KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

12.4.2 Valguse peegeldumine
Pinna peegeldumisvõime (peegeldumistegur) R avaldub:
I
R = R
ja IR
= I0
⋅ R
I0
kus I 0 ja I R on pealelangeva ja peegeldunud valguse intensiivsused.
Kui valgus langeb õhukeskkonnast läbipaistva materjali pinnale risti, siis on peegeldumistegur
seotud murdumisnäitajaga n järgmise võrrandiga:
2
⎛ n −1⎞
R = ⎜ ⎟
⎝ n + 1 ⎠
Mida suurem on n, seda suurem on ka R.
12.4.3 Valguse neeldumine ja läbiminek
Läbipaistvas materjalis mitteneeldunud (läbi läinud) valguse intensiivsus I avaldub võrrandiga:
−α⋅l
I
I = I
0
0 ⋅ e =
α⋅l
e
Mida väiksemad on α ja l, seda rohkem valgust läbib materjali.
Vaatleme lõpuks, kui palju langenud valgusest läbib materjali, kui esinevad neeldumine ja
peegeldumine (joon 12-5).
Materjalile langeb valgus intensiivsusega I 0
Esimeselt pinnalt peegeldub: RI 0
Materjali siseneb: I 0 – RI 0 = (1 – R)I 0
Materjali läbib:
(1 – R)I 0·e -αl
Teiselt pinnalt peegeldub: R(1 – R)I 0·e -αl
Materjalist väljub:
−αl
−αl
−αl
2 −αl
(1 − R)I0 ⋅e
− R(1 − R)I0
⋅ e = (1 − R)I0
⋅ e (1 − R) = (1 − R) I0
⋅ e
12.4.4 Materjali värvus
Valguse neeldumistegur läbipaistvas materjalis sõltub valguse lainepikkusest. Joonisel 12-7 on
toodud peegeldunud, neeldunud ja läbinud valguse osakaal rohelises klaasis. Näeme, et kõige
rohkem neeldub roheline valgus, läbib aga sinine ja kollakas-oranž. Viimased annavadki kokku
rohelise värvuse. Kui materjal neelab kõiki lainepikkusi ühtlaselt, siis on ta värvitu, nagu näiteks
ülipuhas klaas, ülipuhas monokristalne teemant ja safiir (Al 2 O 3 ).
Dielektrikutes tekib neeldumine ja sellele järgnev kiirgamine juhul, kui on sisse viidud lisandeid,
mis tekitavad lubatud energiaga nivoosid keelutsoonis. Näiteks kui viia safiiri Cr 3+ ioone, siis
omandab ta punase värvuse ja saame rubiini. Joonisel 12-8 on toodud rubiini neeldumisspekter.
Rubiini värvust ei määra aga mitte niivõrd läbinud valguse lainepikkused, kuivõrd valguse poolt
ergastatud elektronide tagasilangemisel valentstsooni (läbi lisandinivoode) eralduv kiirgus. Värvilise
klaasi saamiseks lisatakse talle erinevaid ioone (vt p 8.5).
Materjali värvus langeva valguse poolsel küljel on määratud peegeldumisteguri sõltuvusega
lainepikkusest. Näiteks joonisel 12-7 toodud roheliselt klaasilt peegeldub valgus kõige rohkem
63