Nghiên cứu chế tạo vật liệu kết hợp hấp thụ và tán xạ sóng điện từ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------

TRẦN VĂN HẢ

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU KẾT HP
HẤP THỤ VÀ TÁN XẠ SÓNG ĐIỆN TỪ
Chuyên ngành : Vật Liệu Cơ Khí
Mã số ngành : 2 . 01 . 05

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp.HCM tháng 8 năm 2004


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: ...........................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 1: ...................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 2: ..................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Ngày………tháng………năm 2004


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Tp.HCM, ngày………tháng……..năm 2004

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên

: TRẦN VĂN H
Phái : Nam
Ngày, tháng, năm sinh : 28 – 12 – 1958
Nơi sinh: Hà Tây
Chuyên ngành
: Vật liệu cơ khí
MSHV:VLCK13001
I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu chế tạo vật liệu kết hợp hấp thụ và tán xạ sóng điện từ
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Nghiên cứu tổng quan về sóng điện từ và các vật liệu hấp thụ radar, tia X, γ và tia cực
tím ứng dụng cho phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng. Hệ thống hóa các kiến
thức và các nghiên cứu về sóng điện từ, các hiệu ứng hấp thụ và tán xạ sóng điện từ,
các vật liệu hấp thụ sóng điện từ, tia X, γ và vật liệu TiO2anatas.
2. Chế tạo vật liệu:
• Chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ.
• Vật liệu hấp thụ tia X, γ .
• Phin lọc.
3. Thiết kế: Thiết kế và chế tạo phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng gồm ba chức năng:
• Hấp thụ sóng radar
• Hấp thụ bức xạ tia X và tia γ
• Phòng sạch
4.
Đo tính chất của vật liệu đã chế tạo trong phòng thí nghiệm.
5.
Đo các chỉ tiêu kỹ thuật của phòng hấp thụ đa công dụng:
+ Khả năng hấp thụ, tán xạ sóng điện từ của phòng.
+ Khả năng hấp thụ tia X, γ .
+ Cấp độ sạch về bụi và vi sinh theo tiêu chuẩn Mỹ.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ LUẬN VĂN : 09/02/2004
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 09/08/2004

V. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
: TS. NGUYỄN VĂN DÁN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NGHIỆM NGÀNH

BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký)
Nội dung và đề cương Luận văn thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua
Ngày………. tháng……. năm 2004
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
KHOA QUẢN LÝ NGÀNH


LỜI CÁM ƠN

L

***

ời đầu tiên tôi muốn bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới nhà trường,
Trung tâm vật liệu mới đã tạo điều kiện cho tôi ngay từ những ngày đầu
ôn luyện và suốt trong quá trình hoàn thành các môn học theo chương
trình thạc só.
Tôi bày tỏ lòng cảm ơn chân thành sâu sắc tới tất cả các thầy: TS Đặng Mậu
Chiến, TS Lương Hồng Đức, TS Nguyễn Ngọc Hà, ThS Lê Văn Lữ, PGS.TS
Đặng Vũ Ngoạn, TS Lưu Phương Minh, GS.TS Phạm Phố, PGS.TS Lê Hoài
Quốc, ThS Nguyễn Duy Thông, TS Nguyễn Ngọc Thư……
Các thầy đã tận tình chỉ dạy cho tôi những kiến thức cần thiết để nghiên cứu

môn vật liệu học, những phương pháp nghiên cứu, lòng say mê khoa học nói
chung và môn vật liệu nói riêng
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới thầy TS Nguyễn Văn
Dán đã nhiều trăn trở dành thời gian, trí tuệ, chỉ dạy cho tôi những kiến thức,
cung cấp cho tôi những tài liệu quan trọng cần thiết để hoàn thành luận văn
thạc só
Và cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ
Giáo Dục Đào Tạo B-2000-20-86 “Nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng radar” cùng
các bạn đồng nghiệp đã đi trước trong các đề tài luận văn tốt nghiệp. Tôi cũng
xin bày tỏ lòng cảm ơn tới bộ môn viễn thông của trường ĐH Bách Khoa, phòng
đồng vị phóng xạ của Viện Hạt Nhân Đà Lạt,Trung tâm hạt nhân Tp.HCM,
Trung tâm đào tạo và phát triển sắc ký Tp.HCM, trường Cao Đẳng Hải Quân –
Bộ Tư Lệnh Hải Quân và các bạn bè cùng lớp, cơ quan chủ quản và các đồng
nghiệp trong Trung Tâm Nhiệt Đới Việt - Nga đã hợp tác, tạo điều kiện tốt nhất
để tôi hoàn thành luận văn naøy.


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
1. Mục tiêu của đề tài luận văn
Nghiên cứu ứng dụng vật liệu hấp thụ sóng điện từ trong việc thiết kế và chế
tạo phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng
Phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng bao gồm 3 chức năng
- Phòng hấp thụ điện từ
- Phòng sạch
- Chống đâm xuyên tia X và γ
2. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan
- Lý thuyết về vật liệu hấp thụ và tán xạ sóng điện từ
+ Phân loại vật liệu theo điện tính, từ tính
+ Tương tác của sóng điện từ với vật liệu – hấp thụ, phản xạ và truyền qua

+ Bản chất, nguyên lý hấp thụ sóng điện từ của vật liệu
+ Ảnh hưởng của tần số đến sự hấp thụ
+ Lựa chọn vật liệu chế tạo vật liệu hấp thụ sóng radar, tia X, tia γ
- Vật liệu hấp thụ
+ Vật liệu hấp thụ radar: PZT, Nano Ag – Sn – Cu.
+ Vật liệu cản tia X, γ : Pb, PbO + BaO + Bi2O3
+ Vật liệu xúc tác trên cơ sở TiO2 anatas trên sóng tia cực tím.
-

Thực nghiệm
+ Thiết kế phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng.
+ Chế tạo các mẫu hấp thụ radar, tia X và γ .
+ Các thiết bị và phương pháp đo hấp thụ radar, tia X, và γ .
+ Kết quả và thảo luận.


КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕИЕ
МАСТЕРСКОЙ РАБОТЫ
1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение
и практическое
применение абсорбирующего
материала по электромагнитной волне для конструирования и
стройения
уверсальноползовальной
камеры
абсорбции
электромагнитной волны .
Универсальноползовальная камера абсорбции электромагнитной
волны содержит 3 функции :

- Камера абсорбции электрономагнитной волны.
- Чистая камера.
- Защита от прохождения лучей X , γ .
2.СОДЕРЖАНИЕ ИЗУЧЕНИЯ
- Обзор.
- Теория по материалу абсорбции и рассеяния электромагнитной
волны.
+Категорирование материала по электрохарактеру и
магнитнохарактеру.
+ воздействие электромагнитной волны на материал – абсорбцию
отражение и прохождение .
+ Сущность принцип по абсорбции электромагнитной волны .
+ Вляние чистоты на абсорбции электромагнитной волны.
+Выборирование состава комонентов для обработки материала
абсорбции радиолокационой волны, лучей X , γ .
-Абсорбирующие материалы .
+ Для радиолокационной волны РZТ, Nano Ag – Sn - Cu .
+ Защита от лучи X , γ : Pb , PbO +BaO +Bi2O3.
+ Катализирующие материалы на основе TiO2 anatas на волне
фиолетовой лучи.
- Проведение на практике.
+Конструйрование универсальноползовальной камеры абсорбции
электромагнитной волны.
+Cделано оброзцы абсорбции по радиолокационной , лучам X и γ
+ Установки и метоы измерения абсорбции по радиолокационной
волне, лучам X и γ .
+ Результат и обсуждение .


MỤC LỤC

Lời mở đầu

PHẦN A: PHẦN LÝ THUYẾT
Chương 1 Tổng quan
1.1. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng vật liệu hấp thụ sóng điện từ.......................1
1.2. Nghiên cứu vật liêïu hấp thụ sóng điện từ dải tần radar, tia X, γ và tia cực tím trên
thế giới và tại Việt Nam ...........................................................................................2
1.2.1. Vật liệu hấp thụ radar ...........................................................................................2
1.2.2. Một số ứng dụng của RAM trong quân sự ............................................................3
1.2.3. Nghiên cứu về RAM của các nước trên thế giới...................................................3
1.2.4. Tình hình nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng radar tại Việt Nam ..........................5
1.2.5. Tình hình nghiên cứu vật liệu hấp thụ tia X, γ trên thế giới và Việt Nam...........7
1.2.6. Tình hình nghiên cứu vật liệu hấp thụ và thứ phát tia cực tím .............................7

Chương 2 Lý thuyết về sự hấp thụ và tán xạ sóng điện từ
2.1. Lý thuyết về vùng năng lượng cuả vật rắn .............................................................9
2.2.

Phân chia vật rắn theo mức năng lượng ........................................................... 10

2.3. Sóng điện từ ........................................................................................................ 12
2.4. Tương tác cuả sóng điện từ với vật rắn ............................................................... 14
2.4.1. Khúc xạ ............................................................................................................... 15
2.4.2. Phản xạ ............................................................................................................... 15
2.4.3. Phản xạ sóng điện từ ........................................................................................... 18
2.4.4. Hấp thụ ............................................................................................................... 25
2.4.5. Tán xạ và giao thoa sóng điện từ ........................................................................ 28

Chương 3 Bản chất sự hấp thụ và tán xạ sóng điện từ
3.1.

Các hiệu ứng hấp thụ xảy ra khi sóng điện từ tương tác với vật liệu ............... 29

3.1.1. Hiệu ứng cảm ứng điện từ (cho vật liệu dẫn điện) ............................................ 29
3.1.2. Hiệu ứng quang - điện ....................................................................................... 29
3.1.3. Hiệu öùng compoton(Tia X , γ ) ............................................................................ 31
3.1.4. Hieäu öùng tạo cặp e, pozitron (Tia X , γ ) ............................................................. 33


3.1.5. Hiệu ứng xoay lưỡng cực điện hoặc từ ............................................................... 34
3.1.6. Hiệu ứng điện giảo và từ giảo............................................................................. 36
3.2. Các hiệu ứng tán xạ khi sóng điện từ tương tác với vật liệu ............................. 37
3.2.1. Hiệu ứng tán xạ trên bề mặt nhấp nhô ............................................................... 37
3.2.2. Hiệu ứng tán xạtrong lỗ xốp ............................................................................... 38
3.2.3. Hiệu ứng tán xạ trên các hạt tinh thể siêu nhỏ ................................................... 38
3.2.4. Giao thoa sóng – giao thoa trên bản mỏng ........................................................ 41

Chương 4 Vật liệu hấp thụ radar, tia cực tím, tia X, và tia γ
4.1.

Vật liệu hấp thụ radar ........................................................................................ 43

4.1.1. Bột hấp thụ trên cơ sở PZT ................................................................................ 43
4.1.2. Bột hấp thụ trên cơ sở Pherit Bary ..................................................................... 43
4.1.3. Bột hấp thụ trên cơ sở Nano tinh thể Ag – Sn – Cu .......................................... 44
4.1.4. Sơn, keo hấp thụ radar ....................................................................................... 44
4.1.5. Vật liệu hấp thụ radar (RAMs) ........................................................................... 45
4.2.

Vật liệu hấp thụ (cản) tia X và γ ....................................................................... 47

4.2.1. Vật liệu cản tia X, γ truyền thống...................................................................... 47
4.2.2. Vật liệu cản tia X, γ của đề tài cấp thành phố “Nghiên cứu, triển khai ứng dụng
các hệ vật liệu hấp thụ sóng điện từ dải tần radar, tia X và tia γ ” .................... 48
4.3.

