Какой оптический принцип лежит в основе эффекта радужной иллюминации в архитектурных навесных стенах из закалённого стекла, производимых на заводе в Фошане?
Время публикации:
Mar 14,2025
Интерференция тонких пленок
Принципиальная основа: при падении света на поверхность цветного стекла, вследствие наличия на её поверхности чрезвычайно тонкого плёночного слоя — либо образованного за счёт особой структуры самого стекла, либо нанесённого впоследствии методом напыления — световые волны отражаются от верхней и нижней поверхностей этого слоя. Эти два отражённых луча удовлетворяют условиям когерентности: одинаковая частота, постоянная разность фаз и одинаковое направление колебаний. Когда эти два отражённых луча встречаются в пространстве, происходит интерференция.
Возникновение цвета: свет различных цветов обладает различными длинами волн. Для тонкой плёнки определённой толщины при заданном угле падения лишь некоторые длины волн удовлетворяют условию конструктивной интерференции; соответствующие этим длинам волн цвета усиливаются и проявляются, тогда как свет других длин волн ослабляется вследствие деструктивной интерференции. Например, если толщина плёнки такова, что красный свет испытывает конструктивную интерференцию, то поверхность стекла будет восприниматься нами в красном оттенке; при изменении угла наблюдения меняется траектория распространения света в плёнке, соответственно изменяются и длины волн, для которых выполняется условие конструктивной интерференции, — и цвет также меняется.
Преломление и дисперсия
Преломление: при переходе света из воздуха в стекло происходит явление преломления. Оптическая структура цветного стекла обеспечивает различие углов преломления для света разных цветов (частот), поскольку коэффициент преломления стекла зависит от частоты света. Согласно закону преломления \(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\) (где \(n_1\) и \(n_2\) — коэффициенты преломления двух сред, а \(\theta_1\) и \(\theta_2\) — углы падения и преломления), при одном и том же угле падения света с различными частотами имеют разные углы преломления, что приводит к различию направлений распространения света различных цветов внутри стекла.
Дисперсионный эффект: накопление различий в углах преломления света разных цветов приводит к возникновению явления дисперсии. Когда свет, выйдя из стекла, снова попадает в воздух, свет различных цветов ещё более разделяется — подобно тому, как призма раскладывает белый свет на семь цветов, — и на поверхности стекла формируется радужный эффект. Более того, сложная внутренняя структура цветного стекла многократно преломляет и диспергирует свет, благодаря чему конечный радужный эффект становится ещё более насыщенным и ярким.
Дифракция
Структурные условия: на поверхности или внутри цветного стекла могут присутствовать тонкие периодические структуры, такие как наноразмерные текстуры или кристаллические решётки. Размеры этих структур близки к длине волны света. При падении света на стекло с такой структурой происходит явление дифракции.
Дифракционный узор и цвет: при встрече со светом с препятствием — в данном случае с микроскопическими структурами в стекле — свет отклоняется от прямолинейного пути распространения и огибает тень этого препятствия. При дифракции света различной длины волны образуются разные дифракционные узоры. При определённых условиях эти узоры накладываются друг на друга, в результате чего свет определённой длины волны усиливается в некоторых направлениях, что проявляется в виде радужного эффекта. Кроме того, по мере изменения угла наблюдения и угла падения света дифракционные узоры и длина волны усиленного света также меняются, что приводит к динамическим изменениям радужного эффекта.
Связанные новости
Поделиться в
Укажите свои требования
Компания «Хайбо» по производству специального стекла, провинция Гуандун, Китай. Единый государственный номер регистрации юридического лица: 91440101MA5AT33G12. Контактные телефоны: 13178822749 — г-н Цао; 13533794186 — г-н Вэй.