где вы узнаете много нового для себя.

Для примера.
Скачем я задам вопрос:

Что вы знаете о Интерференционных металлодиэлектрических светофильтрах и где они используются?.


То то и оно!.

А что вы знаете о Сварочных масках типа хамелеон?

А что собой представляет фильтр Фабри-Перо?


И т п.

Комментарии (4)

Всего: 4 комментария
  
#1 | Анатолий »» | 29.10.2016 20:38
  
0
Поляроиды.


Поляроиды — это прозрачные пленки, поляризующие свет, светофильтры, пропускающие только такие световые колебания, которые совершаются в одном определенном направлении, перпендикулярном к лучу. Две пленки, наложенные друг на друга, пропускают свет, если направления колебаний в них совпадают, и не пропускают света, если эти направления скрещены. При помещении тонких кристаллических пластинок между скрещенными поляроидами наблюдается красивая интерференционная окраска. Действие поляроидов основано на том, что в них длинные молекулы или иглообразные кристаллики располагаются своей длиной параллельно друг другу. На это указывает непосредственное исследование поляроидов с помощью электронного микроскопа ( 29).

Поляроиды для видимой части спектра, изготовляемые нашей промышленностью путем иодирования растянутых пленок поливинилового алкоголя, не выдерживают нагрева выше 80—90°. Это обстоятельство не ГГ27. Дефектоконоскоп позволяет применять их для ре- с- в- Грум-Гржимайло. шения многих важных технических задач: в фарах автомобилей для защиты от слепящего света встречных машин, в стереоскопических кинопроекционных и в других светотехнических аппаратах большой мощности. С этой целью в Институте кристаллографии АН СССР под руководством Г. И. Дистлера разрабатываются термостойкие поляроиды, выдерживающие нагрев до 120—130° в течение длительного времени (без изменения своих свойств). Такие поляроиды, по-видимому, можно получить специальной термообработкой растянутых пленок поливинилового алкоголя, в результате чего в этом соединении происходит отщепление молекул воды. Исследование инфракрасных спектров поглощения пленок показало, что способность поляризовать свет в этих пленках обусловлена образованием нового соединения с конъюгирова иными двойными связями

В Институте кристаллографии разработаны также поляроиды для ультрафиолетовой области спектра: для волн длиной от 240 до 400 mi. Поляроиды изготовляются на основе поливинилового алкоголя и иода путем дополнительной обработки пленки соединениями бора. Таким образом, метод создания новых видов поляроидов основан на умении управлять процессом образования нужных молекулярных комплексов и процессом кристаллизации в анизотропных средах. Новые ультрафиолетовые поляроиды, несомненно, найдут себе широкое применение в практике научных исследований. В нашем институте они были использованы для создания специальных астрономических светофильтров.

Источник: http://www.bibliotekar.ru
  
#2 | Анатолий »» | 29.10.2016 20:47
  
0
Использование светофильтров в Фотометрических (абсорбциометрических) приборах.

Выдержка:

Фотометрические и спектрофотометрические методы получили широкое распространение в лабораториях. Эти методы позволяют относительно быстро определять весьма малые количества веществ. Отличаясь простотой, хорошей чувствительностью и высокой скоростью анализа, они находят применение как в повседневной практике, так и в исследовательской работе. Фотометрический анализ является одним из наиболее удобных методов определения малых количеств вещества, так как существует практически неограниченная возможность превращения вещества в раствор, сильно поглощающий свет [3].
Имеется определенная закономерность в поглощении части светового спектра окрашенным раствором. Например, раствор, окрашенный в желтый цвет, поглощает синюю часть света, т. е. дополнительный цвет.
Величина светопоглощения в фотометрии выражается величиной оптической плотности D (экстинкция или поглощение раствора иногда обозначается Е). Величина, обратная плотности, называется прозрачностью, или пропусканием раствора, обозначается Т и выражается в процентах.
Основным законом колориметрии и абсорбциометрии является объединенный закон Вугера — Ламберта — Вера. Из этого закона следует, что оптическая плотность раствора, или экстинкция, прямо пропорциональна концентрации поглощающего вещества, толщине слоя раствора и молярному коэффициенту погашения. Закон имеет следующее выражение
D = Е = ελСl, где D — плотность или Е — экстинкция;
Ελ — молярный коэффициент погашения;
С — концентрация вещества, поглощающего свет;
l — толщина поглощающего слоя окрашенного раствора.
Молярный коэффициент погашения представляет собой оптическую плотность 1М раствора, помещенного в кювету с толщиной слоя 1 см. Он позволяет объективно оценить чувствительность реакции. Так, например, для слабоокрашенных веществ, таких, как хромат калия, молярный коэффициент погашения составляет 400—500, а для дитизоната меди — около 50 000. Отсюда следует вывод, что второе вещество превосходит по чувствительности первое примерно в 100 раз [39].
Не всякая концентрация раствора может быть использована для фотометрических определений. Оптимальными пределами измерений на фотоэлектрических приборах считаются растворы, поглощающие от 5 до 90% света [8], что соответствует от 0,02 до 1,0 оптической плотности. Для фотоэлектрических приборов, снабженных усилителями и соответствующим запасом по чувствительности, этот предел может быть повышен до оптической плотности 2,0. Отсюда, собственно, исходят некоторые рекомендации при измерениях: а) если плотность раствора велика, то необходимо разбавить раствор или взять кювету с более тонким слоем; б) в случае малой плотности раствора нужно переходить на кювету с большей толщиной рабочего слоя.
Основной закон фотометрии соблюдается в строго определенных условиях. На практике имеются ограничения, причиной которых являются отклонения от этого закона, вызванные деформацией молекул, недостаточной монохроматичностью света, изменением степени диссоциации ионов и другими причинами.
При соблюдении основного закона фотометрии график зависимости между концентрацией окрашенного раствора и его оптической плотностью выражается прямой линией. При нарушении закона пропорциональность искажается


***

Светофильтры из общего потока света пропускают лишь определенный интервал длин волн. Чем меньше выделенный светофильтром участок спектра, тем избирательнее фотоэлектрический прибор. Существуют светофильтры стеклянные, металлостеклянные (интерференционные), пленочные, а также жидкостные. В современных фотоколориметрах применяются в основном светофильтры из цветного стекла и интерференционные.
Интерференционные светофильтры позволяют выделять более узкие участки спектра, при этом часто имеют больший коэффициент пропускания. Так, пропускание многослойных интерференционных светофильтров доходит до 90% [24], в то время как стеклянные для той же области имеют пропускание меньше.
Важными характеристиками светофильтра являются длина волны в максимуме пропускания и полуширина полосы пропускания. На рис. 68 и 69 показаны эти соотношения.

Рис. 68. Спектральные характеристики светофильтров.
а — широкополосный; б — узкополосный
Рис. 69. Характеристика светофильтра (спектральная кривая).
Т — коэффициент пропускания; σ 0,5; λ — полуширина пропускания светофильтра; λмакс — длина волны в максимуме пропускания; λ — длина волны.

Полуширина пропускания интерференционных светофильтров равна 10—12 нм. Интерференционные фильтры представляют собой многослойную конструкцию из стеклянных пластинок, напыленных слоев металла и прослойки диэлектрика. Схема интерференционного светофильтра приведена на рис. 70.

Рис. 70. Схема интерференционного светофильтра. 1 — плоскопараллельные защитные пластинки; 2 — слой диэлектрика; 3 — полупрозрачные слои серебра или алюминия.

Цвет светофильтра соответствует тому участку спектра, который этим светофильтром пропускается. Чтобы визуально оценить цвет интерференционного светофильтра, надо смотреть через кальку на хорошо освещенную белую бумагу. В табл. 9 показаны рекомендуемые цвета светофильтров для различных окрашенных растворов.
Выбор светофильтра для проведения количественного исследования производят согласно следующим принципам:
а) для окрашенного раствора выбирается тот светофильтр, цвет которого является дополнительным к цвету испытуемого раствора (см. табл. 9);

б) если известна спектральная область поглощения испытуемого раствора, то следует использовать светофильтр с максимумом пропускания, близким к максимуму поглощения раствора. Такой подбор светофильтра позволяет получить наилучшую избирательность и чувствительность, а вместе с тем и большую точность.