Vật liệu phin lọc hấp thụ tia cực tím ................................................................... 49

4.3.1. Tác dụng của tia cực tím trong việc tiêu diệt các vi sinh vật, khử độc và xử lý môi
trường .................................................................................................................. 49
4.3.2. Vật liệu phin lọc hấp thụ và thứ phát tia cực tím ............................................... 50

PHẦN B: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
Chương 5: Thiết kế phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng
5.1.

Mục đích ............................................................................................................. 54

5.2.

Thiết kế phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng .......................................... 54

5.2.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng .................. 54
5.2.2. Thiết kế nội hình, ngoại hình và chọn kiểu phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng .. 58
5.2.3. Thiết kế, tính toán và chọn máy lạnh, đường ống, phin lọc cho khoang làm việc
của phòng hấp thụ ............................................................................................... 63
5.2.4. Air shower KHC – 2004 ..................................................................................... 69


5.2.5. Pass – box XX02.PB.05 ...................................................................................... 70

5.2.6. Thiết kế vật liệu hấp thụ sóng điện từ ................................................................ 71
5.2.7. Thiết kế vật liệu hấp thụ tia X, γ . ...................................................................... 72
5.2.8. Hệ thống điều khiển và ánh sáng ....................................................................... 72
5.2.9. Hoạt động của phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng .................................. 73

Chương 6: Chế tạo vật liệu và xác định các tính chất của các vật liệu cho việc
chế tạo phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng
6.1.

Chế tạo và xác định các tính chất của vật liệu hấp thụ radar (RAMs) ............ 74

6.1.1. Vật liệu RAMs dạng tháp cho tường phòng hấp thụ .......................................... 74
6.1.2. Chế tạo lớp phủ hấp thụ RAM cho sàn phòng hấp thụ ....................................... 76
6.1.3. Xác định độ hấp thụ radar trong phòng thí nghiệm ............................................ 76
6.2.

Chế tạo và xác định các tính chất của vật liệu cản tia X, γ ............................ 78

6.2.1. Chế tạo vật liệu cản tia X, tia γ ......................................................................... 78
6.2.2. Xác định khả năng hấp thụ (cản tia X, γ của vật liệu) ...................................... 79
6.3. Xác định các thông số kỹ thuật phòng hấp thụ sóng điện từ đa công dụng.. ..... 83
6.3.1. Xác định tiêu chuẩn về độ sạch, độ ẩm, nhiệt độ của phòng hấp thụ................. 83
6.3.2. Xác định các chỉ tiêu vi sinh của phòng hấp thụ................................................. 84
6.3.3. Xác định độ hấp thụ sóng điện từ của phòng hấp thụ ......................................... 85
6.3.4. Xác định độ cản bức xạ tia X, γ của phòng hấp thụ ........................................ 85

Chương 7: Kết quả và thảo luận
7.1. Kết quả và thảo luận đo độ hấp thụ radar , tia X và γ trong phòng thí nghiệm 86
7.1.1. Kết quả và thảo luận về độ hấp thụ radar.......................................................... 86
7.1.2. Kết quả và thảo luận về độ hấp thụ (cản) tia X, γ ............................................. 87

7.2. Kết quả và thảo luận đo các chỉ tiêu kỹ thuật của phòng hấp thụ đa công dụng.......... 92
7.2.1. Kết quả và thảo luận về độ hấp thụ radar........................................................... 92
7.2.2. Kết quả và thảo luận về độ an toàn bức xạ của phòng hấp thụ .......................... 92
7.2.3. Kết quả và thảo luận về các chỉ tiêu độ sạch, nhiệt độ, độ ẩm và vi sinh .......... 94

PHẦN C: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
PHẦN D: TÀI LIỆU THAM KHAÛO


Tiếng Việt
Nước ngoài
PHẦN E: PHỤ LỤC
Phụ lục 1:Kết quả đo các chỉ tiêu kỹ thuật của phòng hấp thụ đa công dụng.
Phụ lục 2: Kết quả đo các tính chất của vật liệu chế tạo trong phòng thí nghiệm.
Phụ lục 3: Giải thích chữ viết tắt
Phụ lục 4: Bảng đơn vị đo.
Phụ lục 5: Danh mục các bảng biểu
Phụ lục 6: Danh mục các thiết bị đo sử dụng cho đề tài.
Phụ lục 7: Bảng thống kê các vật liệu.
Phụ lục 8: Bảng chọn máy lạnh cho phòng hấp thụ đa công dụng.


LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang chuyển mình mạnh mẽ. Công nghiệp hóa, hiện đại hóa xây dựng
Việt Nam đàng hoàng to đẹp, mạnh giàu hòa nhập vào thế giới với niềm tự hào dân tộc.
Chắc là không lâu nhưng việc bảo vệ những thành qủa xây dựng đó không thể xem nhẹ.
Đúng vậy, xây dựng đã khó nhưng để bảo vệ thành quả lại càng khó hơn. Đứng trước sự
phát triển hàng ngày, hàng giờ của các lónh vực Khoa Học Kỹ Thuật khác nhau, đặc biệt
là các lónh vực như công nghệ thông tin, cơ điện tử, hàng không vũ trụ, năng lượng và
đặc biệt là an ninh quốc phòng đòi hỏi các vật liệu mới có tính năng đặc biệt đáp ứng

các yêu cầu ngày càng nhiều.
Là những nhà khoa học vật liệu, các đề tài khoa học không thể trù trừ trước những
nghiên cứu ứng dụng, triển khai những vật liệu mang tính lưỡng dụng phục vụ cho quốc
phòng và sự phát triển công nghiệp điện tử, sinh học, y tế, Dược và chế biến góp phần
công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước vừa bảo vệ an ninh quốc phòng trong chiến tranh
công nghệ cao. Trong giới hạn về thời gian của đề tài luận văn nghiên cứu 3 loại vật liệu
lưỡng dụng mang tính thực tế cao, triển khai ngay để đáp ứng cho yêu cầu cấp thiết trên.
Vật liệu có các khả năng:
-

Tàng hình hoặc cách ly điện từ (tác chiến điện tử)

-

Chống được bức xạ tia X, γ (vũ khí nghèo uraniom)

-

Có khả năng phòng chống sinh hóa.
Với mục tiêu:

-

Tàng hình hoặc cách ly điện từ dải tần vô tuyến, radar (-15 ÷ -20DB)

-

Chống được bức xạ tia X, γ (liều giới hạn <1mSv/năm)

-

Có khả năng phòng chống vũ khí sinh hóa và sử dụng trong các ngành công nghiệp, y
tế, Dược và chế biến thực phẩm. Đáp ứng nhu cầu sử dụng tốt cho quân đội và dân sự.


