Световые приборы - Трембач В.В.
ISBN 5-06-001892-Х
Скачать (прямая ссылка):
В рассмотренном примере круглосимметричного прожекторного прибора световой пучок имеет коническую форму.
Рис. 2.3. Параболоидный зеркальный отражатель:
a — профильное сечение; б— светящая поверхность, видимая по направлению оптической оси
Для некоторых прожекторных приборов степень максимальной концентрации светового потока значительно меньшая, чем в предыдущем случае. Это бывает тогда, когда светлая часть не заполняет всю поверхность оптического устройства, но обязательно имеет, хотя бы в одном меридиональном сечении, размер, равный размеру ОУ в том же сечении.
Например, параболоцилиндрический зеркальный отражатель с цилиндрическим источником имеет веерообразный световой пучок. Действительно, в профильной (меридиональной) секущей плоскости (рис. 2.4, а) он работает аналогично параболоидному отражателю, а в продольном сечении (рис. 2.4, б) — плоскому зеркалу. Поэтому, рассматривая отражатель по направлению оси FZ из бесконечности (рис. 2.4, в), можно заметить, что светлыми видны все точки сечения отражателя профильной плоскостью наблюдения, так как отраженные ими фокальные лучи параллельны этой оси. Следовательно, размер светлой части в этом сечении равен поперечнику отражателя Н, а второй размер светлой части — длине СТ I. Естественно, что максимальная сила света, даваемая таким прибором, значительно меньше силы света, даваемой прибором, концентрирующим поток в конусе. Отношение осевой силы
2—298
33
света такого прожектора к силе света источника равно отношению поперечника отражателя Н к диаметру светящего тела d (при р= = 1).
Рис. 2.4. Параболоцилиндрический зеркальный отражатель:
й — профильное сечение; б — экваториальное сеченне; в — светящая поверхность, видимая по направлению оптической оси
Проекторные приборы, осуществляющие максимально возможную концентрацию светового потока на поверхности объекта, должны иметь ОУ (см. табл. 2.1), видимое полностью светящим с максимально возможной яркостью (pLCT или xLCT) из некоторой точки освещаемого объекта. Такого действия проекторного прибора, например, с зеркальным отражателем можно достигнуть, создав действительное увеличение изображения источника, охватывающего освещаемый объект.
Рис. 2.5. Эллипсоидный зеркальный отражатель:
а — профильное сечение; б — светящая поверхность, видимая нз точки Ft
Этому требованию соответствует зеркальный отражатель эллипсоидной формы (рис. 2.5), в один из фокусов Fi которого помещен, например, шаровой равнояркий источник света. Благодаря тому, что все фокальные лучи F\M после отражения пересекаются в точке второго фокуса F2, там создается действительное оптическое изображение и из этой точки весь отражатель виден полностью светлым с яркостью pLCT.
34
Мерой концентрации светового потока в этом случае является освещенность площадки, размещенной внутри изображения, перпендикулярно оси FxF2Z. При этом освещенность равна
E=L„p sin2 amai, (2.6)
Где cimax — апертурный угол выхода, составленный фокальными MkF2 лучами с осью FiF2 (в геометрической оптике он обозначается углом U).
Отметим разницу в свечении зеркальных отражателей парабо-лоидной и эллипсоидной форм. Если первый, начиная с некоторого расстояния, остается все время светлым при любом удалении от него, то второй полностью светится только для небольшого участка оси F\F2Z (рис. 2.5), размер которого определяется некоторой областью, занимаемой изображением.
Рис. 2.6. Зеркальный отражатель светильника: а — профильное сечение; б — светлая часть, видимая по направлению а
Световой прибор проекторного класса (концентратор) отличается от проекционного оптического прибора несовершенством изображения светящего тела источника. Более того, в этих приборах чаще всего стараются «испортить» действительное изображение источника, чтобы обеспечить требуемую равномерность распределения освещенности (облученности).
Из свойств третьего класса СП — светильников (см. гл. 1) следует, что они наряду с ОУ имеют светоперераспределяющие устройства из рассеивающих свойств материалов (см. табл. 2.1).
Если говорить о ОУ светильников, то они должны иметь такую форму (заранее не известную), чтобы площади проекции их снетлой части (мнимого изображения) для различных направлений пространства менялись бы в соответствии с заданным законом распределения силы света или освещенности (рис. 2.6). Яркость же светлой части ОУ, как и для первых двух классов, должна быть максимально возможной (рLCT или tLCT).
35
Из сказанного ясно, что, например, зеркальный отражатель светильника круглосимметричной формы (рис. 2.6, а) в отличие от параболоидного отражателя может совсем не иметь светлой части по направлению оси вращения и образовывать ее для направлений, составляющих с этой осью большие углы а (рис. 2.6,6).
Из анализа свечения зеркального и диффузного плоских элементов следует, что СПУ из рассеивающих свет материалов светятся с яркостью на порядки величин меньшие, чем у ОУ. Однако в отличие от ОУ активная поверхность СПУ из рассеивающих материалов светится вся и по всем направлениям полупространства (отражающие) или всего пространства (пропускающие).
