რადიაციის ენერგიის და მისი ზემოქმედების შეფასება რადიაციის მიმღებებზე, რომლებიც მოიცავს ფოტოელექტრო მოწყობილობებს, თერმულ და ფოტოქიმიურ მიმღებებს, აგრეთვე თვალებს, ენერგიას და მსუბუქი რაოდენობით.

ენერგიის რაოდენობა არის მახასიათებლები ოპტიკური გამოსხივებადაკავშირებულია მთელ ოპტიკურ დიაპაზონთან.

თვალი დიდი დროიყო ოპტიკური გამოსხივების ერთადერთი მიმღები. ამიტომ ის ისტორიულად ისე განვითარდა, რომ ხარისხისა და რაოდენობრივი განსაზღვრაგამოსხივების ხილული ნაწილისთვის გამოიყენება სინათლის (ფოტომეტრიული) სიდიდეები, რომლებიც პროპორციულია შესაბამისი ენერგიის სიდიდეების.

ზემოთ მოცემულია რადიაციული ნაკადის კონცეფცია, რომელიც ეხება მთელ ოპტიკურ დიაპაზონს. მნიშვნელობა, რომელიც სინათლის რაოდენობათა სისტემაში შეესაბამება გამოსხივების ნაკადს,

არის მანათობელი ნაკადი Ф, ანუ გამოსხივების სიმძლავრე შეფასებული სტანდარტული ფოტომეტრული დამკვირვებლის მიერ.

განვიხილოთ მსუბუქი სიდიდეები და მათი ერთეულები და შემდეგ ვიპოვით ამ სიდიდეების კავშირს ენერგეტიკულებთან.

ხილული გამოსხივების ორი წყაროს შესაფასებლად, მათი ლუმინესცენცია შედარებულია იმავე ზედაპირის მიმართულებით. თუ ერთი წყაროს სიკაშკაშე ერთიანობად მივიღეთ, მაშინ მეორე წყაროს სიკაშკაშის პირველთან შედარებისას მივიღებთ მნიშვნელობას, რომელსაც ეწოდება მანათობელი ინტენსივობა.

AT საერთაშორისო სისტემა SI ერთეული მანათობელი ინტენსივობის ერთეულისთვის არის კანდელა, რომლის განმარტება დამტკიცდა XVI გენერალურმა კონფერენციამ (1979).

კანდელა - სინათლის ძალა შიგნით მოცემული მიმართულებაწყარო, რომელიც ასხივებს მონოქრომატულ გამოსხივებას ჰც ​​სიხშირით, ენერგეტიკული ძალარომლის შუქი ამ მიმართულებით არის

სინათლის ინტენსივობა, ან კუთხოვანი სიმკვრივე მანათობელი ნაკადი,

სად არის მანათობელი ნაკადი გარკვეული მიმართულებით მყარი კუთხის შიგნით

მყარი კუთხე არის სივრცის ნაწილი, რომელიც შემოიფარგლება თვითნებური კონუსური ზედაპირით. თუ სფერო აღწერილია ამ ზედაპირის ზემოდან, როგორც ცენტრიდან, მაშინ კონუსური ზედაპირით მოწყვეტილი სფეროს მონაკვეთის ფართობი (ნახ. 85) იქნება სფეროს რადიუსის კვადრატის პროპორციული:

პროპორციულობის კოეფიციენტი არის მყარი კუთხის მნიშვნელობა.

მყარი კუთხის ერთეული არის სტერადიანი, რომელიც უდრის მყარ კუთხს სფეროს ცენტრში მდებარე წვეროსთან, რომელიც ჭრის სფეროს ზედაპირზე. ფართობის ტოლიკვადრატი გვერდით რადიუსის ტოლისფეროები. სრული სფეროქმნის მყარ კუთხეს

ბრინჯი. 85. მყარი კუთხე

ბრინჯი. 86. გამოსხივება მყარი კუთხით

თუ გამოსხივების წყარო არის ხაზის ზედა ნაწილში წრიული კონუსი, მაშინ სივრცეში გამოყოფილი მყარი კუთხე შემოიფარგლება ამის შიდა ღრუში კონუსური ზედაპირი. ღერძსა და კონუსური ზედაპირის გენერატრიქსს შორის სიბრტყის კუთხის მნიშვნელობის ცოდნა, შესაძლებელია შესაბამისი მყარი კუთხის დადგენა.

მყარ კუთხეში გამოვყოთ უსასრულოდ მცირე კუთხე, რომელიც კვეთს სფეროს უსასრულოდ ვიწრო რგოლურ მონაკვეთს (სურ. 86). ეს შემთხვევა მიეკუთვნება მანათობელი ინტენსივობის ღერძულ სიმეტრიულ განაწილებას ყველაზე ხშირად.

რგოლოვანი მონაკვეთის არე, სადაც მანძილია კონუსის ღერძიდან სიგანის ვიწრო რგოლამდე

ნახ. სად არის სფეროს რადიუსი.

ამიტომ, სად

ბრტყელი კუთხის შესაბამისი მყარი კუთხე

ნახევარსფეროსთვის სფეროს მყარი კუთხე არის

ფორმულიდან (160) გამომდინარეობს, რომ მანათობელი ნაკადი

თუ სინათლის ინტენსივობა არ იცვლება ერთი მიმართულებით მეორეზე გადაადგილებისას, მაშინ

მართლაც, თუ მანათობელი ინტენსივობის სინათლის წყარო მოთავსებულია მყარი კუთხის წვეროზე, მაშინ იგივე მანათობელი ნაკადი შედის კონუსური ზედაპირით შემოსაზღვრულ ნებისმიერ ზონაში, რომელიც გამოყოფს ამ მყარ კუთხეს სივრცეში. შემდეგ, როგორც გამოცდილება გვიჩვენებს, ამ უბნების განათების ხარისხი უკუპროპორციულია ამ სფეროების რადიუსების კვადრატებთან და პირდაპირპროპორციულია უბნების ზომისა.

ამრიგად, მოქმედებს შემდეგი თანასწორობა: ანუ ფორმულა (165).

ფორმულის (165) ზემოაღნიშნული დასაბუთება მოქმედებს მხოლოდ მაშინ, როდესაც მანძილი სინათლის წყაროსა და განათებულ უბანს შორის საკმარისად დიდია წყაროს ზომასთან შედარებით და როდესაც საშუალო წყაროსა და განათებულ უბანს შორის არ შთანთქავს ან არ ფანტავს სინათლის ენერგიას. .

მანათობელი ნაკადის ერთეული არის სანათური (lm), რომელიც არის ნაკადი მყარ კუთხეში, როდესაც მყარი კუთხის ზედა ნაწილში მდებარე წყაროს მანათობელი ინტენსივობა უდრის

არეალის განათება ნორმალური შემხვედრი სხივების მიმართ განისაზღვრება თანაფარდობით, რომელსაც ეწოდება განათება E:

ფორმულა (166), ისევე როგორც ფორმულა (165), ხდება იმ პირობით, რომ მანათობელი ინტენსივობა I არ იცვლება მოცემული მყარი კუთხით ერთი მიმართულებიდან მეორეზე გადაადგილებისას. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ეს ფორმულა მოქმედებს მხოლოდ უსასრულოდ მცირე ფართობზე

თუ შემხვედრი სხივები ქმნიან კუთხეებს ნორმალურთან განათებულ უბანს, მაშინ ფორმულები (166) და (167) შეიცვლება, რადგან განათებული ფართობი გაიზრდება. შედეგად, ჩვენ ვიღებთ:

როდესაც საიტი განათებულია რამდენიმე წყაროს მიერ, მისი განათება

სადაც გამოსხივების წყაროების რაოდენობა, ანუ მთლიანი განათება უდრის საიტის მიერ თითოეული წყაროდან მიღებული განათებების ჯამს.

