KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

Suurem osa neeldunud valgusest kiiratakse metalli poolt uuesti välja. Ergastatud elektronid lähevad
tagasi madalamatele tühjaks jäänud nivoodele ja kiirgavad välja footoni ligikaudu sama
lainepikkusega (joon 12-2 b). See on samaväärne valguse peegeldumisega. Metallid (eriti lihvitud ja
poleeritud pinnaga) peegeldavad umbes 90 – 95 % pealelangevast valgusest. Ülejäänud osa kiirguse
energiast eraldub soojusena. Selle tõttu on peegeldunud valgus veidi väiksema footoni energiaga
(pikema lainepikkusega).
Sellise protsessi tulemusena omavad suurem osa metalle hõbedast värvust, kui neid valgustada valge
valgusega. Mõnede metallide peegeldusspektris on rohkem pikemalainelist valgust, mistõttu nad on
kollase värvusega (kuld) või punakas-oranži värvusega (vask).
12.4 Mittemetallide optilised omadused
Kui läbipaistvale materjalile langeb valgus, toimub peale peegeldumise ja neeldumise ka
murdumine ja läbiminek.
12.4.1 Valguse murdumine
Kui footon siseneb läbipaistvasse materjali, kaotab ta osa oma energiast, tema kiirus väheneb ja ta
kaldub kõrvale sirgjoonelisest liikumissuunast. Valguse kiirust v materjalis iseloomustab
murdumisnäitaja n:
c
n =
v
Vaakumi n = 1, klaasi n = 1,5 – 1,9.
Valguse kiirus materjalis avaldub samasuguse võrrandiga nagu vaakumis:
1
v =
ε ⋅μ
kus ε ja μ on materjali dielektriline läbitavus ja magnetiline läbitavus.
Murdumisnäitaja avaldub:
c ε ⋅μ
n = = = εr
⋅μr
v ε0
⋅μ0
kus ε r ja μ r on suhtelised läbitavused.
Mittemagnetmaterjalide korral μ r ≈ 1 ja n ≅ εr
Kahe keskkonna murdumisnäitajad n ja n’ on seotud Snelli võrrandiga:
n sin Φ
= r
n' sin Φi
kus Φ r – murdumisnurk;
Φ i – langemisnurk.
Vastav skeem on toodud joonisel 12-3.
Kui valguskiir läheb suurema murdumisnäitajaga keskkonnast väiksema murdumisnäitajaga
keskkonda, siis võib toimuda valguse täielik sisepeegeldumine (joon 12-4). Kiire 1 murdumisnurk
on 90 o , sellele vastavat langemisnurka Φ c nimetatakse sisepeegeldumise kriitiliseks nurgaks. Kui
langemisnurk Φ 2 > Φ c , toimub täielik sisepeegeldumine (kiir 2).
62