Теория оптических приборов - Тудоровский А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Всякий сложный поток лучистой энергии Р, переносимый лучами с различными длинами волн, может быть разложен посредством спектроскопических приборов в ряд монохроматических излучений. Из этого ряда можно выделить небольшую часть почти монохроматического потока ДР лучей с длинами волн, лежащими в пределах от У- до >-1-Д>,; величина этого потока может быть представлена формулой:
Д Р=Р.±\ (24,1)
где Рх можно назввть удельной мощностью или удельным потоком монохроматического излучения с длиной волны л. Очевидно, что
: пред.
?! ; (24,2)
удельный поток монохроматического излучения есть функция длины волны 1. Полный поток Р сложного излучения может быть представлен суммой или, в случае непрерывного спектра, интегралом по всему спектру данного излучения:
Р= ^ РЛ1= [ P,dl. (24,3)
Для опытного определения значений функции Рх нужно измерить элементарные потоки АР посредством термоэлектрического столбика для различных длин волн.
Одновременно можно измерить методами фотометрии элементарные световые потоки ДF, соответствующие потокам лучистой энергии ДР. По аналогии с формулой (24,1) можно написать:
\F=F}M,
где F, можно назвать удельным световым потоком монохроматического излучения. Как и раньше
F, = пред. 4г • (24,4)
60 Глава И. Световая энергия; основные понятия фотометрии и колориметрии
Зная Fx в люменах на 1 mu. и Рх в ваттах на 1 та, можно вычислить-отношение Кх этих величии по формуле:
(24,5)
Эта величина определяет фотометрическую ценность одного ватта монохроматического потока лучистой энергии и может быть названа световым эквивалентом потока монохроматической лучистой энергии, хотя слово эквивалент в данном случае не вполне уместно; другие названия этой величины: световая отдача монохроматического излучения, видимость этого излучения, „видность" его.
Величины Кх были определены для всех лучей сплошного спектра белого света многими наблюдателями с большой тщательностью и с много-
Рис. 30
численными предосторожностями. Исследования производились только с такими наблюдателями, глаза которых можно было считать нормальными в отношении световых и цветовых восприятий. Наибольшее значение величины Кполучается для монохроматического излучения с длиной волны 555 тщ.—621 люмен на 1 ватт. Точное измерение мощности лучистой энергии представляет значительные трудности, и потому точность абсолютных значений величины Кх не очень велика.
Гораздо точнее установлены относительные значения световых эквивалентов по отношению к наибольшему из них, т. ъ. к числу ЙГ355. Обозначим относительное значение светового эквивалента для длины волны У. буквой по определению:
*-ёг <24-6>
Численные значения функции Vx, которую часто называют также функцией видимости или „видностн* и которая характеризует спектральную чувствительность „среднего" глаза, были установлены на основании очень большого числа наблюдений с разными лицами и закреплены постановлением Международной осветительной комиссии в 1924 г.; эти значения даны в нижеследующей таблице.
§ 25. Потери света при преломлении вследствие отражения 61
СПЕКТРАЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ГЛАЗА 1<\
* Цвет луча Длина волны X в миллимикронах Цвет луча Длина волны X в миллимикронах Vx
Оиолетовый .... 400 0.0004 Желтый 580 0.870
410 0.0012 п 590 0.757
420 0.0040 Оранжевый 600 0.631
430 0.0116 610 0.503
"иний 440 0.023 »» 620 0.381
450 0.038 630 0.265
’олубой 460 0.060 » 640 0.175
470 0.091 650 0.107
я 480 0.139 Красный ! 660 0.061
490 0.208 ! 670 0.032
Зеленый 500 0.323 U 680 0.017
510 0.503 ” 690 0.0082
520 0.710 it 700 0.0041
530 0.862 п 710 0.0021
540 0.954 >» 720 0.00105
м 550 0.995 ” 730 0.00052
555 1.000 740 0.00025
560 0.995 м 750 0.00012
и 570 0.952 » 760 0.00006
На рис- 30 зависимость величины V} от длины волны представлена ¦рафически.
Если условиться определять световую отдачу не одного ватта
донохроматического излучения, а потоков лучистой энергии в ^ ватт*&
чаждый, то числа таблицы и ординаты кривой на рис. 30 дают соответственные световые потоки в долях люмена.
§ 25. Потери света при преломлении вследствие отражения
Как уже было указано (§9), при каждом преломлении часть пучка .учей отражается от преломляющей поверхности; в случае пучка, проходящего через оптический прибор, отраженная часть не участвует в дальнейшем ходе лучей, и энергия отраженной части теряется.
Если в точках преломления О (рис. 24) построить элемент преломляющей поверхности dS< то световой поток dF через площадь сечения dS тдающего пучка определяется формулой:
<//¦•'= В cos idid dS,
-де В — яркость падающего пучка, i—угол падения и с/м — телесный тол, определяющий расхождение в световой трубке падающего пучка. Аналогично для отраженного пучка получим:
dF1 -— В, cos z'j dS,
где буквы имеют те же значения, но для отраженного пучка. Так как ло закону отражения i~iu и по формуле (18,5) е?ы--- </«,, то отношение
62 Глава if. Световая энергия; основные понятия фотометрии и колориметрии
световых потоков dF1: dF равно отношению яркостей Вх: В; обозначим это отношение буквою г, т. е.