განათების ერთეული არის ადგილის განათება, როდესაც მასზე სინათლის ნაკადი ეცემა (ადგილი ნორმალურია შემხვედრი სხივების მიმართ). ამ ერთეულს ლუქსი ეწოდება

თუ გამოსხივების წყაროს ზომების უგულებელყოფა შეუძლებელია, მაშინ მთელი რიგი პრობლემების გადასაჭრელად აუცილებელია ვიცოდეთ ამ წყაროს სინათლის ნაკადის განაწილება მის ზედაპირზე. ზედაპირის ელემენტიდან გამომავალი მანათობელი ნაკადის თანაფარდობას ამ ელემენტის ფართობთან ეწოდება სიკაშკაშე და იზომება ლუმენებში კვადრატული მეტრისსიკაშკაშე ასევე ახასიათებს არეკლილი სინათლის ნაკადის განაწილებას.

ასე რომ, სიკაშკაშე

სად არის წყაროს ზედაპირის ფართობი.

სინათლის ინტენსივობის თანაფარდობას მოცემული მიმართულებით მანათობელი ზედაპირის პროექციის ფართობთან ამ მიმართულებით პერპენდიკულარულ სიბრტყეზე ეწოდება სიკაშკაშე.

ამიტომ, სიკაშკაშე

სად არის კუთხე ნორმალურ ადგილსა და სინათლის ინტენსივობის მიმართულებას შორის

ჩანაცვლება ფორმულაში (172) მნიშვნელობის [იხ ფორმულა (160)), ვიღებთ, რომ სიკაშკაშე

ფორმულიდან (173) გამომდინარეობს, რომ სიკაშკაშე არის ნაკადის მეორე წარმოებული ფართობის მყარი კუთხის მიმართ.

სიკაშკაშის ერთეული არის კანდელა კვადრატულ მეტრზე.

ინციდენტის გამოსხივების სინათლის ენერგიის ზედაპირულ სიმკვრივეს ეწოდება ექსპოზიცია:

AT ზოგადი შემთხვევაგანათება, რომელიც შედის ფორმულაში (174) შეიძლება შეიცვალოს დროთა განმავლობაში

ექსპოზიციას აქვს დიდი პრაქტიკული ღირებულებამაგალითად, ფოტოგრაფიაში და იზომება ლუქს-წამებში

ფორმულები (160) - (174) გამოიყენება როგორც სინათლის, ასევე ენერგიის რაოდენობების გამოსათვლელად, ჯერ ერთი, მონოქრომატული გამოსხივებისთვის, ანუ გამოსხივება გარკვეული ტალღის სიგრძით და მეორეც, რადიაციის სპექტრული განაწილების გათვალისწინების გარეშე, რაც, როგორც წესი, ხდება ვიზუალურ ოპტიკურ მოწყობილობებში.

რადიაციის სპექტრული შემადგენლობა - რადიაციის სიმძლავრის განაწილება ტალღის სიგრძეზე აქვს დიდი მნიშვნელობაშერჩევითი გამოსხივების მიმღების გამოყენებისას ენერგიის რაოდენობების გამოსათვლელად. ამ გამოთვლებისთვის დაინერგა რადიაციული ნაკადის სპექტრული სიმკვრივის კონცეფცია [იხ. ფორმულები (157)-(159)].

ტალღის სიგრძის შეზღუდულ დიაპაზონში, შესაბამისად, გვაქვს:

ფორმულებით განსაზღვრული ენერგიის რაოდენობა ასევე ვრცელდება სპექტრის ხილულ ნაწილზე.

ძირითადი ფოტომეტრული და ენერგიის რაოდენობამათი ფორმულებისა და ერთეულების განსაზღვრა SI სისტემის მიხედვით მოცემულია ცხრილში. 5.

1. რადიაციული ნაკადი. ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სპექტრის კონცეფცია. ნაკადის განაწილების გაზომვის პრინციპი სპექტრზე. ენერგიის რაოდენობა.

რადიაციის ნაკადი (ძალა) (F) იავლ. ძირითადი სიდიდე გაზომვების ენერგეტიკულ სისტემაში. რადიაციის სიმძლავრე (ან ნაკადი) მიიღება დროში გადაცემული ენერგიად. F-ის მნიშვნელობა გამოიხატება ვატებში (W).

ელექტრომაგნიტური ტალღების დიაპაზონი ყოყმანი, ნ. ბუნებაში საკმაოდ ფართოა და ვრცელდება ანგსტრომის ფრაქციებიდან კილომეტრამდე.
ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სპექტრი, მიკრონი

გამა სხივები ____________________________________ 0,0001-ზე ნაკლები

რენტგენი _________________________________ 0,01-0,0001

ულტრაიისფერი სხივები _________________________________ 0,38-0,01

ხილული სინათლე _________________________________________________ 0,78-0,38

ინფრაწითელი სხივები _________________________________1000-0,78

რადიოტალღები _________________________________________________ 1000-ზე მეტი

სპექტრის მხოლოდ ნაწილი ეკუთვნის ოპტიკურ რეგიონს ელექტრომაგნიტური რადიაციატალღის სიგრძის ინტერვალით λmin= 0,01 μm-დან λmax=1000 μm-მდე ასეთი გამოსხივება წარმოიქმნება ატომების ელექტრომაგნიტური აგზნების შედეგად, ვიბრაციული და. მბრუნავი მოძრაობამოლეკულები.

AT ოპტიკური სპექტრიშეიძლება გამოიყოს სამი ძირითადი სფერო: ულტრაიისფერი, ხილული, ინფრაწითელი.

ულტრაიისფერი გამოსხივება წარმოქმნის ყველაზე ძლიერ ფოტონებს და აქვს ძლიერი ფოტოქიმიური ეფექტი.

ხილული სინათლის გამოსხივება, მიუხედავად საკმაოდ ვიწრო ინტერვალისა, საშუალებას გვაძლევს დავინახოთ ჩვენს გარშემო არსებული სამყაროს მთელი მრავალფეროვნება. ასე რომ, ადამიანის თვალი პრაქტიკულად არ აღიქვამს რადიაციას ტალღის სიგრძის უკიდურესი დიაპაზონით (მათ აქვთ სუსტი გავლენა თვალზე), პრაქტიკაში. ხილული სინათლეჩვეულებრივ განიხილება რადიაცია ტალღის სიგრძის დიაპაზონით 400-700 ნმ. ამ გამოსხივებას აქვს მნიშვნელოვანი ფოტოფიზიკური და ფოტოქიმიური ეფექტი, მაგრამ ულტრაიისფერზე ნაკლები.

