Цвет и свет - Луизов А.В.
ISBN 5-283-04410-5
Скачать (прямая ссылка):
167
вернута призма Рошона. При ее вращении один пу--чок усиливается, другой ослабевает. При каком-то угле поворота призмы Рошона интенсивность света, отраженного исследуемым предметом, /п и интенсивность света, отраженного совершенным рассеивателем, /с оказываются равными.
Сразу после призмы Л2 поставлен обтюратор (не изображен на схеме), вращающийся со скоростью 25 об-с-1 и пропускающий свет то на исследуемый предмет, то на совершенный рассеиватель. В стенку шара вставлено молочное стекло МС, за которым поставлен фотоэлемент ФЭ Фототок фотоэлемента пропорционален освещенности молочного стекла Е.
Угол поворота призмы Рошона б будем отсчитывать от такого ее положения, при котором освещенность совершенного рассеивателя (при открытом для него обтюраторе) равна нулю. Обозначим Еп освещенность молочного стекла в том случае, когда обтюратор пропускает свет на измеряемый предмет, и Ео — освещенность молочного стекла, когда обтюратор пропускает свет на совершенный рассеиватель. Напишем формулы для этих освещенностей:
Еп — арп cos2 6; Ес — арс sin2 б. (14.6)
Здесь рп и рс — коэффициенты отражения исследуемого предмета и совершенного рассеивателя; а —-коэффициент, одинаковый в обеих формулах. При равенстве освещенностей Еп и Ес получаем
Pn = Pctg26. (14.7)
Поскольку каждое измерение ведется в свете какой-то определенной длины волны X, мы можем написать формулу (14.7) в виде
PnM = Pc(A)tg26. (14.8)
Приближенно рс(Х) для всех длин волн можно принять за единицу, а можно принять в расчет и точное значение рс(Х) эталона. Так или иначе, спектральный коэффициент отражения исследуемого предмета рп(Х) измерен и может быть вычислен.
Но прибор автоматизирован, и вычислений производить не требуется. Вращение обтюратора приводит к тому, что, пока Е„ Ф Ес, напряжение на нагрузке имеет переменную составляющую с частотой 50 Гц.
Пока переменная составляющая существует, ток от
168
усилителя У с помощью реверсивного двигателя Мь редукторов Р\ и Р2 и кулачка /(i поворачивает призму Рошона до тех пор, пока переменная составляющая не станет равной нулю.
Поворот призмы Рошона механически связан с перемещением пера Я, движущегося вдоль образующей барабана Б. Другой двигатель (М2) с помощью редуктора Р3 и кулачка К2 передвигает щель Щ2 для записи рп(А,) при следующей длине волны. На вращающемся барабане закрепляется бланк, на котором и вычерчивается график зависимости рп(^) от
Интервалы между соседними длинами волн, при которых измеряется рп(А)> лежат в пределах при одном режиме от 0,6 до 1,4 нм, при другом — от 1,2 до 2,8 нм.
Спектрофотометром СФ-18 можно измерять и коэффициент пропускания жидкостей либо твердых пластинок, для которых предусмотрено место между линзой Л2 и призмой ПП. Для жидкостей имеется специальная кювета. Измерения можно проводить по двум шкалам, получая либо коэффициент пропускания т(А), либо оптическую плотность Z)(A) образца. Соотношение между ними определяется формулой
D = \gT~ = -\Ux(X). (14.9)
Колориметрические расчеты
15.1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
До сих пор в разных местах книги мы встречались с различными формулами и таблицами для расчета тех или иных величин, связанных с колориметрией, определением цвета, цветности и т. д. Здесь мы хотим сосредоточить эти, ранее несколько разрозненные данные и коснуться не только существа дела, но отчасти и техники расчетов.
169
15.2. СИСТЕМА RGB
Напомним, что в системе RGB за основные стимулы приняты три монохроматических излучения с длинами волн: A,R = 700 нм, KG~ 546,1 нм, Яв = = 435 нм. Базисный стимул — белый равноэнергетический цвет, который получается, если сложить по одной единице основных цветов R, G и В. Единицы основных цветов имеют разные яркости, отношения которых друг к другу определяются формулой (8.32).
Координаты цвета г', g' и Ь', если известно спектральное распределение мощности излучения Рх, вычисляются по формуле (6.8) с помощью ординат кривых сложения из табл. 6.1.
В стандарте ГОСТ 13088—67 кривые сложения определяются как координаты монохроматических излучений единичной мощности, т. е. их размерность Вт-1.
Принципиально ничего не изменится, если вместо мощности Р поставить энергетическую яркость Le, ибо Р и Le—величины пропорциональные, а если мощность Р излучается с единицы площади и в единице телесного угла, — то и численно равные. Правда, размерность ординат кривых сложения будет уже не просто Вт-1, а Вт_1*м~2*ср-1, так как координаты цвета безразмерны. Обозначим спектральную плотность энергетической яркости По аналогии с
формулами (6.8) можно написать выражения для координат цвета, вычисленных по плотности энергетической яркости:
г' = ^ LeXr(X)d%;
(15.1)
b'=\LeJ>(k)dX.
Так как Le%= аРх, где коэффициент пропорциональности имеет размерность ср_1-м-2, то можно сказать, что, если координаты цвета по формуле (6.8) характеризуют цвет, отнесенный к одному ватту мощности, то координаты, найденные по формулам
(15.1), относятся не только к одному ватту, но и к одному стерадиану и одному метру квадратному. Поэтому формулы (6.9) удобны для вычисления свето-