Источник: http://www.medical-enc.ru
  
#3 | Анатолий »» | 29.10.2016 20:54
  
0
Светофильтры для астрономических наблюдений. Эти интерференционно-поляризационные светофильтры, как показывает само название, пропускают поляризованный свет, отвечающий только какой- либо одной очень узкой области (линии) спектра. Светофильтр состоит из ряда поляроидных пленок, между которыми расположены кварцевые пластинки. Первая пластинка имеет толщину около одного миллиметра, каждая следующая пластинка толще предыдущей вдвое, а последняя, по сути дела, уже является целым блоком длиной 5—10 см ( 30). Само собой разумеется, что кварцевые пластинки должны быть вырезаны из кристалла строго определенным образом по отношению к кристаллографическим осям. При этом должен быть использован только оптически однородный кварц, лишенный посторонних включений, свилей, двойников и других дефектов. Отбор материала является сложной операцией, требующей от исполнителей специальных знаний, а изготовление блоков — высокого мастерства.

Первый светофильтр для астрономических исследований в видимой части спектра был построен американцами. Следуя по их пути, сотрудник нашего института А. Б. Гильварг с помощью проф. А. Б. Северного и по его расчетам построил первый советский светофильтр с более узкой полосой пропускания (шириной около 0,5 А) красного света водородной линии спектра (На, X = 6563 А). За этой работой последовало изготовление светофильтра для инфракрасной линии гелия (Я = 10830 А, ширина полосы пропускания 6 А). В настоящее время изготовлен светофильтр для ультрафиолетовой линии К ионизованного кальция (X = 3933 А, ширина полосы пропускания 0,6 А) ( 31). С помощью красного светофильтра А. Б. Северному удалось сделать киносъемку протуберанцев солнечной короны ( 32).
  
#4 | Анатолий »» | 29.10.2016 21:07
  
0
Трехслойная конструкция интерференционного фильтра Фабри-Перо высокого разрешения.

Принцип действия интерференционных фильтров Фабри-Перо состоит в том, что каждый падающий луч, претерпевая многократное отражение, делится на большое количество лучей, разность хода между которыми возрастает в арифметической прогрессии. Если разность хода между двумя последующими лучами кратна длине волны, то фильтр имеет максимум пропускания, если не кратна, то пропускание уменьшается, и это происходит более резко при большем количестве интерферирующих лучей.

Для обеспечения селективной фильтрации необходимо создание многослойных структур из последовательно соединенных фильтров, настроенных на определенную длину волны. Это является существенным недостатком существующих интерференционных фильтров и приводит к значительному усложнению конструкции фильтра, технологии его получения и увеличению стоимости.

Лабораторией разработан интерференционный фильтр Фабри-Перо, состоящий всего из трех слоев.

На стеклянную пластину наносится последовательно слой за слоем следующая структура: алюминий (Al), окисел кремния (SiO2), алюминий. Слой окисла кремния обладает пьезоэлектрическим эффектом и способен изменять геометрические размеры под действием приложенного к нему электрического поля. Этот эффект обеспечивает изменение толщины слоя SiO2, тем самым меняя спектральные характеристики фильтра.

В настоящее время интерференционные фильтры Фабри-Перо очень широко применяются в метрологии, спектроскопии, на их основе создается контрольно-измерительная аппаратура волоконно-оптических сетей, системы обработки информации распределенных сенсорных систем.

Проект является лауреатом Федеральной школы конференции по результатам всероссийского конкурсного отбора инновационных проектов аспирантов и студентов по инновационному малому предпринимательству в приоритетных направлениях науки и высоких технологий.

Источник: http://nanotech.iu4.bmstu.ru




Добавлять комментарии могут только
зарегистрированные пользователи!
 
Имя или номер: Пароль:
Регистрация » Забыли пароль?
 
© decoder.ru 2003 - 2017, создание портала - Vinchi Group & MySites