ფოტონებს აქვთ მინიმალური ენერგია სპექტრის მთელი ოპტიკური რეგიონიდან ინფრაწითელი გამოსხივება. ამ გამოსხივებისთვის ჰარ-მაგრამ თერმული ეფექტიდა, დიდწილად ნაკლები ხარისხი, ფოტოფიზიკური და ფოტოქიმიური. მოქმედება.

2. რადიაციული მიმღების კონცეფცია . მიმღების რეაქციები. რადიაციული მიმღებების კლასიფიკაცია. ხაზოვანი და არაწრფივი მიმღებები. რადიაციის მიმღების სპექტრული მგრძნობელობა.

სხეულები, რომლებშიც ასეთი გარდაქმნები ხდება განათების ინჟინერიაში მიღებული ოპტიკური გამოსხივების გავლენის ქვეშ საერთო სახელი "რადიაციული მიმღებები"

პირობითად, რადიაციის მიმღებები იყოფა:

1. რადიაციის ბუნებრივი მიმღები არის ადამიანის თვალი.

2. სინათლისადმი მგრძნობიარე მასალები, რომლებიც გამოიყენება გამოსახულების ოპტიკური ჩაწერისთვის.

3. მიმღები ასევე ფოტომგრძნობიარე ელემენტებია საზომი ხელსაწყოები(დენსიტომეტრები, კოლორიმეტრები)

ოპტიკურ გამოსხივებას აქვს მაღალი ენერგია და, შესაბამისად, გავლენას ახდენს ბევრ ნივთიერებასა და ფიზიკურ სხეულზე.

მედიასა და სხეულებში სინათლის შთანთქმის შედეგად, მთელი ხაზიფენომენები (სურათი 2.1, სერ 48)

სხეული, რომელმაც შთანთქა რადიაცია, იწყებს თავის გამოსხივებას. ამ შემთხვევაში, მეორად გამოსხივებას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული სპექტრული დიაპაზონი შთან შედარებით. N-r, განათების ქვეშ ულტრაიისფერი შუქისხეული ასხივებს ხილულ სინათლეს.

შთანთქმის გამოსხივების ენერგია გარდაიქმნება ელექტრული ენერგია, როგორც ფოტოელექტრული ეფექტის შემთხვევაში, ან აწარმოებს ცვლილებას ელექტრული თვისებებიმასალა, რომელიც გვხვდება ფოტოგამტარებში. ასეთ გარდაქმნებს ე.წ ფოტოფიზიკური.

ფოტოფიზიკური ტრანსფორმაციის კიდევ ერთი სახეობაა რადიაციული ენერგიის გადასვლა თერმული ენერგია. ამ ფენომენმა იპოვა გამოყენება თერმოელემენტებში, რომლებიც გამოიყენება რადიაციის სიმძლავრის გასაზომად.

რადიაციის ენერგია გარდაიქმნება ქიმიურ ენერგიად. ხდება ნივთიერების ფოტოქიმიური ტრანსფორმაცია, რომელიც შთანთქავს სინათლეს. ეს გარდაქმნა ხდება უმეტეს ფოტომგრძნობიარე მასალებში.

სხეულებმა, რომლებშიც ასეთი გარდაქმნები ხდება ოპტიკური გამოსხივების მოქმედებით, მიიღეს საერთო სახელი განათების ინჟინერიაში. "რადიაციული მიმღებები"

ხაზოვანი არაწრფივი მიმღები??????????????????

რადიაციის მიმღების სპექტრული მგრძნობელობა.

მიმღებში ოპტიკური გამოსხივების მოქმედებით ხდება ფოტოქიმიური და ფოტოფიზიკური ტრანსფორმაცია, რაც მოცემული გზით ცვლის მიმღების თვისებებს.

ამ ცვლილებას ეწოდება მიმღების სასარგებლო პასუხი.

თუმცა, ინციდენტის გამოსხივების მთელი ენერგია არ იხარჯება სასარგებლო რეაქციაზე.

მიმღების ენერგიის ნაწილი არ შეიწოვება და ამიტომ ვერ იწვევს რეაქციას. შთანთქმული ენერგია ასევე მთლიანად არ გარდაიქმნება სასარგებლოდ. მაგალითად, გარდა ფოტოქიმიური ტრანსფორმაციისა, შეიძლება მოხდეს მიმღების გათბობა. პრაქტიკულად გამოიყენა ენერგიის ნაწილი ე.წ. გამოსადეგია და რადიაციული სიმძლავრის პრაქტიკულად გამოყენებული ნაწილი (რადიაციული ნაკადი Ф) არის ეფექტური ნაკადი Ref.

ეფექტური ნაკადის Ref შეფარდება რადიაციული ნაკადის მიმღებთან

დაურეკა მიმღების მგრძნობელობა.

მიმღების უმეტესობისთვის სპექტრული მგრძნობელობა დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე.

Sλ= сРλ eff/Фλ და Рλ eff=КФλSλ

რაოდენობებს უწოდებენ Φλ და Рλ, შესაბამისად, მონოქრომატული გამოსხივების ნაკადი და მონოქრომატული ეფექტური ნაკადი, ხოლო Sλ არის მონოქრომატული სპექტრული მგრძნობელობა.

იმის ცოდნა, რომ ელექტროენერგიის განაწილება სპექტრზე Ф(λ) მიმღებზე გამოსხივების ინციდენტისთვის და მიმღების S(λ) სპექტრული მგრძნობელობა, შესაძლებელია ეფექტური ნაკადის გამოთვლა ფორმულით – Реф=К ∫ Ф(λ) S(λ)dλ

გაზომვა ეხება ∆λ-ის დიაპაზონს, რომელიც შემოიფარგლება მიმღების სპექტრული პასუხით ან გაზომვის სპექტრული დიაპაზონით.

3.თვალის, როგორც მიმღების თავისებურებები. სინათლის ნაკადი. მისი კავშირი გამოსხივების ნაკადთან. ხილვადობის მრუდი. განსხვავება სინათლისა და ენერგიის ნაკადებს შორის 400-700 ნმ დიაპაზონშია.
თვალის, როგორც მიმღების თვისებები.

ვიზუალური აპარატი შედგება რადიაციის მიმღებისგან (თვალები), მხედველობის ნერვები და ტვინის ვიზუალური უბნები. ამ ზონებში, სიგნალები, რომლებიც წარმოიქმნება თვალებში და შედის მხედველობის ნერვების მეშვეობით, გაანალიზებულია და გარდაიქმნება ვიზუალურ სურათებად.

გამოსხივების მიმღები შედგება ორი თვალის კაკლისაგან, რომელთაგან თითოეული, ექვსი გარე კუნთის დახმარებით, ადვილად ბრუნავს ორბიტაზე, როგორც ჰორიზონტალურ, ისე ვერტიკალურ სიბრტყეში. საგნის შემოწმებისას თვალები მკვეთრად მოძრაობს, მონაცვლეობით ფიქსირდება სხვადასხვა წერტილებიობიექტი. ეს მოძრაობა ბუნებით ვექტორულია, ე.ი. თითოეული ნახტომის მიმართულება განისაზღვრება განსახილველი ობიექტით. ნახტომის სიჩქარე ძალიან მაღალია, ხოლო ფიქსაციის წერტილები, სადაც თვალი ჩერდება 0,2-0,5 წმ, ძირითადად განლაგებულია დეტალების საზღვრებთან, სადაც არის სიკაშკაშის განსხვავებები. "სტოპების" დროს თვალი არ ისვენებს, მაგრამ აკეთებს სწრაფ მიკრომოძრაობებს ფიქსაციის წერტილთან შედარებით. მიუხედავად ამ მიკროსაკადებისა, ფიქსაციის წერტილებში ობიექტის დაკვირვებული არე ორიენტირებულია თვალებიდან სინათლისადმი მგრძნობიარე ბადურის ცენტრალურ ფოვეაზე.

