Контрольная работа: Фотометрія

1. Фотометричні величини і їх одиниці

Фотометрія – це розділ фізичної оптики, в якому розглядаються енергетичні фотометричні характеристики оптичного випромінювання в процесах його випущення, поширення і взаємодії з речовиною. Історично склалося так, що оцінка фотометричних величин передусім відносилася до видимого випромінювання і здійснювалася в світлових одиницях. Використання фотометричних величин для усього оптичного діапазону електромагнітних коливань визначило їх оцінку в енергетичних одиницях. Кожній енергетичній величині в межах видимого діапазону відповідає світлова величина, отримана оцінкою випромінювання стандартним фотометричним спостерігачем. Обидва вигляди кожної величини мають одне і те ж буквене позначення з доданням відповідно індексів (енергетична) і (візуальна). Індекс звичайно опускають.

Розглянемо спочатку енергетичні величини і їх одиниці.

Основною енергетичною характеристикою випромінювання є потік випромінювання - відношення енергії, переносимої випромінюванням, до часу перенесення , що перевищує період коливання, що оцінюється у ватах (Вт):

,

де - енергія випромінювання в джоулях (Дж).

Спектр випромінювання являє собою розподіл потужності випромінювання по довжинах хвиль (або частотам). Випромінювання розжарених пар або газів, а також лазерів є лінійчатим, що умовно характеризується довжиною хвилі. Більшість же джерел випромінювання випускає безперервну сукупність монохроматичних випромінювань, тобто є джерелом суцільного спектра.

Рисунок 1 – Спектр випромінювання

Відношення середнього значення потоку випромінювання в малому спектральному інтервалі до ширини цього інтервалу називається спектральною щільністю потоку випромінювання (рис. 1).

. (1)

Інтегральний потік випромінювання в інтервалі довжин хвиль від до (див. рис. 1)

. (2)

Розглянемо інші енергетичні величини.

Енергетична світність є відношенням потоку випромінювання , вихідного від малої дільниці поверхні, що розглядається, до площі цієї дільниці ;

. (3)

Енергетичною освітністю називається відношення потоку випромінювання , падаючого на малу дільницю поверхні, що розглядається, до площі цієї дільниці:

. (4)

Порівнюючи формули (3), (4), отримуємо залежність між енергетичною освітністю і енергетичною світністю майданчика у такому вигляді:

, (5)

де - коефіцієнт відображення майданчика , що дорівнює відношенню потоку випромінювання , відображеного від поверхні майданчика, до потоку випромінювання , падаючого на цю поверхню: .

Енергетична сила світла визначає просторову щільність потоку випромінювання джерела і дорівнює відношенню потоку випромінювання , що розповсюджується від джерела в напрямі, що розглядається всередовищані малого тілесного кута, до цього тілесного кута :

. (6)

Тілесний кут - частина простору, обмежена конічною поверхнею. Якщо з вершини цієї поверхні як з центра описати сферу, то площа дільниці сфери, що вирізається конічною поверхнею, пропорційна квадрату радіуса сфери:

.

Рисунок 2 – Випромінювання

Одиницею тілесного кута є стерадіан (ср). При кут .

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--