Sumber sinaran optik

Sumber sinaran optik (dalam erti kata lain, sumber cahaya) ialah banyak objek semula jadi, serta peranti buatan buatan yang mana jenis tenaga tertentu ditukarkan kepada tenaga. radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang 10 nm hingga 1 mm.

Secara semula jadi, sumber sedemikian, yang telah lama diketahui oleh kita, adalah: matahari, bintang, kilat, dll. Bagi sumber buatan, bergantung pada proses apa yang membawa kepada kemunculan sinaran, sama ada secara paksa atau spontan, ia adalah kemungkinan untuk memilih sumber sinaran optik yang koheren dan tidak koheren.

Sinaran koheren dan tidak koheren

Laser merujuk kepada sumber sinaran optik yang koheren. Keamatan spektrum mereka sangat tinggi, sinaran dicirikan oleh tahap arah yang tinggi, ia dicirikan oleh monokromatik, iaitu, panjang gelombang sinaran tersebut adalah malar.

Majoriti sumber sinaran optik adalah sumber yang tidak koheren, sinarannya adalah hasil daripada superposisi sejumlah besar gelombang elektromagnet yang dipancarkan oleh sekumpulan banyak pemancar asas.

Sumber tiruan sinaran tidak koheren optik boleh dikelaskan mengikut jenis sinaran, mengikut jenis tenaga yang ditukar kepada sinaran, mengikut kaedah menukar tenaga ini kepada cahaya, mengikut tujuan sumber, mengikut kepunyaan a bahagian tertentu spektrum (inframerah, kelihatan atau ultraviolet), bergantung pada jenis pembinaan, cara penggunaan, dsb.

Parameter cahaya

Sinaran optik mempunyai ciri cahaya atau tenaga tersendiri. Ciri-ciri fotometrik termasuk: fluks berseri, fluks bercahaya, keamatan cahaya, kecerahan, kecerahan, dsb. Sumber spektrum berterusan dibezakan dengan kecerahan atau suhu warnanya.

Kadangkala adalah penting untuk mengetahui pencahayaan yang dihasilkan oleh sumber, atau beberapa ciri bukan standard, contohnya fluks foton. Sumber nadi mempunyai tempoh dan bentuk nadi pemancar tertentu.

Kecekapan bercahaya, atau kecekapan spektrum, menentukan seberapa cekap tenaga yang dihantar ke sumber ditukar kepada cahaya. Ciri teknikal, seperti kuasa input dan tenaga, dimensi badan bercahaya, rintangan sinaran, pengedaran cahaya dalam ruang dan hayat perkhidmatan, mencirikan sumber tiruan sinaran optik.

Sumber sinaran optik boleh menjadi haba dengan badan bercahaya yang dipanaskan keseimbangan dalam keadaan pekat, serta bercahaya dengan jasad teruja tidak seragam dalam sebarang keadaan agregat. Jenis khas ialah sumber plasma, sifat sinaran yang bergantung pada parameter plasma dan selang spektrum, dan di sini sinaran boleh sama ada terma atau luminescent.

Sumber terma sinaran optik dibezakan oleh spektrum berterusan, ciri tenaga mereka mematuhi undang-undang sinaran terma, di mana parameter utama adalah suhu dan emisiviti badan bercahaya.

Dengan faktor 1, sinaran adalah bersamaan dengan sinaran jasad hitam mutlak berhampiran Matahari dengan suhu 6000 K. Sumber haba buatan dipanaskan oleh arus elektrik atau oleh tenaga tindak balas pembakaran kimia.

Nyalaan apabila membakar bahan mudah terbakar gas, cecair atau pepejal dicirikan oleh spektrum sinaran berterusan dengan suhu mencapai 3000 K kerana kehadiran mikrozarah filamen pepejal. Jika zarah tersebut tiada, spektrum akan berjalur atau linear, tipikal produk pembakaran gas atau bahan kimia yang sengaja dimasukkan ke dalam nyalaan untuk analisis spektrum.

Reka bentuk dan penggunaan sumber haba

Piroteknik isyarat atau pencahayaan, seperti roket, bunga api, dsb., mengandungi komposisi termampat yang mengandungi bahan mudah terbakar dengan pengoksida. Sumber sinaran inframerah biasanya adalah badan seramik atau logam pelbagai saiz dan bentuk yang dipanaskan oleh nyalaan atau oleh pembakaran pemangkin gas.

Pemancar elektrik spektrum inframerah mempunyai lingkaran tungsten atau nichrome, dipanaskan dengan mengalirkan arus melaluinya dan diletakkan dalam sarung tahan haba, atau segera dibuat dalam bentuk lingkaran, rod, jalur, tiub, dll. — daripada logam dan aloi refraktori, atau komposisi lain: grafit, oksida logam, karbida refraktori. Pemancar jenis ini digunakan untuk pemanasan ruang, dalam pelbagai kajian dan dalam rawatan haba industri bahan.