სურ.2.4 (თვალის ჰორიზონტალური მონაკვეთი) გვ.56

სინათლის ნაკადი(F) მანათობელი ნაკადით, ზოგადად, გვესმის რადიაციის ძალა, რომელიც შეფასებულია მისი ზემოქმედებით ადამიანის თვალზე. მანათობელი ნაკადის ერთეული არის სანათური (lm).

თვალზე სინათლის ნაკადის მოქმედება იწვევს მის გარკვეულ რეაქციას. სინათლის ნაკადის მოქმედების დონიდან გამომდინარე, მუშაობს ამა თუ იმ ტიპის სინათლისადმი მგრძნობიარე თვალის მიმღები, სახელწოდებით წნელები ან კონუსები. პირობებში დაბალი დონეგანათება (მაგ., მთვარის შუქზე), თვალი ხედავს მიმდებარე ობიექტებს ღეროების გამო. ზე მაღალი დონეებიგანათება, დღისით ხედვის აპარატი იწყებს მუშაობას, რაზეც გირჩებია პასუხისმგებელი.

გარდა ამისა, გირჩები იყოფა სამ ჯგუფად მათი სინათლისადმი მგრძნობიარე ნივთიერების მიხედვით, განსხვავებული მგრძნობელობით სხვადასხვა სფეროებშისპექტრი. ამიტომ, ღეროებისგან განსხვავებით, ისინი რეაგირებენ არა მხოლოდ სინათლის ნაკადზე, არამედ მის სპექტრულ შემადგენლობაზეც.

ამასთან დაკავშირებით შეგვიძლია ვთქვათ, რომ სინათლის მოქმედება ორგანზომილებიანია. რაოდენობრივი მახასიათებელითვალის რეაქციები, რომლებიც დაკავშირებულია განათების დონესთან, ე.წ. მსუბუქი. ხარისხის მახასიათებელი ასოცირდება სხვადასხვა დონეზეკონუსების სამი ჯგუფის რეაქცია, რომელსაც ქრომატულობა ეწოდება.

მნიშვნელოვანი მახასიათებელი yavl განაწილების მრუდი თვალის ფარდობითი სპექტრული მგრძნობელობის (ფარდობითი სპექტრული მანათობელი ეფექტურობა) დღის შუქზე νλ =f(λ) ნახ.1.3 გვ.9

პრაქტიკაში დადგინდა, რომ დღის განათების პირობებში ადამიანის თვალს აქვს მაქსიმალური მგრძნობელობა გამოსხივების მიმართ ლამდა = 555 ნმ (V555 = 1), ამავე დროს, მანათობელი ნაკადის თითოეულ ერთეულს F555-ით აქვს გამოსხივების სიმძლავრე Ф555 = 0,00146. W. მანათობელი ნაკადის F555 და Ф555 თანაფარდობა ე.წ სპექტრალური სინათლის ეფექტურობა.
K= F555/F555=1/0.00146=680 (ლმ/ვ)

ან რადიაციის ნებისმიერი ტალღის სიგრძისთვის ხილულ დიაპაზონში K=const:

K \u003d 1 / V (λ) * F λ / Ф λ \u003d 680. (ერთი)

ფორმულის (1) გამოყენებით, შესაძლებელია დადგინდეს კავშირი მანათობელ ნაკადსა და გამოსხივების ნაკადს შორის.

Fλ = 680 * Vλ * Фл

ინტეგრირებული რადიაციისთვის

F= 680 ∫ Vλ Φλ dλ

4. ფოტოაქტიური ნაკადი. Ზოგადი ინფორმაციაეფექტური ნაკადის შესახებ. მონოქრომატული და ინტეგრალური ნაკადები. აქტინიზმი .

განათების ინჟინერიასა და რეპროდუქციის ტექნოლოგიაში გამოიყენება ორი სახის ეფექტური ნაკადი: მსუბუქი F და ფოტოაქტიური A.

მანათობელი ნაკადი დაკავშირებულია სიმძლავრესთან (რადიაციული ნაკადი Ф) შემდეგი გამოსახულებით:

F=680 ∫ Ф(λ) V(λ) dλ

400 ნმ
სადაც Ф(λ) არის რადიაციის სიმძლავრის განაწილება სპექტრზე, V(λ) არის ფარდობითი სპექტრული მანათობელი ეფექტურობის მრუდი (ხილვადობის მრუდი), და 680 არის კოეფიციენტი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გადახვიდეთ ვატიდან ლუმენამდე. მას ეწოდება მანათობელი ნაკადის ეკვივალენტი და გამოიხატება lm/W.

თუ მანათობელი ნაკადი ეცემა ნებისმიერ ზედაპირზე, მის სიმკვრივეს ეწოდება განათება. განათება E დაკავშირებულია მანათობელ ნაკადთან ფორმულით

სადაც Q არის ფართობი m-ში განათების ერთეული არის ლუქსი (kl)

სინათლისადმი მგრძნობიარე მასალებისთვის და საზომი მოწყობილობების ფოტოდეტექტორებისთვის გამოიყენეთ ფოტოაქტინური ნაკადია. ეს არის ეფექტური ნაკადი, რომელიც განსაზღვრულია გამოხატვით
A = ∫ Ф (λ) S (λ) dλ

თუ სპექტრული დიაპაზონი, რომელშიც გაზომვა ხდება შეზღუდულია λ1 და λ2 ტალღის სიგრძით, მაშინ გამოხატულება ფოტოაქტინური ნაკადიმიიღებს ფორმას

A \u003d ∫ F (λ) * S (λ) dλ

λ1
საზომი ერთეული A დამოკიდებულია სპექტრული მგრძნობელობის საზომ ერთეულზე. თუ Sλ არის ფარდობითი ღირებულება, და იზომება ვატებში. თუ Sλ-ს აქვს განზომილება, ე.ი.

m/J, მაშინ ეს გავლენას მოახდენს ფოტოაქტინური ნაკადის განზომილებაში

ფოტოაქტინური ნაკადის ზედაპირის სიმკვრივე განათებულ ზედაპირზე naz რადიაციული აქტიურობაა, ა= dA/ dQ

თუ მიმღების ზედაპირი თანაბრად არის განათებული, მაშინ a=A/Q.

მონოქრომატული გამოსხივებისთვის.

Fλ = 680 * Vλ * Фл

ინტეგრირებული რადიაციისთვის

F= 680 ∫ Vλ Φλ dλ

აქტინიზმი -განათების ანალოგი. მისი საზომი ერთეული დამოკიდებულია A განზომილებაში

თუ A - W, მაშინ a-W / m

სურ.2.2 გვ.52

რაც უფრო დიდია გამოსხივების აქტიურობა, მით უფრო ეფექტურად გამოიყენება რადიაციული ენერგია და მით მეტია სხვა თანაბარი პირობები, მიმღების პასუხი სასარგებლო იქნება.

