Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Известно также [18, 21, 41], что числовое значение одного и того же из названных порогов существенно зависит от того, знает ли наблюдатель расположение объекта. Если глаз направлен точно на искомый объект или, как принято говорить, известно его точное целеуказание, то зрительный порог имеет одно значение. И совсем другое, но всегда большее значение имеет порог, если местоположение объекта точно неизвестно и его приходится искать в некотором пространстве. Это приводит к необходимости разделения указанных порогов на зрительные пороги при фиксированном и нефиксированном наблюдении. Случаи, когда глаз непрерывно следит за объектом или местоположение объекта в рассматриваемом поле зрения легко определяется по какому-нибудь реперу (например, объект с параметрами видимости, значительно превышающими пороговые; фиксационная точка [18, 21 ]; перекрестие или марка в приборе), относятся кфиксированным порогам. Если местоположение объекта точно не известно и обнаружению объекта предшествует его поиск, то говорят о зрительном пороге при нефиксированном наблюдении. Из определений ясно, что в первом случае имеют место пороги на исчезновение, появление и пороги опознавания. Порог на исчезновение при нефиксированном наблюдении смысла не имеет, поскольку нефиксированное наблюдение всегда связано с переходом от невидимого к видимому. Если в течение какого-то времени в заданном пространстве объект становится видимым, очевидно, что видимость объекта определится либо порогом обнаружения, либо порогом опознавания, при этом она существенным образом зависит от времени поиска [64, 78].
Можно привести пример, показывающий различие между фиксированным и нефиксированным порогами. Почти каждый человек наблюдал за искусственными спутниками Земли. Спутник легко обнаруживался на фоне звездного неба наблюдателем, хорошо знакомым с рисунками и расположением созвездий при условии, что ему известно, в каком созвездии (или даже в районе какой звезды) следует искать спутник в данный момент времени. Если же наблюдатель знал только, что сегодня ночью можно наблюдать спутник, то время, затраченное на его поиск, значительно возрастало или спутник не обнаруживался наблюдателем вообще.
Так же, как и о пороговом контрасте объекта с фоном, пороговой яркости или пороговом блеске, нет смысла говорить о дальности
16
видимости вообще — это понятие должно быть связано с определенным порогом. По аналогии с представлением о степени видимости следует детализировать понятие дальность видимости по трем признакам [18]:
1) дальность исчезновения объекта, соответствующая порогу исчезновения и равная той минимальной дистанции между объектом и наблюдателем, на которой объект перестает отличаться по яркости от фона и становится невидимым;
2) дальность обнаружения объекта, соответствующая порогу обнаружения и равная той минимальной дистанции, на которой объект по яркости почти не отличается от фона, но глаз наблюдателя все же обнаруживает его как едва заметное световое пятно;
3) дальность опознавания объекта, соответствующая порогу опознавания и равная дистанции между объектом и наблюдателем, на которой различаются отдельные детали или форма объекта в зависимости от конкретно поставленной задачи.
Любое материальное тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, излучает энергию, которая носит название лучистой энергии. Из всех видов лучистой энергии в прикладной оптике рассматриваются только те излучения, которые включают диапазон волн электромагнитного излучения от 0,1 нм до г=»3-105 нм. Эта область спектра получила название оптической области или оптического диапазона спектра.
Спектральный состав излучения можно считать известным, если известно распределение его мощности по разным участкам спектра. Когда источник имеет сплошной спектр излучения, мощность, приходящуюся на узкий участок, следует считать пропорциональной его ширине. Отношение
показывает ту часть лучистого потока, которая приходится на узкий интервал длин волн в данном участке спектра. Величина имеет различное значение в разных участках спектра и называется спектральной плотностью излучения или спектральной интенсивностью лучистого потока. Величина лучистого потока в участке спектра от Кх до Хг определяется интегрированием выражения (8)
Различные приемники энергии по-разному реагируют на лучистые потоки различных длин волн. Так, в оптических визуальных приборах мы имеем дело с видимой областью спектра в интервале
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ, ЕДИНИЦЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТОВ НАБЛЮДЕНИЯ
ср*, = йФэх/йЪ
(8)
'1
(9)
17
длин волн 380—770 нм. Воздействие лучистого потока оценивается по отношению к излучению с % = 555 нм как наиболее интенсивному для глаза человека и определяется относительным коэффициентом видности
k% = VyjV ?.,==,555, ( 10)
где V% — видность излучения с длиной волны К, a V%=bbb — вид-ность для длины волны, равной 555 нм.
При А. = 555 нм величина достигает максимального значения, равного единице. Если световой поток выразить в люменах, а лучистый — в ваттах, то численное значение Vx=sbbb = V0^ 683 лм/Вт. Эту величину называют световым эквивалентом лучистого потока. Обратная его величина называется механическим эквивалентом света М = 1/V0 = 0,00146 Вт/лм. Зная V0 и k%, можно определить видность излучения V% для любой длины волны. Монохроматическому лучистому потоку йФа% длины волны X будет соответствовать световой поток