1

PHẦN A: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng vật liệu hấp thụ sóng điện từ.
Tác chiến trên chiến trường công nghệ cao bao gồm tác chiến điện tử, sinh
hóa và thậm chí trong môi trường bức xạ tia X, γ (đạn uraniom nghèo). Vì thế để
phòng chống và đánh trả trong chiến tranh công nghệ cao, thế giới quan tâm
nhiều đến các phương tiện, vũ khí có tính đa dạng.
-

Tàng hình hoặc cách ly điện từ (tác chiến điện tử).

-

Chống được bức xạ tia X, γ (vũ khí nghèo uraniom).

-

Có khả năng phòng chống sinh hóa.
Nhiều tập đoàn quân sự trên thế giới đã chào bán các bộ quần áo vừa chống vũ khí

xung điện từ vừa có thể phòng chống sinh hóa. Các phòng hấp thụ sóng điện từ đa
công dụng vừa cách ly điện từ, chống được đạn uraniom nghèo và chống được vũ khí
sinh hóa được triển khai cho các xe chỉ huy và đặc biệt là hang động.

Nói chung: Qua các nguồn tư liệu, thông tin, có thể đánh giá sơ lược về sự
phát triển của khoa học và đầu tư quân sự phục vụ cho mưu lược răn đe bằng vũ
lực của Mỹ cùng sự cảnh giác, phòng thủ, bảo vệ Tổ Quốc thể hiện sức mạnh về
an ninh quốc phòng của các nùc trong khu vực. Như vậy, chúng ta cũng không
thể không có vũ khí, khí tài để bảo vệ thành quả xây dựng và an ninh quốc phòng
trong tác chiến vũ khí công nghệ cao. Bởi vậy, sự nghiên cứu, chế tạo vật liệu kết
hợp hấp thụ và tán xạ sóng điện từ là một trong những nhiệm vụ cực kỳ quan
trọng và bức thiết phục vụ cho chiến lược phòng thủ và bảo vệ đất nước.
* Mục tiêu của đề tài.


2

Nghiên cứu ứng dụng 3 loại vật liệu lưỡng dụng triển khai những vấn đề cấp
thiết của phòng chống và đánh trả cho chiến tranh công nghệ cao và trong lónh
vực nghiên cứu, sản xuất y tế, dược phẩm và chế biến thủy hải sản…
a. Mục tiêu cho quân đội
Nghiên cứu ứng dụng vật liệu kết hợp hấp thụ và tán xạ sóng điện từ cho xe
chỉ huy, hầm ngầm, hang động. Phòng hấp thụ sẽ là nơi an toàn cho sở chỉ huy,
các bộ phận đầu não…và phải đáp ứng được các chỉ tiêu:
-

Hấp thụ và cách ly sóng điện từ dải tần vô tuyến, radar (-15 ÷ -20DB).

-

Có khả năng cản bức xạ tia X và γ (liều giới hạn ≤ 1 mSv/năm).

-

Có khả năng chống vũ khí sinh hóa .

b. Mục tiêu cho dân sự.
Những vật liệu này được triển khai trong lónh vực dân sự với các mục tiêu cụ
thể bao gồm:
-

Ứng dụng các vật liệu hấp thụ sóng điện từ cho các phòng cách ly vô tuyến,

đo đạc tính chất điện từ của vật liệu, máy móc…
-

Ứng dụng các vật liệu hấp thụ tia X, γ cho các phòng chụp Xquang, xạ trị,

chế tạo đồng vị phóng xạ…
-

Ứng dụng vật liệu hấp thụ tia cực tím trong phòng làm sạch và khử độc như

các phòng nghiên cứu vi sinh, sản xuất dược phẩm, sản xuất vật liệu điện tử, nội soi…
1.2. Nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng điện từ dải tần radar, tia X, γ và tia
cực tím trên thế giới và tại Việt Nam.
1.2.1. Vật liệu hấp thụ radar.
Vật liệu tàng hình được gọi là RAM (Radar Absorption Materials) có rất
nhiều ứng dụng trong lónh vực quân sự cũng như dân sự. Nhưng phần lớn được