მაქსიმალური აქტიურობის მისაღწევად, სასურველია მიმღების მაქსიმალური სპექტრული მგრძნობელობა და მაქსიმალური გამოსხივების სიმძლავრე მოხვდეს სპექტრის იმავე ზონებზე. ეს მოსაზრება ხელმძღვანელობს სინათლის წყაროს შერჩევას კონკრეტული ტიპის სინათლისადმი მგრძნობიარე მასალებზე გამოსახულების მისაღებად.

მაგალითად, კოპირების პროცესი.

ასლის ფენები, რომლებიც გამოიყენება საბეჭდი ფირფიტების დასამზადებლად, მგრძნობიარეა ულტრაიისფერი და ლურჯი-იისფერი გამოსხივების მიმართ. სხვა ზონების გამოსხივებამდე ხილული სპექტრიისინი არ რეაგირებენ. ამიტომ კოპირების პროცესის განსახორციელებლად იყენებენ

ლითონის ჰალოგენური ნათურები, მდიდარია ულტრაიისფერი და ლურჯი სპექტრის გამოსხივებით.

ნახ 2.3. გვერდი 53 სახელმძღვანელო

5. ფერის ტემპერატურა. აბსოლუტური შავი სხეულის სიკაშკაშის მრუდები ზე სხვადასხვა ტემპერატურა. ნორმალიზებული მრუდის კონცეფცია. ტერმინის განმარტება „ფერის ტემპერატურა“. რადიაციის ფერის მიმართულება იცვლება ფერის ტემპერატურის ცვლილებით.

ფერის ტემპერატურა ნიშნავს სრულიად შავი სხეულის ტემპერატურას კელვინებში, რომლის დროსაც გამოსხივებას აქვს იგივე ფერი, რაც განხილულს. ვოლფრამის ძაფით ინკანდესენტური ნათურებისთვის, რადიაციის სპექტრული განაწილება პროპორციულია მთლიანად შავი სხეულის რადიაციის სპექტრული განაწილების ტალღის სიგრძის დიაპაზონში 360-1000 ნმ. გაანგარიშებისთვის სპექტრული შემადგენლობაშავი სხეულის გამოსხივება მოცემულისთვის აბსოლუტური ტემპერატურამისი გაცხელებით შეგიძლიათ გამოიყენოთ პლანკის ფორმულა:

e -5 s 2 / λ ტ

Rλ \u003d C1 λ (e -1)
უჰ

სადაც Rλ არის სპექტრული ენერგიის სიკაშკაშე, C1 და C2 მუდმივებია, e არის ბაზა ბუნებრივი ლოგარითმები, T-აბსოლუტური ტემპერატურა, კ

ექსპერიმენტულად, ფერის ტემპერატურა განისაზღვრება აქტიურობების ლურჯი-წითელი თანაფარდობის მნიშვნელობით. აქტიურობა-განათება, ეფექტური ფოტოდეტექტორთან მიმართებაში:

Ал = Фл Sλ / Q = El Sλ
სადაც Ф არის გასხივოსნებული ნაკადი, Sλ არის ფოტოდეტექტორის მგრძნობელობა, Qλ არის მისი ფართობი.

თუ ლუქსმეტრი გამოიყენება როგორც ფოტოდეტექტორი, მაშინ აქტიურობა არის განათება, რომელიც განისაზღვრება, როდესაც ფოტოცელი დაცულია ლურჯი და წითელი სინათლის ფილტრებით.

ტექნიკურად, გაზომვა ხდება შემდეგნაირად.

სინათლის მრიცხველის ფოტოცელი მონაცვლეობით არის დაცული სპეციალურად შერჩეული ლურჯი და წითელი სინათლის ფილტრებით. სინათლის ფილტრები უნდა იყოს ზონალური და ჰქონდეს იგივე სიმრავლე გადაცემის ზონაში. ლუქსმეტრის გალვანომეტრი განსაზღვრავს განათებას გაზომილი წყაროდან თითოეული ფილტრისთვის. გამოთვალეთ ლურჯი-წითელი თანაფარდობა ფორმულის გამოყენებით

K \u003d Ac / Ak \u003d Es / Ek

განრიგი გვერდი 6 ლაბორატორიის მონა

ფლ. ამისათვის, პლანკის ფორმულის მიხედვით, სპექტრის მნიშვნელობები ენერგიის სიკაშკაშე. შემდეგი, შედეგად მიღებული ფუნქცია ნორმალიზდება. რაციონირება მოიცავს ყველა მნიშვნელობის პროპორციულ შემცირებას ან ზრდას ამ გზით

ისე, რომ ფუნქცია გადის წერტილში კოორდინატების λ= 560nm, lg R560 =2.0

ან λ= 560 ნმ, R560 rel = 100 ამ შემთხვევაში მიჩნეულია, რომ თითოეული მნიშვნელობა ეხება გაანგარიშების საფეხურის შესაბამის სპექტრულ ინტერვალს ∆λ.

∆λ=10 ნმ, სიკაშკაშე 100 W*m შეესაბამება ტალღის სიგრძეს 560 ნმ ტალღის სიგრძის დიაპაზონში 555-565 ნმ.

ნახ 1.2 გვერდი 7 ლაბორატორიის მონა

სპექტრალური დამოკიდებულების ფუნქციის გამოყენებით Rλ = f λ, შეგიძლიათ იპოვოთ ფუნქციები E λ = Фλ = f λ ამისათვის გამოიყენეთ ფორმულები.

E- განათება, R-განათება, F- ენერგიის ნაკადი, Q- ფართობი
6. სინათლის წყარო. მათი სპექტრული მახასიათებლები. სინათლის წყაროების კლასიფიკაცია გამოსხივების ტიპის მიხედვით. პლანკის და ვინის ფორმულა.
7. გამოსხივების წყაროების ფოტომეტრული თვისებები. კლასიფიკაცია მიერ გეომეტრიული სიდიდეები: წერტილი და გაფართოებული სინათლის წყაროები, ფოტომეტრული სხეული.

ემიტერის ზომების თანაფარდობიდან და ველის შესწავლილ წერტილამდე მანძილის მიხედვით, გამოსხივების წყაროები შეიძლება დაიყოს 2 ჯგუფად:

1) გამოსხივების წერტილოვანი წყაროები

2) სასრული ზომების წყარო (წრფივი წყარო) გამოსხივების წყარო, რომლის ზომები მნიშვნელოვნად არის ნაკლები მანძილიშესასწავლ პუნქტს ეწოდება წერტილი. პრაქტიკაში, წერტილის წყაროდ მიიღება ის, რომლის მაქსიმალური ზომა მინიმუმ 10-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე მანძილი რადიაციის მიმღებამდე. ასეთი გამოსხივების წყაროებისთვის დაცულია მანძილის შებრუნებული კვადრატული კანონი.

E=I/r 2 კოსინუს ალფა, სადაც ალფა=კუთხე სინათლის სხივსა და C ზედაპირთან პერპენდიკულარულს შორის.

