з речовиною. У цьому випадку монохроматичне випромінювання можна представити як потік елементарних частинок, кожна з яких володіє елементарною енергією, де = 6,626 • 10 -34 Дж • с - постійна Планка. У речовині електрони пов'язані з атомами, і щоб стати вільними, вони повинні отримати енергію, рівну енергії їх зв'язку. При поглинанні фотона атомом відбувається звільнення електрона, якщо тобто. Максимальна довжина хвилі випромінювання, здатна викликати звільнення електрона, називається порогової довжина хвилі. е. [мкм] = 1,237/[еВ].
Таблиця 3.1 Основні енергетичні і фотометричні величини
В
В
Рис. 3.1. Спектр електромагнітних випромінювань [1]
3.2 Енергетична фотометрія
Величини, що відносяться до оптичного випромінювання, можна оцінювати або з урахуванням виробленого зорового враження (візуальна фотометрія), або виключно за кількістю енергії, її розподілу на просторі і часу (енергетична фотометрія). Основним параметром системи енергетичних величин є потік випромінювання-середня
потужність, що передається оптичним випромінюванням за час, значно більша періоду електромагнітних коливань.
Спектральний склад випромінювання характеризується спектральним розподілом потоку випромінювання - функцією. Таким чином, потужність стерпну потоком випромінювання у всьому інтервалі довжин хвиль, визначають
(1.1)
Основні величини, характеризують енергетичні та візуальні параметри оптичного випромінювання, наведено в табл. 1.1 [2, 3]. p> У деяких випадках, коли в якості основного параметра при описі енергетичної системи беруть енергію випромінювання, зв'язок енергії з потоком випромінювання можна записати в диференціальної формі
В
Обидва варіанти описи рівнозначні і відрізняються хіба що формою написання основних формул. Розглянемо докладніше основні фотометричні величини. p> Енергетична сила світла (сила випромінювання) - просторова щільність потоку випромінювання, обумовлена ​​ставленням потоку ізлученіяк тілесному куту (у стерадіанах), в межах якого укладено цей потік
В
де-тілесний кут, що має в вершині джерело випромінювання, визначається як відношення площі сферичної поверхностівнутрі конуса цього кута до квадрату радіуса сфери (рис. 1.2)
В
Енергетична світність М з (поверхнева щільність потоку випромінювання) - потік випромінювання, віднесений до одиниці площі випромінюючої поверхні
В
де-площа поверхні джерела випромінювання. Необхідно відзначити,
що світність недостатньо повно характеризує параметри випромінювача, і для повної характеристики необхідно знати спрямованість потоку випромінювання.
Енергетична яскравість-сила випромінювання з одиниці випромінюючої поверхні в даному напрямку, віднесена до площі ортогональної проекції випромінюючої поверхні на площину, перпендикулярну вказаним напрямом (Рис. 3.2)
, (1.6)
де-кут між нормаллю До випромінюючої поверхні і напрямом, в якому проводиться вимірюв-
В
" з . 3.2. Пояснення до визначення сили світла
ширення сили випромінювання; - енергетична сила світла в напрямку
- площа елемента поверхні джерела. Необхідно відзначити, що яскравість не є основною характеристикою джерела. Наприклад, у двох випромінювачів, що володіють однаковою яскравістю, але різною площею світиться поверхні, можна за допомогою оптичної системи зрівняти спостережувані площі світіння. У цьому випадку випромінювач з більшою активною площею виявиться яскравіше в число разів, яке дорівнює відношенню (якщо
прийняти).
Енергетична освітленість (щільність потужності) - потужність потоку випромінювання, припадає на одиницю площі опромінюваної поверхні
В
(1.7)
де-площа опромінюваної поверхні.
У разі, коли доводиться мати справу з равнояркімі джерелами, для визначення сили світла і потоку випромінювання від тіл простої форми легко отримати такі розрахункові формули:
В
Рис. 1.4. Діаграми спрямованості равнояркіх випромінювачів: а - плоского; б - кулястого; в - циліндричного
1) для плоскою ізлучающейв одну сторону майданчика (рис. 1.4, а)
В
2) для кулі діаметром (рис. 1.4, б)
В
3) для циліндра з неізлучающіміторцамі (рис. 1.4, в)
В
Зв'язок між інтегральними і спектральними характеристиками визначається виразами
В
3.3 Візуальна фотометрія
При визначенні потужності випромінювання по виробленому їм світловому відчуттю, тобто по реакції ока людини, користуються світловим потоком і іншими відповідними величинами (см.табл.1.1). Причому облік чутливості ока до різних ділянках видимого спектру проводиться за допомогою кривої відносної спектральної світлової ефективності У (Х) (стара ...