Untuk spektroskopi inframerah, pemancar rujukan dalam bentuk rod, seperti pin Nernst dan Globar, digunakan, dicirikan oleh pergantungan stabil pemancaran pada suhu di bahagian inframerah spektrum.

Pengukuran metrologi melibatkan kajian pelepasan daripada model badan hitam mutlak di mana emisiviti keseimbangan bergantung pada suhu; Model sedemikian adalah rongga yang dipanaskan pada suhu sehingga 3000 K, diperbuat daripada bahan refraktori bentuk tertentu dengan pintu masuk kecil.

Lampu pijar ialah sumber haba sinaran yang paling popular dalam spektrum yang boleh dilihat hari ini. Ia digunakan untuk tujuan pencahayaan, isyarat, dalam projektor, projektor, di samping itu, ia bertindak sebagai piawaian dalam fotometri dan pyrometri.

Terdapat lebih daripada 500 saiz standard lampu pijar di pasaran hari ini, daripada lampu kecil hingga lampu limpah berkuasa. Badan filamen biasanya dibuat dalam bentuk filamen tungsten atau lingkaran dan dimasukkan ke dalam kelalang kaca yang diisi dengan gas lengai atau vakum. Hayat perkhidmatan lampu sedemikian biasanya berakhir apabila filamen terbakar.

Lampu pijar adalah halogen, kemudian mentol diisi dengan xenon dengan penambahan iodin atau sebatian bromin yang meruap, yang memberikan pemindahan terbalik tungsten terwap dari mentol - kembali ke badan filamen. Lampu sedemikian boleh bertahan sehingga 2000 jam.

Filamen tungsten dipasang di sini di dalam tiub kuarza yang dipanaskan untuk mengekalkan kitaran halogen. Lampu ini berfungsi dalam termografi dan xerografi dan boleh didapati hampir di mana-mana tempat lampu pijar biasa berfungsi.

Dalam lampu lampu elektrik, sumber sinaran optik ialah elektrod, atau lebih tepat, kawasan pijar katod semasa nyahcas arka dalam mentol lampu yang diisi argon atau di luar rumah.

Sumber pendarfluor

Dalam sumber sinaran optik bercahaya, gas atau fosfor teruja oleh aliran foton, elektron atau zarah lain atau oleh tindakan langsung medan elektrik, yang di bawah keadaan ini menjadi sumber cahaya. Spektrum pelepasan dan parameter optik ditentukan oleh sifat fosfor, serta oleh tenaga pengujaan, kekuatan medan elektrik, dsb.

Salah satu jenis luminescence yang paling biasa ialah photoluminescence, di mana spektrum sinaran sumber utama menjadi kelihatan. Sinaran ultraviolet pelepasan jatuh pada lapisan fosfor, dan fosfor di bawah keadaan ini memancarkan cahaya yang boleh dilihat dan berhampiran cahaya ultraungu.

Lampu penjimatan tenaga hanyalah lampu pendarfluor padat berdasarkan kesan ini. Lampu 20 W sedemikian memberikan fluks bercahaya sama dengan fluks bercahaya bagi lampu pijar 100 W.

Skrin tiub sinar katod ialah sumber sinaran optik katodoluminesen. Skrin bersalut fosfor teruja oleh pancaran elektron yang terbang ke arahnya.

LED menggunakan prinsip electroluminescence suntikan pada semikonduktor. Sumber sinaran optik ini dihasilkan sebagai produk diskret dengan unsur optik. Mereka digunakan untuk petunjuk, isyarat, pencahayaan.

Pancaran optik semasa radioluminesensi teruja dengan tindakan isotop yang mereput.

Chemiluminescence ialah penukaran kepada cahaya tenaga tindak balas kimia (lihat juga jenis luminescence).

Kilatan cahaya dalam scintillators teruja oleh zarah pantas, sinaran sementara dan sinaran Vavilov-Cherenkov digunakan untuk mengesan zarah bercas yang bergerak.

Plasma

Sumber sinaran optik plasma dibezakan oleh spektrum linear atau berterusan, serta ciri tenaga yang bergantung pada suhu dan tekanan plasma, yang berlaku dalam pelepasan elektrik atau dalam kaedah pengeluaran plasma yang lain.

Parameter sinaran berbeza-beza dalam julat yang luas, bergantung pada kuasa input dan komposisi bahan (lihat juga lampu nyahcas gas, plasma). Parameter dihadkan oleh kuasa dan rintangan bahan ini. Sumber plasma berdenyut mempunyai parameter yang lebih tinggi daripada yang berterusan.