Световые приборы - Трембач В.В.
ISBN 5-06-001892-Х
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотрим шаровое светящее тело (см. рис. 4.18), имеющее неравномерное, спадающее от центра к краю распределение яркости по его поверхности. В этом случае осевой луч ЭО будет иметь максимальную яркость Lmax, а краевые лучи (удаленные на угол ?)— минимальную яркость Lmш- На расстоянии Н0 краевые лучи ЭО точек Мк впервые пересекут оптическую ось, и все световое отверстие будет светлым. Однако это не означает, что сила света будет постоянной при дальнейшем удалении от прибора ндоль оптической оси. Действительно, отходя от прибора, можно заметить, что тот же краевой участок будет более ярким, так как новые точки оптической оси пересекаются лучами ЭО, имеющими большую яркость. Возрастание яркости наблюдается для всех расстояний, вплоть до бесконечно большого. Из этого следует, что расстояние полного свечения параболоидного отражателя, работающего со светящим телом неравномерной яркости, равно бесконечности. Практически можно усреднить яркость для некоторого центрального участка источника, считая ее постоянной (в пределах точности фотометпипо-
Рис. 4.19. Нарастание осевой силы света /о параболоидных отражателей с шаровым СТ
вания). При этом расстояние полного свечения будет иметь конечное значение, определяемое некоторым значением осевой силы света (например, 98% от ее максимального значения).
В заключение следует сказать о расстоянии полного свечения аберрационных параболоидных отражателей. Понятие расстояния полного свечения для отдельных зон аберрационного отражателя может иметь смысл лишь в том случае, если Даа<?,. При Да0>|, как было показано, участки поверхности отражателя вообще не светят по направлению оптической оси.
Так как значения аберраций отражателей не выражаются аналитически и часто бывают неизвестны при фотометрировании, расстояние полного свечения для аберрационных отражателей аналитически не определяют. Рассчитываемые расстояния полного свечения Н0 безаберрационных отражателей являются ориентировочной характеристикой формирования светового пучка реальных параболоидных отражателей.
Рис. 4.20. К определению истинной и фактической угловой ширины светового пучка
Ширина светового пучка параболоидного отражателя. Степень сформированное™ светового пучка наряду с расстоянием полного свечения может характеризоваться шириной светового пучка. Рассмотрим эту характеристику параболоидного зеркального отражателя на примере шарового светящего тела.
Истинная и фактическая угловая ширина светового пучка. Линейное расстояние между краевыми лучами в некотором меридиональном сечении светового пучка СП называется его линейной шириной 2\Vn (рис. 4.20).
По мере удаления от прибора линейная ширина пучка растет, так как все краевые лучи составляют некоторые углы с оптической осью. Нетрудно предположить, что линейная ширина 2lFH = 2Wtga при Н = оо будет бесконечно большой и на таких расстояниях не может являться характеристикой светового пучка. Более целесообразной величиной для характеристики пучка является его угловая ширина.
Угловой полушириной светового пучка а„ называется угловое расстояние между его осью и краем светового пучка на некотором расстоянии Н от вершины отражателя (рис. 4.20). На угловую ширину а„ влияет выход на край пучка лучей с большими углами | по отношению к оси прибора—лучей ЭО, ближе расположенных к вершине отражателя М0- Из сказанного следует предположить, что па некотором расстоянии Н на край пучка выйдет краевой луч
146
ЭО точки Af0, распространяющейся под углом а0=5;шах, и что он будет краевым лучом светового пучка на всем его дальнейшем протяжении. Эту угловую ширину светового прожектора луча 2а0=2?тах, постоянную для любого расстояния вдоль оси, называют истиной угловой шириной. В отличие от линейной ширины она имеет вполне конечное значение 2|тах (максимальный размер ЭО отражателя) п является признаком сформированное™ светового пучка.
Угловая полуширина на любом расстоянии # легко рассчитывается по очевидному выражению (рис. 4.20):
где X —координата точки отражателя, краевой луч ЭО которой выходит на край пучка на расстоянии И; Е - -нолура(мер Г-Н) кшкл отражателя М^.
На конечных расстояниях Н фактическая углов,ш ширина может быть значительно больше истинной Ио. Этот излишек ширины > ка шиле i прежде всего на степень сформированное™ светового пучка прибора. Фаыичеекчо угловую ширину пучка нлп излишек ширины необходимо знать для пр иш.илого выбора расстояния фотометрирования прибора. Кроме того, фактическая ширина необходима для фокусировки прибора по пятну, диаметр которого па мф.анс равен линейной ширине 2\Vn светового пучка для данного испытателыии о расстояния Н (рис. 4.20):
Выражение (4.31) показывает, что линейная полуширина пучка W',„, соответствующая точке тп, зависит от фокусного расстояния отражателя и положении участка отражателя, создающего точку Независимость от размера источника d кажущаяся, так как W соответствует определенному // а последнее обратно пропорционально диаметру источника.
Граница светового пучка в меридиональном свечении. Структура светового пучка наиболее полно выявляется при рассмотрении его границы. Она образуется лучами, выходящими на поверхность светового пучка и снова входящих в него после замены их новыми, посылаемыми от других участков параболоидного отражателя. Таким образом, границы меридионального сечения неоформленного пучка образуются лучами, как бы выходящими из точек т? замещения их друг другом. Ранее мы видим, что точки (тИ), лежащие на поверхности пучка, определяются шириной светового пучка W ?