თუ იმ წერტილიდან, სადაც განლაგებულია გამოსხივების წერტილის წყარო, განზე სხვადასხვა მიმართულებებისივრცე არის ერთეული გამოსხივების სიძლიერის ვექტორები და ხაზავს ზედაპირს მათ ბოლოებში, შემდეგ მივიღებთ წყაროს გამოსხივების სიძლიერის ფოტომეტრულ სხეულს. ასეთი სხეული მთლიანად ახასიათებს მოცემული წყაროს რადიაციული ნაკადის განაწილებას მიმდებარე სივრცეში

8. რადიაციის გარდაქმნა ოპტიკური მედიით. გამოსხივების გარდაქმნის მახასიათებლები: სინათლის კოეფიციენტები, სიმრავლეები, ოპტიკური სიმკვრივეები, მათ შორის ურთიერთობა. ფილტრები ტერმინის განმარტება. სპექტრული მრუდი, როგორც უნივერსალური ფილტრის მახასიათებელი.

როდესაც გამოსხივების ნაკადი Ф0 ურტყამს ნამდვილი სხეული(ოპტიკური საშუალება), მისი Ф(ro) ნაწილი აირეკლება ზედაპირით, Ф(ალფა) ნაწილი შეიწოვება სხეულით, ხოლო Ф(tau) ნაწილი გადის მასში. სხეულის უნარი ( ოპტიკური გარემო) ასეთ ტრანსფორმაციას ახასიათებს ასახვის კოეფიციენტი ro=Fro/Ф0, კოეფიციენტი tau=Ftau/Ф0.

თუ კოეფიციენტები განისაზღვრება სინათლის ნაკადების გადაქცევით (F, lm), მაშინ მათ უწოდებენ სინათლეს (ფოტომეტრიული)

Rosv \u003d Fo / Fo; Alphasw=Falpha/Fо; tausv=Ftau/Fо

ოპტიკური და მსუბუქი კოეფიციენტებისთვის, განცხადება მართალია, რომ მათი ჯამი არის 1.0 (po + alpha + tau \u003d 1)

არსებობს კიდევ ორი ​​სახის კოეფიციენტი - მონოქრომატული და ზონალური. პირველი აფასებს ოპტიკური საშუალების ეფექტს მონოქრომატულ გამოსხივებაზე ლამბდას ტალღის სიგრძით.

ზონალური კოეფიციენტები აფასებენ რადიაციის ნასესხების გარდაქმნას სპექტრის ზონებიდან (ლურჯი დელტა ლამბდა = 400-500 ნმ, მწვანე დელტა ლამბდა = 500-600 ნმ და წითელი დელტა ლამბდა = 600-700 ნმ)

9. ბუგერ-ლამბერტ-ლუდის კანონი. კანონმდებლობით დაწესებული რაოდენობები. ოპტიკური სიმკვრივის მატება, როგორც მთავარი დასკვნა ბუგე-ლამბერტ-ლუდის კანონიდან. სინათლის გაფანტვის მაჩვენებლები, მედიის სიმღვრივე. სინათლის გაფანტვის სახეები.

F 0 /F t =10 kl , k- შთანთქმის სიჩქარე. ლუდმა აღმოაჩინა, რომ შთანთქმის ინდექსი ასევე დამოკიდებულია სინათლის შთამნთქმელი ნივთიერების კონცენტრაციაზე c, k \u003d Xc, x არის მოლარული შთანთქმის ინდექსი, გამოხატული, როგორც ფენის სისქის საპასუხო, რომელიც ასუსტებს შუქს კონცენტრაციაზე 10-ჯერ. მასში შემავალი სინათლის შთამნთქმელი ნივთიერების 1 მოლ/ლ.

Bouguer-Lambert-Beer კანონის გამომხატველი საბოლოო განტოლება ასე გამოიყურება: F0 / Ft \u003d 10 Xc1-ის სიმძლავრემდე

ფენის მიერ გადაცემული მანათობელი ნაკადი დაკავშირებულია შემცირებულ ნაკადთან ექსპონენციალურად მოლარის შთანთქმის ინდექსის, ფენის სისქის და სინათლის შთამნთქმელი ნივთიერების კონცენტრაციის მეშვეობით. ეს გამომდინარეობს განხილული კანონიდან ფიზიკური მნიშვნელობაოპტიკური სიმკვრივის ცნებები. გამოხატვის Ф0/Фт=10 Xc1 სიმძლავრის ინტეგრირებით

ჩვენ ვიღებთ D \u003d X * s * l, მათ. ოპტიკური სიმკვრივეგარემო დამოკიდებულია მის ბუნებაზე, პროპორციულია მისი სისქისა და სინათლის შთამნთქმელი in-va კონცენტრაციისა. ვინაიდან ბუგე-ლამბერტ-ლუდის კანონი ახასიათებს შთანთქმის სინათლის ნაწილს გადაცემული სინათლის ფრაქციის მეშვეობით, ის არ ითვალისწინებს არეკლილ და გაფანტულ შუქს. გარდა ამისა, მიღებული კავშირი, რომელიც გამოხატავს ბუგერ-ლამბერტ-ლუდის კანონს, მოქმედებს მხოლოდ ერთგვაროვანი მედიისთვის და არ ითვალისწინებს სხეულების ზედაპირიდან სინათლის არეკვლის დაკარგვას. კანონიდან გადახვევა იწვევს ოპტიკური მედიის არადამატებას.

საკმარისად გამოიყენება რადიაციის რაოდენობრივი შეფასება. ფართო წრერაოდენობები, რომლებიც პირობითად შეიძლება დაიყოს ერთეულების ორ სისტემად: ენერგიად და სინათლედ. ამ შემთხვევაში, ენერგიის რაოდენობა ახასიათებს რადიაციას, რომელიც დაკავშირებულია სპექტრის მთელ ოპტიკურ რეგიონთან, ხოლო განათების რაოდენობა - ხილული გამოსხივება. ენერგიის რაოდენობა შესაბამისი განათების რაოდენობების პროპორციულია.

ძირითადი რაოდენობა ში ენერგეტიკული სისტემა, რაც შესაძლებელს ხდის გამოსხივების ოდენობის მსჯელობას, არის რადიაციული ნაკადი Ph, ან რადიაციული სიმძლავრე, ე.ი. ენერგიის რაოდენობა ვ, გამოსხივებული, გადატანილი ან შეიწოვება დროის ერთეულში:

Fe-ის მნიშვნელობა გამოიხატება ვატებში (W). - ენერგიის ერთეული

უმეტეს შემთხვევაში ისინი არ ითვალისწინებენ რადიაციის გამოჩენის კვანტურ ბუნებას და მას უწყვეტად მიიჩნევენ.

რადიაციის თვისებრივი მახასიათებელია რადიაციული ნაკადის განაწილება სპექტრზე.

უწყვეტი სპექტრის მქონე გამოსხივებისთვის შემოღებულია კონცეფცია რადიაციული ნაკადის სპექტრული სიმკვრივე (j l)- რადიაციის სიმძლავრის თანაფარდობა, რომელიც მიეკუთვნება სპექტრის გარკვეულ ვიწრო მონაკვეთს ამ მონაკვეთის სიგანესთან (ნახ. 2.2). ვიწრო სპექტრული დიაპაზონისთვის დლრადიაციული ნაკადი არის dФ l .ორდინატი გვიჩვენებს რადიაციის ნაკადის სპექტრულ სიმკვრივეს j l = dФ l / dl,ამრიგად, ნაკადი წარმოდგენილია გრაფიკის ელემენტარული მონაკვეთის ფართობით, ე.ი.

