Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Ю° Ш 10* Ю' 10'' 1 Ю ЯГВ.ад/м*
Рис. 31. Средние значения порогового блеска цветных огней 160, 74, 87 ]:
У — для желтого огня; 2 — для зеленого; 3 — для красного; 4 — пороговый блеск белого источника [28]
ГЛАВА III
ПЕРЕДАЧА СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ ЧЕРЕЗ ВИЗУАЛЬНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР
Визуальный оптический прибор — это с энергетической точки зрения состоящий из ряда сред световод, по которому распространяется не только полезный, но и рассеянный световой поток, создающий фон.
В зависимости от свойств сред оптических элементов, от их характеристик, качества обработки поверхностей, степени их загрязнения и ряда других причин возможны различные величины потерь и рассеяния света в приборе, а следовательно, и различное соотношение полезного и вредного светового потоков.
С тем чтобы правильно представить себе, как изменится полезный световой поток, какой уровень яркости фона может воз-
84
никнуть из-за рассеяния света в приборе, в этой главе рассмотрены возможные изменения светового потока при переходе из одной среды в другую, характеристики сред, такие как коэффициент светопропускания, поглощения, отражения, характеристики рассеянного света и некоторые меры по его уменьшению. Поскольку критерием оценки величины рассеянного света в приборе при наблюдении звезд и далеких огней является коэффициент яркости, ему посвящен отдельный параграф, в котором приведены необходимые при расчете видимости экспериментально определенные значения коэффициентов яркости как чистых, так и загрязненных образцов оптических материалов и покрытий.
13. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СРЕД И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Световой поток не претерпевает никаких изменений (ни по величине, ни по качеству — по спектральному составу и состоянию поляризации, ни по характеру распределения в пространстве) лишь когда он распространяется в вакууме. Если же излучение встречает на своем пути среду, то вследствие его взаимодействия с этой средой возникают либо какие-то изменения в потоке, либо превращение его в другие виды энергии, которые, в основном, можно характеризовать соотношением отраженного, поглощенного, рассеянного и прошедшего светового потока.
Оптические свойства среды
При прохождении светового потока из одной среды в другую могут произойти следующие изменения [14].
I. На границе раздела двух сред происходят.
1. Отражение части светового потока в первую среду. Подобное отражение происходит во всех случаях, когда световой поток встречает на своем пути граничную поверхность двух сред, при этом распределение отраженного потока в пространстве может быть различным в зависимости от структуры граничной поверхности — от направленного (зеркального) до идеального рассеянного (диффузного).
2. Преломление части потока, т. е. переход его во вторую среду с измененным направлением распространения из-за изменения скорости прохождения света в новой среде. Так же как и отражение, преломление может быть разделено на направленное и рассеянное в зависимости от структуры преломляющей поверхности.
3. Поглощение части потока пограничным слоем, сопровождаемое превращением лучистой энергии в иной вид энергии (чаще всего в теплоту).
II. При распространении в среде возможны.
1. Поглощение части светового потока.
2. Рассеяние части потока, т. е. распространение света во всех направлениях от каждого элементарного объема срёды,.
85
встречающегося на пути вошедшего в среду светового потока. Значительным рассеянием обладают так называемые мутные среды (например, атмосфера, речная или морская вода), содержащие большое количество малых частиц, отличных по своей природе от вещества основной среды.
3. Пропускание части потока средой. Пространственное распределение пропускаемого потока зависит от структуры среды: оптически однородная среда обладает практически направленным пропусканием; оптически мутная среда характеризуется рассеянным пропусканием.
III. На граничной поверхности двух сред и в среде могут быть.
1. Изменение спектрального состава отражаемого и пропускаемого потоков, являющегося следствием селективности поглощения световой энергии.
2. Изменение состояния поляризации отражаемого и пропускаемого световых потоков.
Основными, характерными для любых сред, изменениями светового потока обычно считают отражение, пропускание и поглощение света.
Физические особенности среды, приводящие к тем или иным изменениям отраженного, прошедшего и поглощенного световых потоков по сравнению с падающим потоком, называются оптическими свойствами среды. Определяют оптические свойства среды следующие характеристики: коэффициенты отражения р,, пропускания т и поглощения ос светового потока, выражающие ту часть светового потока, которая отразилась от границы раздела двух сред Фр, поглотилась второй средой Фа и прошла через вторую среду Фх, по отношению ко всему падающему световому потоку:
р( = Фр/Ф0; т = Фт/Ф0; а = Фа/Ф0.
Понятно, что Фр + Фх + Фа = Ф0, а р + т + а = I. Если вторая среда непрозрачна, то р + а = 1 при т = 0.
Характер пространственного распределения отражаемого и пропускаемого световых потоков
