Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
превышение температуры чувствительного элемента над температурой
окружающей среды (которая может быть весьма
О _ (1,94) (4,18) дж 60 сек
= 135 мет/см2.
(146)
<?*>1/* = 2,4-10-аед.СГСЭу.
Но
1 ед. СГСЭу = 300 б,
таким образом
<?'2>1/2 = 7,2 в/см.
(147)
S^<S(z, *)> = -?-<?* (г, t)>
(148)
7*
196
низкой, если в качестве среды взят, например, жидкий гелий). В последнем
случае равновесие поддерживается постоянной утечкой тепла от
чувствительного элемента к окружающей среде. Такой детектор должен
содержать устройство для калибровки, которое заключается в том, например,
что детектор изолируют от внешнего излучения и пропускают в течение
определенного времени t известный ток по эталонному сопротивлению R,
вмонтированному в чувствительный элемент детектора. Таким способом можно
определить энергию (I2Rt), рассеянную сопротивлением. Эта энергия должна
быть равна поглощенной детектором энергии, которая вызывает такое же
повышение температуры относительно окружающей среды, как и ток,
пропущенный по сопротивлению. Детекторы такого типа имеют много различных
модификаций.
К другому классу детекторов относится счетчик фотонов, каким является,
например, фотоумножитель. Когда фотон падает на катод фотоумножителя, он
выбивает из него один электрон. Этот электрон ускоряется разностью
потенциалов около 100 в и при столкновении с первым электродом (он
называется динодом) создает несколько (обычно 3-4) вторичных электронов.
Выбитые из первого динода электроны снова ускоряются и попадают на второй
динод, где каждый из них выбивает 3-4 или большее число электронов, и т.
д. В результате один фотон, попавший на фотокатод умножителя, вызывает
появление после десятого динода около (3,5)10 электронов. Эти электроны
собираются на аноде фотоумножителя. Проходя через сопротивление,
соединенное с анодом, они образуют импульс напряжения. Такие импульсы
могут быть записаны и сосчитаны. Каждый импульс соответствует поглощению
одного фотона, который имеет энергию hv (v - частота колебаний, h -
постоянная Планка). Эффективность фотоумножителя для фотонов частоты v
можно определить с помощью эталонного источника излучения. Средняя
скорость счета R за интервал времени t0 определяется как отношение числа
N сосчитанных за это время событий к величине t0\
R = . (149)
Г0
Указанная здесь ошибка ±YN является мерой статистической неопределенности
опыта. Зная величину R и эффективность детектора e(v), можно определить
поток энергии S. Эти величины связаны соотношением
* = (?)Ae(v)=7L^<E>(z, t)>Ae(v), (150)
где А - площадь фотокатода (в см2), S - усредненная по времени
интенсивность, т. е. поток энергии [в эрг[(см2-сек)], S/hv - средний во
времени поток фотонов [в единицах фотон/(см2-сек)] и e(v) - эффективность
детектора к излучению данной частоты.
Эффективность детектора представляет собой вероятность того, что падающий
на фотокатод электрон будет поглощен, образовав
196
при этом хотя бы один фотоэлектрон. Обычно эффективность фотоумножителей
лежит в пределах 1ч-20%.
Примером неквадратичного детектора может служить система из приемной
антенны, резонансной схемы, на которую подается напряжение, наведенное на
антенне, усилителя и осциллографа. На экране осциллографа можно наблюдать
мгновенные значения фазы и интенсивности излучения от удаленного
передатчика. Фазу электромагнитной волны можно измерить с неограниченной
точностью, если существует поток большого числа фотонов, при котором
эффект от действия отдельного фотона незаметен. В этом случае вы можете
наблюдать зависимость электрического поля от времени. Для одного фотона
нельзя определить фазовую константу <р в световой волне, описываемой
зависимостью ЕХ=А cos (at - ?z+<p).
Эталон силы видимого света - стандартная свеча. В Палате мер и весов
хранится эталон силы света, который называется свечой. Мы не будем
описывать сложное устройство этого эталона. Укажем, что яркость
стандартной эталонной свечи сравнима с яркостью обычной свечки. Полная
мощность излучения, испускаемого эталонной свечой в полосе частот
видимого света, равна 20,3 мет:
1 се " 20 мет видимого света. (161)
Представим себе точечный источник видимого света силой в 1 св. Он
равномерно излучает по всем направлениям. Световой поток, испускаемый
таким источником в единице телесного угла, равного одному стерадиану,
называется люменом.
Поверхностная яркость. Каждая часть поверхности пламени обычной свечи
испускает свет во всех направлениях. При этом поверхность свечи кажется
одинаково яркой независимо от того, с какого расстояния вы за ней
наблюдаете. То же справедливо, например, для Луны, для листа белой бумаги
и приблизительно справедливо для поверхности нематовой лампы накаливания.
Поверхностная яркость или просто яркость определяется как световой поток
в направлении, перпендикулярном поверхности, испускаемый с единичной
площади. Эта величина может измеряться в ваттах видимого света или в
свечах, отнесенных к единичной площади. Пламя обычной свечи имеет площадь