თუ ემისიის სპექტრი დევს საზღვრებში ლ 1ადრე ლ 2, შემდეგ რადიაციული ნაკადის სიდიდე

ქვეშ მანათობელი ნაკადი Fზოგადად, გაიგეთ რადიაციის ძალა, რომელიც შეფასებულია ადამიანის თვალზე მისი გავლენით. მანათობელი ნაკადის ერთეული არის სანათური (ლმ). - განათების ერთეული

თვალზე სინათლის ნაკადის მოქმედება იწვევს მის გარკვეულ რეაქციას. სინათლის ნაკადის მოქმედების დონიდან გამომდინარე, მუშაობს ამა თუ იმ ტიპის სინათლისადმი მგრძნობიარე თვალის მიმღები, სახელწოდებით წნელები ან კონუსები. დაბალი განათების პირობებში (მაგალითად, მთვარის შუქზე), თვალი ხედავს მიმდებარე ობიექტებს ღეროების გამო. განათების მაღალ დონეზე, დღისით მხედველობის აპარატი, რომელზეც გირჩებია პასუხისმგებელი, იწყებს მუშაობას.

გარდა ამისა, კონუსები იყოფა სამ ჯგუფად მათი სინათლისადმი მგრძნობიარე ნივთიერების მიხედვით, განსხვავებული მგრძნობელობით სპექტრის სხვადასხვა რეგიონში. ამიტომ, ღეროებისგან განსხვავებით, ისინი რეაგირებენ არა მხოლოდ სინათლის ნაკადზე, არამედ მის სპექტრულ შემადგენლობაზეც.

ამასთან დაკავშირებით, შეიძლება ითქვას, რომ მსუბუქი მოქმედება ორგანზომილებიანი.

თვალის რეაქციის რაოდენობრივ მახასიათებელს, რომელიც დაკავშირებულია განათების დონესთან, ეწოდება სიმსუბუქე.კონუსების სამი ჯგუფის რეაქციის განსხვავებულ დონესთან დაკავშირებული თვისებრივი მახასიათებელი ეწოდება ქრომატულობა.

სინათლის ინტენსივობა (I).განათების ტექნოლოგიაში ეს მნიშვნელობა აღებულია როგორც ძირითადი. ამ არჩევანს არ აქვს ფუნდამენტური საფუძველი, მაგრამ კეთდება მოხერხებულობის მიზეზების გამო სინათლის ინტენსივობა არ არის დამოკიდებული მანძილზე.

მანათობელი ინტენსივობის ცნება ეხება მხოლოდ წერტილოვან წყაროებს, ე.ი. წყაროებზე, რომელთა ზომები მცირეა მათგან განათებულ ზედაპირამდე მანძილთან შედარებით.

წერტილის წყაროს მანათობელი ინტენსივობა გარკვეული მიმართულებით არის მყარი კუთხის ერთეულზე ვსინათლის ნაკადი ფგამოშვებული ამ წყაროს მიერ მოცემული მიმართულებით:

I = F / Ω

ენერგიამანათობელი ინტენსივობა გამოიხატება ვატებში სტერადიანზე ( სამ/ოთხ).

უკან განათებამიღებულია მანათობელი ინტენსივობის ერთეული კანდელა(cd) არის წერტილის წყაროს მანათობელი ინტენსივობა, რომელიც ასხივებს მანათობელ ნაკადს 1 lm, თანაბრად განაწილებული 1 სტერადიანი (sr) მყარი კუთხით.

მყარი კუთხე არის სივრცის ნაწილი, რომელიც შემოსაზღვრულია კონუსური ზედაპირით და დახურული მრუდი კონტური, არ გადის კუთხის წვეროზე (სურ. 2.3). როდესაც კონუსური ზედაპირი შეკუმშულია, სფერული ფართობის ზომები o ხდება უსასრულოდ მცირე. მყარი კუთხე ამ შემთხვევაშიც უსასრულოდ მცირე ხდება:

სურათი 2.3 - "მყარი კუთხის" ცნების განმარტებამდე

განათება (E).ენერგიული განათების ქვეშ ეგაიგე რადიაციის ნაკადი ფართობის ერთეულიგანათებული ზედაპირი ქ:

ენერგეტიკული განათება გამოიხატება ვ/მ 2.

მსუბუქი განათება ეგამოხატული სინათლის ნაკადის სიმკვრივით ფზედაპირზე ის ანათებს (ნახ. 2.4):

სინათლის განათების ერთეულისთვის აღებულია ფუფუნება, ე.ი. ზედაპირის განათება, რომელიც იღებს 1 ლმ მანათობელ ნაკადს, რომელიც თანაბრად ნაწილდება მასზე 1 მ 2 ფართობზე.

განათების ინჟინერიაში გამოყენებულ სხვა რაოდენობებს შორის მნიშვნელოვანია ენერგიარადიაცია ჩვენან სინათლის ენერგია ვ, ისევე როგორც ენერგია ნეან მსუბუქი ჰკონტაქტი დაინფიცირების წყაროსთან.

ჩვენ და W მნიშვნელობები განისაზღვრება გამონათქვამებით

სადაც არის, შესაბამისად, რადიაციული ნაკადის და მანათობელი ნაკადის ცვლილებების ფუნქციები დროში. ჩვენ იზომება ჯოულებში ან Ws, a W-ლმ ს-ში.

ქვეშ ენერგია H e ან სინათლის ზემოქმედებაგაგება ზედაპირის სიმკვრივერადიაციული ენერგია ჩვენ ან სინათლის ენერგია ვშესაბამისად განათებულ ზედაპირზე.

ე.ი სინათლის ექსპოზიცია Hარის განათების პროდუქტი ე, შექმნილი რადიაციის წყაროს მიერ, გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ტამ გამოსხივების მოქმედება.

კითხვა 2. ფოტომეტრული სიდიდეები და მათი ერთეულები.

ფოტომეტრია არის ოპტიკის ფილიალი, რომელიც ეხება ოპტიკური გამოსხივების ენერგეტიკული მახასიათებლების გაზომვას მატერიასთან გავრცელებისა და ურთიერთქმედების პროცესში. ფოტომეტრია იყენებს ენერგიის რაოდენობას, რომელიც ახასიათებს ოპტიკური გამოსხივების ენერგეტიკულ პარამეტრებს, მიუხედავად მისი ზემოქმედებისა რადიაციის მიმღებებზე, ასევე იყენებს სინათლის რაოდენობას, რომელიც ახასიათებს სინათლის ფიზიოლოგიურ ეფექტს და ფასდება ადამიანის თვალზე ან სხვა მიმღებებზე ზემოქმედებით.

ენერგიის რაოდენობა.

ენერგიის ნაკადიფ e არის მნიშვნელობა, რიცხობრივად ენერგიის ტოლი ვგამოსხივება, რომელიც გადის მონაკვეთზე ენერგიის გადაცემის მიმართულების პერპენდიკულარულად, დროის ერთეულზე

ფ e = ვ/ ტ, ვატი (სამ).

ენერგიის ნაკადი ენერგიის სიმძლავრის ტოლფასია.

რეალური წყაროს მიერ მიმდებარე სივრცეში გამოსხივებული ენერგია ნაწილდება მის ზედაპირზე.

