Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom passeren de fotonen materiaal?

Fotonen kunnen om een ​​paar redenen door materiaal passeren, afhankelijk van het materiaal en de energie van de fotonen:

1. Transparantie:

* lage interactie met atomen: Sommige materialen, zoals glas of water, zijn transparant omdat hun atomen niet gemakkelijk interageren met de fotonen. De elektronen in deze materialen zijn strak gebonden aan de atomen en absorberen de energie van de fotonen niet gemakkelijk.

* fotonen passeren tussen atomen: De fotonen kunnen zonder significante interactie door de spaties tussen de atomen gaan. Dit is vergelijkbaar met hoe geluidsgolven door de lucht kunnen reizen.

2. Golflengte en energie:

* zichtbaar licht: Zichtbare lichtfotonen hebben een specifiek energiebereik. Wanneer ze transparante materialen tegenkomen, hebben ze meestal niet genoeg energie om de elektronen in het materiaal te opwinden. Dit betekent dat ze niet worden geabsorbeerd en kunnen passeren.

* Hogere energiefotonen: Fotonen met hogere energie, zoals ultraviolette of röntgenfotonen, kunnen voldoende energie hebben om elektronen in sommige materialen te prikkelen, waardoor ze worden geabsorbeerd. Dit is de reden waarom röntgenfoto's worden gebruikt om botten te doorzien, omdat ze door zacht weefsel kunnen passeren, maar worden geabsorbeerd door dichter botmateriaal.

3. Verstrooiing:

* Rayleigh Scattering: Fotonen kunnen ook worden verspreid door atomen, waardoor hun reisrichting verandert. Dit is wat de blauwe lucht veroorzaakt, omdat blauw licht meer wordt verspreid dan andere kleuren.

* Mie Scattering: Grotere deeltjes, zoals stof- of waterdruppeltjes, kunnen fotonen sterker verstrooien, waardoor de kleur en de helderheid van het licht door het materiaal stroomt.

4. Absorptie:

* Opaque materialen: Sommige materialen, zoals metalen of donkere stoffen, absorberen het grootste deel van het licht dat ze raakt. De elektronen in deze materialen zijn losjes gebonden en kunnen de energie van fotonen absorberen.

Samenvattend:

Of fotonen door een materiaal gaan, hangt af van de samenstelling van het materiaal, de energie van de fotonen en hoe de fotonen interageren met de elektronen in het materiaal. Het is een complex samenspel van factoren die bepaalt of de fotonen worden geabsorbeerd, verspreid of doorgaan.