Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
т
Солнца М = + 4, 7. Иными словами, если бы Солнце находилось на расстоянии в 10 пс, то оно казалось бы нам звездой, видимая
т
величина которой приближается к 5, 0. Подобный же расчет для звезды Ригель (р Ориона) приводит к абсолютной звездной ве-
т . ,
личине М = —6, 2. Таким образом, Ригель излучает света почти в 23 ООО раз больше, чем Солнце, и это нетрудно проверить по формуле (56) Погсона.
Используя формулу (58), можно проводить и обратные расчеты, т. е. при известных п и М определять визуальную звездную величину звезды. В пределах земной атмосферы визуальная звездная величина звезды меняется при изменении ее зенитного расстояния (табл. 11).
Разность поглощения звездной величины Атц на данном видимом зенитном расстоянии г ив зените дана для коэффициента прозрачности р — 0,835. Для любого другого значения р поправка на поглощение в атмосфере в зависимости от зенитного расстояния вычисляется по формуле
Атг = Апц — 2,5 lgp[m(z) — 1], (59)
где т (г) — масса воздуха, проходимого лучом, выраженная в единицах массы воздуха в направлении на зенит; Atn0 — поправка за поглощение для визуальных лучей в зените, Ат0 — 0,21.
52
Таблица 11
Поглощение света в земной атмосфере [43, 2J
Z, . . т (г) Д mv Z, . . . ° т (г) hmv
0 1,000 0,00 75 3,816 0,65
20 1,064 0,01 76 4,075 0,71
30 1,154 0,03 77 4,372 0,77
40 1,304 0,06 78 4,716 0,83
45 1,413 0,09 79 5,120 0,91
50 1,553 0,12 . 80 5,60 0,99
55 1,742 0,17 84 8,90 1,52
60 1,995 0,23 85 10,40 1,77
65 2,555 0,36 86 12,44 2,12
70 2,904 0,43 87 15,36 2,61
Далекие огни
Далекие светосигнальные огни являются самосветящимися источниками света, различаемыми в зависимости от назначения по мощности, цвету, виду и т. д.
Сила света используемых на практике светосигнальных огней весьма различна и изменяется в зависимости от конкретной задачи в пределах от 0,1 кд до 1 • 109 кд [21 ]. Их угловые размеры также меняются в широком диапазоне в зависимости от назначения (прожектор, посадочный огонь самолета, фары автомобилей, светофоры и др.). Рассмотрим видимость только далеких огней, которые находятся на достаточно большом расстоянии и воспринимаются как точечные источники света, поскольку этот случай наиболее реален в практике.
Существенную роль в обнаружении огня играет его цвет, т. е. спектральный состав излучения. Наиболее распространены светосигнальные огни красного, зеленого, желтого или белого цветов. Поэтому рационально рассматривать при изучении видимости огней не весь спектр монохроматического излучения, а цветовые пороги только этих цветов. По данным JI. И. Дем-киной, определено понятие типичного цвета светосигнального огня, который характеризуется следующими спектральными составами излучения: красный огонь — 640 ммк и выше; желтый огонь — 587 нм; зеленый огонь — 470 ммк. При этом рассматривались цветные источники, имеющие достаточно широкий спектральный диапазон излучения, т. е. источник типа А с цветным светофильтром.
На практике часто складываются ситуации, когда можно опознать цвет удаленного огня: в этих случаях говорят не о световом, а о цветовом пороге. Цветовой порог (цветоощущения) определяется, как известно, той минимальной освещенностью на зрачке глаза наблюдателя, при которой начинает уверенно
53
восприниматься цвет. Если при оценке видимости звезд возникает только задача их обнаружения, т. е. имеет значение световой порог, то в случае видимости далекого огня речь может идти
как о световом, так и о цветовом порогах (в зависимости от задачи, стоящей перед наблю-; дателем).
2 Световые пороги огней раз-
ных цветов при малых яркостях j фона обычно считают одинако-
выми [83, 22]. При этом сле-« дует помнить, что сопоставление
разноцветных излучателей малой яркости производится по эквивалентной яркости (см. п. 4). При больших яркостях фона (Bi> 10 кд/ма) наблюдатель, обнаруживая огонь, одновременно опознает его цвет.
Цветовые пороги для огней
_____ разного цвета отличаются друг
" 10* W1 1 ю юг ю3 ю*в,кд/мг от друга и от светового порога
Рис. 17. Зависимость порогового блеска в зависимости от яркости фона,
цветного огня от яркости фона: На рис. 17 приведены Графики
/ — для белого; 2 — для зеленого; 3 — для рЗСЧвТНЫХ ЗНЗЧеНИЙ ПОрОГОВОЙ
красного; 4 - для желтого 118] ОСВвЩвННОСТИ ДЭЛеКИХ ОГНвЙ ПрИ
разных яркостях фона [18]. Кривые зависимости пороговой освещенности от яркости фона для огней разного цвета пересекаются с кривой для белого огня при значении яркости фона В 1,0 кд/ма. Порог белого огня при В < 1,0 кд/м2 меньше порогов цветных огней. При яркостях фона В > 10,0 кд/м2 пороги цветных огней оказываются несколько ниже порога белого огня, поэтому при наблюдении цветного огня сразу опознается его цвет.
Величину ахроматического интервала, или зону нечувствительности к цвету огня, характеризуют иногда коэффициентом Р, выражаемым отношением цветового порога к световому порогу данного огня. На рис. 18 приведены значения коэффициентов опознания цвета Р для огней зеленого цвета (Р3) при разных яркостях фона [11].
Видимость светосигнального огня принято характеризовать дальностью видимости. Предельное расстояние, на котором виден огонь, называется дальностью видимости. Следует различать
