Учебное пособие по курсу Оптика - Колмаков Ю.Н.
Скачать (прямая ссылка):
йФ
Вт
м2ср
(или лучистости) источника B3 = -
dCldS cos в
Это поток излучения, уходящего от пощадки dS в пределах телесного угла dQ. под углом в к нормали площадки.
Эта величина аналогична освещенности Еэ, но Еэ используют для того, чтобы показать яркость освещенной поверхности, a B3- светящейся поверхно-
сти.
7) поток излучения dO, уносимый с единицы светящейся поверхности dS по всем направлениям, называется светимостью поверхности
M =
dФ
dS
Вт
м
. Эту же величину называют также энергетической светимостью
Очевидно, что светимость поверхности связана с ее яркостью соотношением M = ^B3cos6d6.
а
8) в некоторых случаях фотоприемники позволяют установить спектральный состав излучаемого света (на каких частотах и с какой интенсивностью излучается энергия). Это селективные приемники , основанные на явлении фотоэффекта, для них вводят понятия спектральной плотности потока из-
лучения по длине волны(в спектроскопии) Фл =
dФ
dl
Вт
м
и по частоте
=
d0 dv
\Дж], где dФ - это поток излучения, уносимый волнами с длиной от
Я до Я + dX или с частотой от v до v + dv,
л
U
-е
V
источник), то
2. Основные законы фотометрии
Наиболее простой вид законы имеют для точечного источника с силой света J(0,<p). Полный поток излучения
от него во всех направлениях, если источник испускает свет в разные стороны неравномерно
2я п
Ф = \jd?l = J d<pjdej(0,фіпШ.
а оо
Если излучение равномерное(изотропный точечный 24
параболич. з еркало
парал л.
пучок
света
эта площадка из источника, равен
O = AtlJ .
Величину Ф нельзя ни уменьшить, ни увеличить, но можно перераспределить так, чтобы сила света возросла в одном направлении (прожектор).
Выясним теперь, какую освещенность создаст точечный источник с силой света J на удалении (см.рисунок ниже).
Телесный угол dO., под которым видна dO. dS cos ф
Аж Atw
^ dO ,.cos ф
E =-= J—Tj- - связь силы света
dS г-
точечного источника и создаваемой им освещенности.
Если источник света имеет протяженную поверхность, то ее можно разбить на точечные источники с силой света dJ , вычислить создаваемые ими dE и просуммировать (взять интеграл). Но это достаточно сложно! Наиболее простой закон получается для ламбертовьгх источников, чья яркость одинакова по всем направлениям: B=const.
Ламбертовыми источниками будут абсолютно черное тело (раскаленная сажа в печи), солнце, матовая поверхность или светящаяся мутная среда - под любым углом зрения их яркость одинакова.
Для таких источников светимость будет иметь вид M = J В cos ШО. или
M = жВ. Для поверхности ламбертового источника, видимого под углом в сила
света
J(?,q>) = constdS cos0. Это закон излучения Ламберта.
Замечание: со зрительными ощущениями в большей степени связана не сила света, а яркость В!
светящаяся матовая
поверхность 25
3. Светотехнические единицы. Восприятие света глазом
J тахбВЗ Вт/ср
2/3 max
500 555 600
Хни
Человеческий глаз - селективный фотоприемник. Он по-разному воспринимает электромагнитное излучение с разными длинами волн (мощный источник инфракрасного излучения остается невидимым, а слабое излучение с длиной волны 500-600 нм видно очень ярко). Наиболее хорошо глаз видит свет в области Я = 555 нм (желто-зеленый свет). Поэтому исторически были введены специальные фотометрические единицы измерения, отражающие восприятие света именно человеческим глазом (у разных людей светочувствительность разная).
В качестве эталона свечения было выбрано светящееся абсолютно черное тело (сажа) при температуре затвердевания химически чистой платины Pt: Т=2042К.
Излучение, уходящее нормально к поверхности такого тела с участка пло-
2 2
щадью 1\60 см =1,66666.. .мм создает силу света J в одну канделу [1 кд].
Кривая спектральной чувствительности глаза или спектральная световая эффективность глаза представлена на рис.
Кандела - это основная светотехническая единица. Она измеряет силу света видимую глазу (а глаз один и тот же светящийся предмет в различных условиях видит по-разному).
Для длины волны Я = 555нм сила света Ікд = энергетической силе света
683^^. Энергетические и светотехнические характеристики сравниваются при ср
длине волны 555 нм.
Для других длин волн J3 не меняется, а глаз видит меньшую силу света. Поэтому все светотехнические величины, относящиеся к зрительному восприятию человека, во всех фотометрических законах употребляются без слова "энергетическая" и выражаются через канделу.
Световой поток Ф = ^JdO\jm\- люмен - это поток света в пределах телесного угла в один радиан при силе света в 1 лм=1кд-ср.
Светимость M =
йФ
dS
лм
M
п
- световой поток, приходящий с 1м
светящейся поверхности (раньше - радлюксы, радфоты).
Освещенность E =
йФ
dS
Хлюкс = 1 лк = 1
лм
M
(раньше - фот). 26
Яркость В
йФ dCldS cos в
кд
м
- яркость источника, каждый квадратный
метр поверхности которого имеет в данном направлении силу света в одну кан-
