Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
зеркала приблизительно равна яркости источника света (коэффициент т
пропускной спо: собности зеркала близок к единице). Поэтому действие
прожектора сводится к тому, что он увеличивает источник света до размеров
самого зеркала. Представим себе, что зеркало прожектора отсутст-
вует и что та же цель освещается непосредственно источником света,
площадь которого равна S, с того же расстояния р'. Получаемая при этом
освещенность Е0 на цели может быть вычислена по формуле
Е0 = вф. . (11.82)
Отношение ц освещенности Е, создаваемой прожектором, к освещенности ?0,
называется коэффициентом усиления прожектора. Пользуясь формулами (II.
80) и (II. 82) и пренебрегая близким к единице коэффициентом т, находим
^Ч^=(4)2-
Пусть, например, диаметр зеркала D = 2000 мм, а диаметр источника света d
= 20 мм. Тогда найдем ц = 10 000. Эффект получается очень сильный, но в
нем нет противоречия с законом сохранения энергии: прожектор дает узкий
ограниченный пучок
165
лучей и освещает небольшую площадь далекого предмета. Источник же света
без зеркала рассеивает свою световую энергию в пределах полусферы.
§ 49. Светотехническое действие оптических приборов с электронными
приемниками лучистой энергии
Несмотря на то что спектральная область фотографической пленки несколько
отличается от спектральной области глаза человека, расчет светосилы
фотографических приборов можно производить по приведенным выше формулам
таким же образом, как и для визуальных приборов. Дело в том, что
стремление к получению художественного эффекта от фотоснимков (или
кинокадров) приводит к требованию, чтобы передача светотеневых
соотношений на снимках была правильной, т. е. такой же, какой обладает
глаз человека. Это требование привело в конечном счете к тому, что
спектральная чувствительность фотоаппаратуры в настоящее время
сравнительно мало отличается от спектральной чувствительности глаза.
В таком же положении находится в настоящее время и телевизионная
аппаратура. Стремление к правильной передаче светотени телевизионными
средствами и здесь привело к необходимости уравнивания спектральной
чувствительности телевизионных приемных трубок и человеческого глаза. Это
положение ие распространяется иа специальные виды телевизионных (а также
и фотографических) установок, предназначенных для работы в областях
спектра, недоступных для глаза.
Иначе дело обстоит при применении в оптических приборах других
электронно-оптических преобразователей и приемников, к которым не
предъявляется требование правильной передачи световых соотношений.
Спектральная область чувствительности этих приемников, как видно из
первых двух столбцов табл. И. 2, может довольно резко расходиться с
областью чувствительности глаза.
Но самое важное отличие фотоэлектрических приемников лучистой энергии
заключается не в спектральной области их работы. В отличие от глаза и
фотопленки фотоэлектронный приемник реагирует не на освещенность Е,
создаваемую на его входном окне, а на величину светового потока F\
падающего иа это окно, и дает электрический ток, пропорциональный
световому потоку F'. Это своеобразие электронных приемников объясняется
тем, что входное окно их действует как единичный приемник и может
одновременно воспринимать лишь одно световое воздействие, в то время как
сетчатая оболочка глаза состоит нз множества микроскопически малых
единичных приемников (колбочек и палочек), обладающих настолько малой
площадью, что даже изображение точечного предмета не может стать меньше
(из-за дифракции и других причин) единичного приемника. В силу этого
такой эле-
ментарный приемник не может быть засвечен частично, а если он засвечен
весь, то сила создаваемого им нервного импульса зависит только от
освещенности Е (при постоянной площади).
В то же время входное окно фотоэлемента может оказаться засвеченным
частично. Тогда при постоянной освещенности Е с увеличением освещенной
площади будет возрастать световое воздействие на фотоэлемент, которое
будет при этом пропорционально световому потоку F'
F' = ES, (11.84)
где 5 - площадь входного окна фотоэлемента.
Фотографическая пленка действует подобно сетчатой оболочке глаза, причем
роль элементарных приемников здесь играют микроскопические зериа
светочувствительного слоя эмульсии.
Рассмотрим основные условия, которым должна удовлетворять оптическая
система, работающая совместно с фотоэлектрическим приемником лучистой
энергии.
1. На приемном экране (входном окне) приемника не следует изображать
предмет, подлежащий регистрации прибором. Светочувствительность приемника
различна в разных точках приемного экрана. Изображение же предмета может
передвигаться по экрану, изменять свою величину, форму, структуру. Это
приводит к ошибочным показаниям прибора.
2. Значительно целесообразнее ставить приемник в плоскости изображения
неподвижной и равномерно освещенной диафрагмы. Обычно этим требованиям
отвечает апертурная диафрагма. Поэтому целесообразно помещать