3

ứng dụng và phát triển nhiều trong quân sự để chế tạo các hệ ngụy trang, nghi

trang cho thiết bị, kho tàng, bến bãi, cơ quan đầu não, sở chỉ huy …
Một hệ thống ngụy trang radar đặt trong môi trường xác định, hoạt động trong
điều kiện xác định phải có độ hấp thụ, suy hao và phản xạ tương ứng với môi
trường thường là một khoảng cho phép. Việc đo các thông số kể trên của môi
trường được nhờ các radar đặt trên máy bay [thường là dải X(8-12GHz)] hoặc hệ
thống GPS (thường là Ku).
1.2.2. Một số ứng dụng của RAM trong quân sự bao gồm :
Chế tạo các hệ ngụy trang cho vũ khí và trang thiết bị tấn công như máy bay,
xe tăng, tên lửa, tàu chiến trước sự dò tìm bằng radar của đối phương.
a. Chế tạo hệ ngụy trang thụ động để tránh sự dò tìm của radar đối phương.
Như bến bãi, hải cảng, sân bay, công trình quân sự và các trung tâm đầu não
sở chỉ huy, trung tâm thông tin (không có sự chuẩn bị phòng thủ che chắn bảo vệ
hấp thụ sóng điện từ sẽ bị vô hiệu hoá ngay từ đầu khi chiến tranh x¶y ra).
b. RAM được sơn phủ lên Ăngten và các đài radar để tăng độ nhạy.
Ngoài ra, trong dân sự còn để chế tạo phòng hấp thụ sóng điện từ : Phòng hấp
thụ sóng điện từ có nhiều công dụng như làm phòng đo các tính chất của thiết bị
siêu cao tần một cách chính xác, phòng đo các thông số hấp thụ, phản xạ của vật
liệu cũng như mô phỏng môi trường phông nền, phòng thu phát thanh và truyền
hình, phòng đặt máy X quang, máy điện tâm đồ, điện não đồ…
1.2.3. Nghiên cứu về RAM của các nước trên thế giới.
a. Các nguyên tắc chung để chế tạo RAM :
Đầu tiên có lẽ phải nói đến là Liên Xô thời Stalin đã xuất hiện cuốn “Nguyên
lý khoa học giảm tín hiệu bộc lộ”. Đến nay, những công bố khoa học và công
nghệ chế tạo vật liệu tàng hình hầu như rất hiếm. Các tài liệu này, đều chỉ nói
đến một nguyên tắc chung: để hấp thụ sóng radar cần phải tăng cường các tổn


4

thất điện từ do trở kháng của vật liệu. Trên nguyên tắc chung này, một số loại vật

liệu đã được thông báo sử dụng để chế tạo RAM: bao gồm các vật liệu Polyme
dẫn điện như Polypyral, Polyaxetylen, Polyetylen dẫn điện, các vật liệu hấp thụ
điện từ trở thành quang năng (ánh sáng nhìn thấy được) các vật liệu điện từ và
các vật liệu có cấu trúc nano tinh thể.
b. Các dạng của RAM .
Các RAM được chế tạo dưới dạng tấm, cuộn, ngói, sơn. Phần lớn các RAM là
composite trên cơ sở các sợi, nền xốp, tổ ong có phủ liên kết, nhúng, tẩm keo
hoặc sơn hấp phụ sóng radar.
Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Triều Tiên chế tạo các RAM dưới dạng tấm,
cuộn, ngói, composite trên cơ sở cao su, polyme và các tác nhân trên cơ sở bột
dẫn điện Fe, Al, Ni và các loại vật liệu từ khác nhau.
Hàn Quốc chế tạo các RAM dưới dạng tấm, past, block và ngói trên cơ sở cao su,
polyme dẫn điện và các tác nhân hấp thụ điện từ. Các tấm panel hấp thụ radar, các tấm
lợp kho tàng, các loại lớp phủ trên bến bãi, công trình phản xạ sóng điện từ, các tấm lợp
kho tàng, các loại lớp phủ trên bến bãi, công trình quân sự cũng như các phòng không
phản xạ sóng điện từ đã được chế tạo cho các công trình quân sự và dân sự .
Hungary chế tạo RAM vừa có tính năng hấp thụ radar vừa hấp thụ hồng
ngoại. RAM của Hungary bao gồm nhiều lớp sơn phủ trên các kết cấu hoặc vật
liệu nền có cấu trúc tổ ong xốp, rỗng…Ngoài ra còn có các tính chất như độ suy
hao tối đa là –13,00DB (94%), chống hồng ngoại nhiệt với hệ số phát xạ là 0,35.
Ixrael chế tạo các RAM dưới dạng composite bao gồm nền tổ ong sơn hấp thụ
radar và hồng ngoại Composite này có độ suy hao trên sóng radar là –15DB
(97%) và độ phát xạ từ 0,4 đến 0,9 tùy môi trường cần ngụy trang. Thường báo
cho biết các xe tăng của Ixrael sơn phủ ngụy trang giảm được 40-50% bức xạ
hồng ngoại và giảm tầm phát hiện xuoáng 50%.


5

Mẫu máy bay F-117 của Mỹ bị bắn hạ ở Nam Tư có cấu trúc dạng tổ ong với chiều dầy

khoảng 3cm trên cơ sở vật liệu hấp thụ điện từ. Đương nhiên là nước chế tạo máy bay, Mỹ chủ
động thiết kế các mặt tán xạ radar cho máy bay bỏ bom B2 và mức suy hao đạt được là
20DB(99%). Các mẫu RAM của Nga thấy được dưới dạng lá cây, dải băng, trên cơ sở vật liệu
hấp thụ điện từ, nhưng nói chung là rất ít tài liệu về các thông số hấp thụ radar và hồng ngoại.
1.2.4. Tình hình nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng radar tại Việt Nam .
a. Thông tin một số các đơn vị nghiên cứu.
-

Một số cơ quan quân đội đã tiến hành nghiên cứu vật liệu hấp thụ radar như

viện kỹ thuật quân sự, Viện Hóa Học quân sự và một nhóm đề tài về vật liệu
polyme dẫn điện của Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc Gia.
-

Nhóm Viện Kỹ thuật Quân sự nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng radar trên cơ sở

pherít bary. Vật liệu này chỉ làm việc tốt trong khoảng tần số 200-250MHz, ở các dải
tần radar (2-94GHz) nó làm việc hiệu quả thấp nên hệ số hấp thụ được biết là không
cao.
-

Viện hóa Bộ Quốc Phòng nghiên cứu hệ vật liệu trên cơ sở cao su. Theo số

liệu đo cụ thể trong phòng thí nghiệm radar – Bộ môn viễn thông – Đại Học
Bách Khoa Tp. HCM duy nhất có một mẫu dầy 8mm có độ hấp thụ – 8DB.
-

