Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
V.6.9. ОСНОВЫ ФОТОМЕТРИИ
675
чина R определяется свойствами диспергирующего элемента и приемника, дифракционными явлениями и аберрациями оптической системы.
8°. Разрешающая способность призмы призменного спектрального прибора, в котором роль апертурной диафрагмы играет сама призма, установленная под углом наименьшего отклонения, равна
где а — длина основания призмы, а п — ее абсолютный показатель преломления.
1°. Фотометрией называют область оптики, в которой рассматриваются измерения энергии, переносимой электромагнитными волнами оптического диапазона (длины волн от 10“8 до IO-3 м).
В более узком смысле, рассматриваемом ниже, под фотометрией понимают раздел оптики, посвященный измерению действия видимого света на глаз человека (световые измерения). Для характеристики этого действия вводят световые величины: световой поток, сила света, освещенность, светимость, яркость.
2°. Действие видимого света на глаз зависит не только от физических характеристик света (плотности потока энергии, частоты или спектрального состава), но и от спектральной чувствительности глаза (видности) Vx, равной отношению светового потока данного монохроматического излучения к потоку энергии (лучистому
9. ОСНОВЫ ФОТОМЕТРИИ
макс
вают относительной спектральной чувствительностью глаза (относительной видностью).
Для нормального глаза 0,5- -Kjl- 1 при X = 555 нм. За- 0,25 -
ВИСИМОСТЬ КI от X (кри- 0“
I I I I |>---------------------
400 500 600 700 X, нм
вая видности) приведена на рис. V.6.13.
Рис. V.6.13
676
V.6. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА
3°. Световым потоком Ф называют мощность светового (видимого) излучения, оцениваемую по его действию на нормальный глаз.
Световой поток Фполн сквозь произвольную замкнутую поверхность, охватывающую источник света, равен мощности светового излучения последнего и называется полным световым потоком источника света. Величина Фполн. характеризующая источник света, не может быть увеличена никакими оптическими системами. Действие последних сводится только к перераспределению светового потока по избранным направлениям за счет других.
Спектральной плотностью световой мощности источника немонохроматического излучения называют
г] Й) J у у у
величину -^r; а<Р — полный световой поток источни-&А
ка, приходящийся на интервал длин волн от А, до A, + dX.
4°. Точечным источником света называют источник, излучающий сферические волны. Силой света точечного источника называют величину I, равную световому ;!отоку, излучаемому источником в единичный телесный угол. Если точечный источник излучает равномерно по всем направлениям, то его сила света
Ф
J _ полн
4л
В случае произвольного источника сила света I малого элемента его поверхности AS в данном направлении равна
г = <1Ф d?2 ’
где с!Ф — световой поток, излучаемый элементом поверхности AS в заданном направлении в телесный угол в d?2.
Средней сферической силой света произвольного источника называют величину
Ф
{Г)= полн
471
где Фполн — полный световой поток источника. Если источник излучает по всем направлениям равномерно (изотропно), то (I) = I.
V.6.9. ОСНОВЫ ФОТОМЕТРИИ
677
5°. Освещенностью E поверхности называют отношение приходящегося на нее светового потока (1Ф к ее площади dS:
E=**.
AS
В случае точечного источника света
і-, _ Т п • R _ I cos ф
—Г “ -----2 ’
R3 R2
где R — радиус-вектор, проведенный из источника к элементу dS освещаемой поверхности, п — единичный вектор, нормальный к площадке d.S, <р — угол между R и п (угол падения).
Если на поверхность падает плоская световая волна, то E = E0 cos ф,
где E0 — освещенность поверхности, нормальной к направлению распространения волны, ф — угол между этой и рассматриваемой поверхностями.
6°. Количество освещения (экспозиция) H есть произведение освещенности E поверхности на продолжительность t ее освещения (в фотографии — время экспонирования, или выдержка)'.
H = Et.
7°. Яркостью Blfl называют поверхностную плотность силы света в заданном направлении, равную отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению:
в = df = а2ф
f d?cosq> dSd?2cosq>’
где dl — сила света элемента dS светящейся поверхности в направлении, составляющем угол ф с нормалью к элементу dS, гі2Ф — световой поток, излучаемый элементом dS в телесный угол d?2 в том же направлении.
Источник света, для которого Blp не зависит от ф, называют подчиняющимся закону Ламберта или косинусным. Строго говоря, этому условию удовлетворяет только черное тело и поверхности или среды, равномерно рассеивающие свет по всем направлениям (идеально рассеивающие).
678
V.7. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
8°. Светимостью (светностью) R называют поверхностную плотность светового потока излучения, испускаемого поверхностью, равную отношению светового потока с1Ф к площади dS светящейся поверхности:
п- йф R~as'
Светимость выражается в люксах.
Светимость и яркость связаны соотношением:
