Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Границей применимости закона Рикко, по мнению различных исследователей, при раздражителях, наблюдаемых на темном фоне, можно считать углы в 15—50' (рис. 15). В работах [23, 41, 53] упоминается, что отступление от этого закона невелико вплоть до 1—2,5°. Далее в качестве первого приближения можно считать постоянным произведение из яркости пятна и его углового размера вплоть до углов 4°.
44
На основании экспериментальных данных [53, 71 ] получено эмпирическое уравнение, применимое для любых углов рассматриваемых объектов,
Вр аа = с, (51)
где с — коэффициент пропорциональности; показатель степени а характеризует изменение а с изменением яркости объекта.
Значения параметров с и а постоянны для определенных интервалов изменения а (табл. 6).
Из уравнения (51) и следует закон Рикко, показывающий постоянство блеска источников в угловых пределах 15'. Предельные угловые размеры круглого источника, определяющие постоянство порогового блеска (зона действия закона Рикко, а — 2) и зоны постоянства пороговой яркости (а = 0), по Мешкову показаны в этой же таблице.
В работе [79] показано также, что пороговая яркость зависит
от формы точечного объекта. Так, пороговая яркость квадрата равна пороговой яркости равновеликого круга. Для прямоугольного пятна пороговая яркость при одинаковой площади пятна больше, чем для круглого, и пропорциональна отношению сторон прямоугольника. Увеличение пороговой яркости прямоугольного пятна постоянной площади в функции отношения сторон прямоугольника (рис. 16) запишем эмпирическим уравнением
Рис. 15. Изменение порогового блеска в зависимости от углового размера раздражителя в темновых условиях
Bt,h — Вр (си -f~ Ьы lg l/h),
(52)
где /—большая сторона прямоугольного источника, a h — меньшая сторона; си и Ьа — постоянные уравнения, зависящие от телесного угла пятна.
Таблица 6
Значения параметров с и а
Угловой размер пятна а, 15 15—120 120-600 600—3000 3000
Показатель степени а 2,0 1,6 1,25 0,54 0,0
Постоянный член с, кд/м2 3,Ы0-2 1,0-ю-2 2,47-Ю'4 1,33-10-5 10'6
45
Согласно результатам экспериментальных исследований, приводимых в работах [95, 54], значение Ьа можно принять равным 0,45. Значение постоянной са т 1 для углов о > 0,1 ¦ 10-4 с,
Et,JL
1.5 1.4 U 1.2
1.1
1°!.0 2 3 4 5 7 10 20 WWW 70 l/h
Ркс. 16. Увеличение порогового блеска в функции отношения сторон малого прямоугольника:
/ — по Яинскому; 2 — по Мешкову; 3 — о) = 0,1* 10”1 ср; 4 — о =
= 1•10-4 ср
угловой размер пятна при этом > 12'. Значение сш ^ 0,65 для а) = = 0,35 ¦ 10'8 с, что соответствует а ^2' (при llh > 3).
Из соотношений (50) и (52)
El.h = -8/,ft® = ЕР (Со> “Ию ]g Щ-
(53)
Для использования в дальнейших расчетах введем понятие коэффициента формы
q = El>h/Ep = ca+bJnl/g.
(54)
Угловой размер, определяющий постоянство порогового блеска (зона действия закона Рикко), уменьшается до малой величины на светлом фоне, когда начинает действовать колбочко-вый световоспринимающий аппарат зрения, например табл. 7 [3]. Таким образом, звезды, светосигнальные огни, маяки и т. д. можно при пороговом наблюдении считать точечными источниками, когда их размер в темновых условиях не превосходит —15'. В этом случае субъективную яркость будем характеризовать освещенностью на глазу или блеском. Фон, на котором эти источники наблюдаются, относится к протяженным объектам, и субъективная яркость будет определяться его яркостью.
Таблица 7
Зависимость углового размера, определяющего точечный источник, от яркости фона
Яркость фона, кд/к2 Предельный угловой ргзу.ер объекта, . . .'
3,43-10-6 15,0
3,43-10-* 8,55
3,43-10-3 6,68
3,43-10-2 2,28
0,343 1,3
3,43 0,89
34,3 0,75
343,0 0,71
3430,0 0,71
46
ГЛАВА II
ВЛИЯНИЕ СВЕТОВОЙ ОБСТАНОВКИ НА ВИДИМОСТЬ ЗВЕЗД И ДАЛЕКИХ ОГНЕЙ
Одним из основных факторов, влияющих на видимость звезд и далеких огней, является яркость фона, на котором указанные точечные источники рассматриваются. Световая обстановка, под которой понимается суммарное воздействие на глаз человека или прибор посторонних световых потоков, постоянно меняется в зависимости от источников засветки, их вида, расположения, энергетических характеристик. Такие источники, как полярные сияния, звездный фон, свечение атмосферной дымки или газопылевого облака в районе космического корабля, радиолюмини-сценция оптических деталей под воздействием ионизирующего облучения, создают более или менее равномерный фон. Солнце, Земля, Луна и другие планеты, подсвеченные конструкции помещения, из которого производится наблюдение, корпус прибора и т. д. чаще всего можно отнести к источникам боковой засветки. Различная световая обстановка приводит к созданию фона, яркость которого меняется от 10“6 кд/м2 до тысячей кд/м2, и при работе глаза и некоторых оптических приборов является недопустимой.
Для оценки возможности обнаружения звезд и далеких огней с одной стороны, нужно знать характеристики рассматриваемого точечного источника, а с другой,— яркость фона, на котором этот источник наблюдается. В данной главе рассматриваются те характеристики звезд и далеких огней, которые оказывают непосредственное влияние на их видимость, а также оценивается световая обстановка и анализируется видимость звезд и далеких огней в зависимости от яркости фона.