Nhóm Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc Gia chế tạo

Polyetylen dẫn điện dạng màng mỏng, nhưng sự hấp thụ radar do hiệu ứng dẫn

điện sẽ không đủ để đạt tới mức cao nhất.
b. Thông tin ở Trường đại học Bách Khoa Tp. HCM.
Tại Trường đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh từ những năm 19972000 đã tiến hành nghiên cứu các đề tài từ cấp trường đến cấp Bộ về các hệ vật
liệu hấp thụ và khử phản xạ sóng điện từ .Việc nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng
radar, các nội dung đã đạt được bao gồm :


6

-

Đề ra được các nguyên lý và bản chất sự hấp thụ và tán xạ sóng điện từ nói

chung và sóng radar nói riêng.
-

Dựa trên cơ sở nguyên lý hấp thụ và tán xạ đã nghiên cứu chế tạo được 3 loại vật

liệu có độ hấp thụ radar trên dải X(8-12GHz). Theo nguyên lý các tác nhân hấp thụ
radar được phủ hoặc phân tán trên nền vải, kim loại, mút xốp. Các tác nhân hấp thụ
radar là các vật liệu hấp thụ thành phần sóng điện và từ của sóng điện từ, cũng như các
vật liệu hấp thụ theo cơ chế xoay lưỡng cực điện và từ (hiệu ứng lò viba).
-

Các hệ vật liệu được chế tạo kết hợp hấp thụ và tán xạ sóng điện từ theo tán xạ bề

mặt, tán xạ trong và đặc biệt là cơ chế tán xạ bởi cấu trúc nano của vật liệu. Công nghệ
chế tạo các tác nhân hấp thụ theo công nghệ phun bằng nano tinh thể sol-gel và phương
pháp nghiên cứu năng lượng để đảm bảo sự tán xạ tối đa sóng radar.
Tóm lại.

Qua nghiên cứu, phân tích và tổng hợp tình hình các nước trên thế giới về
mưu đồ chiến lược vị trí siêu cường số một của Mỹ. Sự đầu tư và phát triển khoa
học công nghệ vũ khí, khí tài phục vụ cho chiến tranh công nghệ cao nói chung,
về vật liệu tàng hình nói riêng của các nước trong khu vực, chúng ta thấy rõ sự
cần thiết và tính cấp bách phải đầu tư trí lực cho việc nghiên cứu vũ khí, khí tài
công nghệ cao, trong đó có vật liệu tàng hình để phục vụ cho công cuộc xây
dựng, phòng thủ và bảo vệ đất nước bởi những ứng dụng đặc biệt của nó trong
chiến tranh công nghệ cao. Xuất phát từ tính thực tiễn cấp thiết và vai trò quan
trọng không thể thiếu của RAM trong chiến tranh công nghệ cao, vậy đến nay
các cơ quan trong quân đội và dân sự đã nghiên cứu RAM đến đâu?
Nói chung cho đến nay, theo thông tin được biết và các tư liệu đã đề cập ở
phần trên, khả quan nhất các nội dung đạt được rất cơ bản là Trường Đại học
Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh đã đưa ra được các nguyên lý, bản chất hấp thụ và
tán xạ sóng điện từ nói chung và sóng radar nói riêng. Dựa trên nguyên lý, bản


7

chất, cơ chế hấp thụ và tán xạ. Trường đã chế tạo được 3 loại vật liệu có độ hấp
thụ trên dải X(8-12GHz).
Là học viên của Trường theo học bộ môn vật liệu cơ khí và qua thời gian học
tập nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của các thầy, tôi thấy nội dung của đề tài cần
được triển khai tiếp tục nghiên cứu ở mức cao hơn: Nghiên cứu, chế tạo và ứng
dụng vật liệu kết hợp hấp thụ và tán xạ sóng radar ỨNG DỤNG VÀO THỰC TIỄN
PHỤC VỤ CHO SẢN XUẤT VÀ BẢO VỆ MÔI SINH .
1.2.5. Tình hình nghiên cứu vật liệu hấp thụ tia X, γ trên thế giới và Việt Nam.
Như đã biết, để cản bức xạ tia X và γ phát ra từ các thiết bị, các đồng vị
phóng xạ và vũ khí bức xạ, trước đây người ta thường sử dụng chì (Pb). Chì là
nguyên tố kim loại nặng với Z = 82, tỷ trọng γ =11,35kg/dm3 và bán kính nguyên
tử là ro=1,949A0. Với số lượng electron nhiều và bán kính nguyên tử lớn như vậy,

tia X và γ khi tương tác với Pb sẽ bị hấp thụ rất mạnh. Ví dụ chỉ cần một lớp Pb
dày 3mm là có thể bảo đảm liều giới hạn (ATBX) nhỏ hơn 1mSV/năm cho một
phòng chụp X quang với năng lượng bức xạ 122KeV. Tuy nhiên, phòng Pb có
nhược điểm là nặng, khó thi công và không mỹ quan.
Hiện nay, ngoài Pb ra thế giới còn sử dụng các loại vật liệu cản xạ khác chẳng
hạn như bêtông chống phóng xạ trên cơ sở ximăng + Pb2O3 + BaO + Bi2O3…vật
liệu này dễ thi công và nhẹ hơn, mỹ quan và rẻ hơn Pb.
Tại Việt Nam vẫn chưa có công bố nào về các hệ vật liệu cản tia X và γ .
Hiện nay, trên cơ sở đề tài cấp thành phố “Nghiên cứu và triển khai ứng dụng các
hệ vật liệu hấp thụ sóng điện từ dải tần radar, tia X và tia γ ” chúng tôi đang tiến
hành nghiên cứu hệ vật liệu hấp thụ tia X và γ trên cơ sở

ximăng +

Pb2O3 + BaO + Bi2O3 được đưa thêm một lượng nhỏ RAM. Kết quả cho thấy rất
khả quan và sẽ được trình bày ở phần thực nghiệm của luận án này.


8

1.2.6. Tình hình nghiên cứu vật liệu hấp thụ và thứ phát tia cực tím.
Tia cực tím được ứng dụng trong phòng hấp thụ sóng điện từ nhằm tiêu diệt
các nấm mốc, vi sinh vật có lẫn trong không khí lọc đảm bảo các tiêu chuẩn vi
sinh cần thiết. Ngoài ra tia cực tím còn có tác dụng khử độc do tạo ra ozon và do
đó sẽ oxy hóa đến mức cao nhất các khí độc hại. Về mặt này kết hợp tia cực tím
và hấp thụ bởi than hoạt tính sẽ là giải pháp hữu hiệu.
Trong các phin lọc sử dụng tia cực tím với các mục đích nêu trên người ta
thường sử dụng vật liệu lọc có chứa TiO2 hoặc TiO2 + than hoạt tính. TiO2 hấp
thụ tia cực tím sau đó sẽ phát trở lại tia cực tím tại mọi vị trí của phin lọc. Điều
này đảm bảo cho sự tiêu diệt vi sinh vật bị giữ lại trên phin và khử độc cho dòng

không khí lọc qua. Hiện nay vật liệu này được chế tạo dưới nhiều dạng như giấy
thủy tinh tẩm TiO2, thép phủ TiO2, viên xúc tác phủ TiO2…
Vật liệu này hiện Việt Nam chưa có. Chúng tôi sử dụng loại giấy sợi thủy tinh
tẩm TiO2 của Trung Quốc hoăïc của Đức. Kết quả nghiên cứu về độ sạch và sinh
hóa trình bày ở phần thực nghiệm.


9

CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT VỀ SỰ HẤP THỤ VÀ TÁN XẠ SÓNG ĐIỆN TỪ
2.1. Lý thuyết về vùng năng lượng cuả vật rắn [1].
Một chất có thể xem như cấu tạo bởi một số lớn nguyên tử, được đưa vào sắp
xếp với nhau có trật tự trong một mạng tinh thể. Ở khoảng cách khá xa thì mỗi
nguyên tử là độc lập với nhau và có mức năng lượng và cấu hình điện tử trong
nguyên tử giống như nguyên tử đứng cô lập. Nhưng khi các nguyên tử càng xích
lại gần nhau thì các điện tử càng bị kích thích bởi các điện tử và hạt nhân của
nguyên tử khác lân cận. Ảnh hưởng này làm cho mỗi một trạng thái điện tử trong
nguyên tử riêng biệt bị phân tách thành một loạt các trạng thái điện tử nằm sát
nhau hình thành nên một vùng năng lượng điện tử. Sự giãn (mở rộng) từ một mức
năng lượng điện tử trong nguyên tử thành một vùng năng lượng trong vật rắn tùy
thuộc vào khoảng cách giữa các nguyên tử, sự giãn này bắt đầu từ các điện tử
ngoài cùng của nguyên tử bởi vì chúng bị nhiễu loạn trước tiên khi các nguyên tử
liên kết lại với nhau. Trong mỗi vùng, các mức năng lượng vẫn là gián đoạn. Ở
khoảng cách nguyên tử cân bằng, sự tạo thành vùng năng lượng có thể xảy ra với
các lớp điện tử ở gần hạt nhân nhất. Ngoài ra, ở các vùng kế nhau có thể tồn tại
những khe năng lượng (hay còn gọi là những vùng cấm): Bình thường thì các điện
tử không được phép chiếm lónh những mức năng lượng nằm trong các khe này.
Các tính chất điện từ của vật rắn phụ thuộc vào cấu trúc vùng năng lượng điện
tử của nó, cụ thể là vào sự sắp xếp các vùng ngoài cùng và cách thức lấp đầy
chúng bởi các điện tử. Theo quan điểm này, vùng chứa các điện tử có năng lượng

cao nhất (hay các điện tử hóa trị) được gọi là vùng hóa trị. Còn vùng dẫn sẽ là
vùng có năng lượng cao hơn kề trên đó mà trong đa số các trường hợp, về cơ bản
là bỏ trống. Có thể có 4 kiểu cấu trúc vùng khác nhau:


10

Hình 2-1: Các cấu trúc vùng điện tử khác nhau có thể có trong các vật rắn ở
A-Vùng hóa trị đã được lấp đầy; A’ – Vùng hóa trị còn trống; B - khe vùng;
C – vùng dẫn còn trống; EF – năng lượng Fermi
- Ở loại thứ nhất (Hình 2-1a) vùng hóa trị chỉ mới lấp đầy một phần. Năng lượng
ứng với mức cao nhất nó bị chiếm, được gọi là năng lượng Fermi (EF). Đây là cấu
trúc điển hình cho kim loại.
- Ở loại cấu trúc vùng thứ hai (Hình 2-1b), cũng tìm thấy trong các kim loại, vùng
hóa trị bị lấp đầy và còn phủ lên cả vùng dẫn.
- Hai cấu trúc cuối cùng (Hình 2-1c, d), ở mỗi cấu trúc tất cả các trạng thái trong
vùng hóa trị đều bị điện tử chiếm hết. Tuy nhiên, ở đây không có sự dính phủ với
vùng dẫn còn trống, điều này tạo ra một khe năng lượng xen ở giữa gọi là vùng
cấm. Là cấu trúc đại diện cho bán dẫn và điện môi.
2.2. Phân chia vật rắn theo mức năng lượng.
Chỉ có những mức năng lượng nào lớn hơn mức Fermi thì mới chịu tác dụng
và được gia tốc khi có mặt điện trường. Đây là những điện tử tham gia vào quá
trình dẫn điện, chúng được gọi là những điện tử tự do.
a. Kim loại:
Để cho điện tử trở nên tự do, cần phải kích thích nó lên một trạng thái năng
lượng cho phép và còn trống ở trên EF. Đối với các kim loại có các cấu trúc vùng
như trên hình 2-1a hay 2-1b đã có sẵn các mức năng lượng trống nằm sát kề ngay


11

mức bị chiếm cao nhất tại EF. Do vậy, chỉ cần một năng lượng rất nhỏ để đưa
điện tử lên các trạng thái trống nằm dưới như nêu trên hình 2-2.

Hình 2-2: Sự chiếm các trạng thái điện tử trong kim loại (a) trước và (b) sau
kích thích điện tử
b. Cách điện và bán dẫn:
Các chất cách điện và bán dẫn không có những trạng thái còn trống nằm kề
ngay bên trên của vùng hóa trị đã đầy. Do đó, để trở thành tự do, các điện tử phải
được nâng mức vượt qua khe vùng năng lượng, nhảy vào trạng thái còn trống ở
đáy vùng dẫn. Điều này chỉ có thể xảy ra bằng cách cấp cho điện tử một năng
lượng bằng hiệu năng lượng giữa hai trạng thái đó, xấp xỉ bằng năng lượng khe
Eg. Thường năng lượng kích thích là từ nguồn phi điện như nhiệt hoặc ánh saùng.


12

Hình 2-3 : Sự chiếm các trạng thái điện tử trong chất cách điện và chất bán
dẫn (a) trước và (b) sau một kích thích điện tử từ vùng hóa trị lên vùng dẫn
2.3. Sóng điện từ.
Theo quan niệm cổ điển, bức xạ điện từ được xem như là sóng gồm hai thành
phần điện trường và từ trường vuông góc với nhau và với cả phương truyền
(hình 2-4). Ánh sáng, nhiệt (hay năng lượng bức xạ), sóng ra, sóng radio, tia
Rontgen, tất cả đều là những dạng bức xạ điện từ. Mỗi một dạng được đặc trưng
trước tiên bởi một phạm vi đặc thù của bước sóng và kỹ thuật tạo ra nó. Phổ của
bức xạ điện từ trải rộng từ tia γ (do các chất phóng xạ phát ra) có bước sóng cỡ
10-12m(10-3nm), qua tia Rontgen, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại
và cuối cùng tới sóng radio (sóng vô tuyến điện) với bước sóng dài tới 10-5m. Phổ
này được cho trên hình 2-4 theo thang loga.

Hình 2-4: Sóng điện từ với các thành phần điện trường ε , từ trường H và bước sóng λ
Ánh sáng nhìn thấy nằm trong một vùng hẹp của phổ với bước sóng từ
0,4 μm (4.10-7m) đến 0,7 μm . Màu sắc cảm nhận được là do bước sóng xác định.
Ví dụ, bức xạ có bước sóng cỡ 0,4 μm hiện màu tím. Ánh sáng trắng đơn giản là


13

hỗn hợp của tất cả các màu sắc. Phần này chủ yếu trình bày các vấn đề có liên
quan đến các bức xạ nhìn thấy, theo định nghóa chỉ là những bức xạ mà mắt ta
nhạy cảm được.
Tất cả các bức xạ điện từ đều truyền qua chân không với cùng một tốc độ
bằng tốc độ ánh sáng (C=3.108 m/s). Tốc độ này liên hệ với hằng số điện môi ε 0
và độ thẩm từ của chân không μ 0 bởi hệ thức:
C = 1/ ε 0 μ0

(2.1)

Hơn nữa tần số ν và bước sóng λ của bức xạ điện từ đều là hàm số của tốc độ
C theo hệ thức:
C = λν

(2. 2)

Tần số đo được bằng Hz, một Hz bằng một chu kỳ trong một giây. Thang tần
số của các dạng bức xạ điện từ khác nhau cũng cho trên phổ:


14

Hình 2-5 Phổ bức xạ điện từ bao gồm cả phạm vi bước sóng của các màu sắc
khác nhau trong phổ ánh sánh nhìn thấy.
Nhiều khi thích hợp hơn là xem bức xạ điện từ theo quan điểm cơ học lượng
tử. Bức xạ điện từ không phải là các sóng mà là gồm các bó hay các nhóm năng
lượng được gọi là photon. Năng lượng E của một photon bị lượng tử hoá, tức là
chỉ có thể có những giá trị riêng quy định bởi hệ thức:
E = hv = hC / λ

(2. 3)

trong đó h – hằng số Planck, có giá trị 6,63.10-34J.s. Như vậy năng lượng phôton
tỷ lệ với tần số và tỷ lệ nghịch với bước sóng của bức xạ. Năng lượng photon
cũng được cho trên phổ điện từ.
Khi mô tả những hiện tượng quang học liên quan đến tương tác giữa bức xạ và
chất thì sự lý giải thường thuận lợi hơn nếu xem xét ánh sáng theo quan điểm
photon. Trong một số trường hợp khác thì quan niệm sóng lại thích hợp hơn. Đôi
khi lại sử dụng cả hai cách tiếp cận.
2.4. Tương tác cuả sóng điện từ với vật rắn.
Khi ánh sáng đi từ môi trường này sang môi trường khác (chẳng hạn từ không khí
vào vật rắn) thì một số bức xạ ánh sáng có thể được truyền qua môi trường, một phần bị
hấp thụ và một phần bị phản xạ trên bề mặt phân cách giữa hai môi trường. Cường độ I0
của chùm sáng tới bề mặt môi trường rắn phải bằng tổng cường độ của các chùm sáng
truyền qua, hấp thụ và phản xạ tương ứng là IT, IA, và IR, tức là:
I0 = IA + IT + IR

(2. 4)

Trong đó, T, A, R tương ứng biểu diễn truyền qua (IT/I0), độ hấp thụ (IA/I0) và
độ phản xạ (IR/I0), tức là những tỷ phần của ánh sáng tới được truyền qua, phản
xạ và hấp thụ bởi vật liệu.

Những vật liệu có khả năng truyền ánh sáng với độ hấp thụ và phản xạ tương đối
nhỏ là những vật trong suốt – người ta có thể nhìn qua chúng. Những vật trong mờ là