ენერგიის სიკაშკაშე(გასხივოსნება) რ e არის რადიაციის სიმძლავრე ზედაპირის ერთეულზე ყველა მიმართულებით:

რ e = ფე / ს, (სამ/მ 2),

იმათ. არის ზედაპირის გამოსხივების ნაკადის სიმკვრივე.

სინათლის ენერგეტიკული ძალა (რადიაციული ძალა) მე e განისაზღვრება სინათლის წერტილის წყაროს კონცეფციის გამოყენებით - წყარო, რომლის ზომები დაკვირვების წერტილამდე მანძილთან შედარებით შეიძლება უგულებელყო. სინათლის ენერგეტიკული ძალა მეე ღირებულება, თანაფარდობის ტოლირადიაციული ნაკადი ფწყარო მყარ კუთხამდე ω , რომლის ფარგლებშიც ეს გამოსხივება ვრცელდება:

მე e= ფე / ω , (სამ/ოთხ) - ვატი სტერადიანზე.

მყარი კუთხე არის სივრცის ნაწილი, რომელიც შემოიფარგლება კონუსური ზედაპირით. მყარი კუთხეების განსაკუთრებული შემთხვევებია სამკუთხა და მრავალწახნაგოვანი კუთხეები. მყარი კუთხე ω იზომება ფართობის თანაფარდობით სსფეროს ის ნაწილი, რომელიც ცენტრირებულია კონუსური ზედაპირის წვეროზე, რომელიც ამ მყარი კუთხით არის მოჭრილი, სფეროს რადიუსის კვადრატზე, ე.ი. ω = ს/რ 2. სრული სფერო ქმნის მყარ კუთხეს, რომელიც ტოლია 4π სტერადიანს, ე.ი. ω = 4π რ 2 /რ 2 = 4π ოთხ.

წყაროს სინათლის ინტენსივობა ხშირად დამოკიდებულია რადიაციის მიმართულებაზე. თუ ის არ არის დამოკიდებული რადიაციის მიმართულებაზე, მაშინ ასეთ წყაროს იზოტროპული ეწოდება. იზოტროპული წყაროსთვის, მანათობელი ინტენსივობა არის

მე e= ფ e /4π.

გაფართოებული წყაროს შემთხვევაში, შეგვიძლია ვისაუბროთ მისი ზედაპირის ელემენტის მანათობელ ინტენსივობაზე dS.

ენერგიის სიკაშკაშე (ბზინვარება) AT e არის მნიშვნელობა Δ სინათლის ენერგიის ინტენსივობის თანაფარდობის ტოლი მეგასხივოსნებული ზედაპირის ელემენტი ფართობზე ∆Sამ ელემენტის პროგნოზები დაკვირვების მიმართულების პერპენდიკულარულ სიბრტყეზე:

AT e = Δ მე e / ∆ ს. [(სამ/(სრ.მ 2)].

ენერგეტიკული განათება (გამოსხივება) ე e ახასიათებს ზედაპირის განათების ხარისხს და უდრის რადიაციული ნაკადის სიდიდეს ყველა მიმართულებით განათებული ზედაპირის ერთეულზე ( სამ/მ 2).

ფოტომეტრიაში გამოიყენება შებრუნებული კვადრატის კანონი (კეპლერის კანონი): სიბრტყის განათება პერპენდიკულარული მიმართულებიდან წერტილის წყაროდან ძალით. მეე მანძილზე რმისგან უდრის:

ე e = მეე/ რ 2 .

ოპტიკური გამოსხივების სხივის გადახრა პერპენდიკულარიდან ზედაპირზე კუთხით α იწვევს განათების შემცირებას (ლამბერტის კანონი):

ე e = მე e cos α /რ 2 .

Მნიშვნელოვანი როლირადიაციის ენერგეტიკული მახასიათებლების გაზომვისას, მისი სიმძლავრის თამაშის დროებითი და სპექტრული განაწილება. თუ ოპტიკური გამოსხივების ხანგრძლივობა დაკვირვების დროზე ნაკლებია, მაშინ გამოსხივება ითვლება იმპულსურად, ხოლო თუ უფრო გრძელია - უწყვეტად. წყაროებს შეუძლიათ ასხივონ რადიაცია სხვადასხვა სიგრძისტალღები. ამიტომ, პრაქტიკაში გამოიყენება რადიაციული სპექტრის კონცეფცია - რადიაციული სიმძლავრის განაწილება ტალღის სიგრძის მასშტაბით. λ (ან სიხშირეები). თითქმის ყველა წყარო განსხვავებულად ასხივებს სპექტრის სხვადასხვა ნაწილში.

ტალღის სიგრძის უსასრულოდ მცირე ინტერვალისთვის dλნებისმიერი ფოტომეტრიული სიდიდის მნიშვნელობა შეიძლება განისაზღვროს მისი სპექტრული სიმკვრივის გამოყენებით. მაგალითად, ენერგიის სიკაშკაშის სპექტრული სიმკვრივე

რ eλ = dW/dλ,

სადაც dWარის ენერგია, რომელიც გამოსხივებულია ზედაპირის ერთეულიდან ერთეულ დროში ტალღის სიგრძის დიაპაზონში λ ადრე λ + dλ.

მსუბუქი რაოდენობები. ოპტიკურ გაზომვებში გამოიყენება სხვადასხვა გამოსხივების მიმღები, რომელთა მგრძნობელობის სპექტრული მახასიათებლები სხვადასხვა ტალღის სიგრძის სინათლის მიმართ განსხვავებულია. ოპტიკური გამოსხივების ფოტოდეტექტორის სპექტრული მგრძნობელობა არის მნიშვნელობის თანაფარდობა, რომელიც ახასიათებს მიმღების რეაქციის დონეს მონოქრომატული გამოსხივების ნაკადთან ან ენერგიასთან, რომელიც იწვევს ამ რეაქციას. განასხვავებენ აბსოლუტურ სპექტრულ მგრძნობელობას, რომელიც გამოხატულია დასახელებულ ერთეულებში (მაგ. მაგრამ/სამთუ მიმღების პასუხი იზომება მაგრამდა უგანზომილებიანი ფარდობითი სპექტრული მგრძნობელობა არის სპექტრული მგრძნობელობის თანაფარდობა მოცემული გამოსხივების ტალღის სიგრძეზე. მაქსიმალური ღირებულებასპექტრული მგრძნობელობა ან სპექტრული მგრძნობელობა გარკვეულ ტალღის სიგრძეზე.

ფოტოდეტექტორის სპექტრული მგრძნობელობა დამოკიდებულია მხოლოდ მის თვისებებზე; ის განსხვავებულია სხვადასხვა მიმღებისთვის. ფარდობითი სპექტრული მგრძნობელობა ადამიანის თვალი ვ(λ ) ნაჩვენებია ნახ. 5.3.

თვალი ყველაზე მგრძნობიარეა ტალღის სიგრძის რადიაციის მიმართ λ =555 ნმ. ფუნქცია ვ(λ ) ამ ტალღის სიგრძე აღებულია ერთიანობის ტოლი.

იგივე ენერგიის ნაკადით, ვიზუალურად შეფასებული სინათლის ინტენსივობა სხვა ტალღის სიგრძეებისთვის ნაკლებია. ადამიანის თვალის ფარდობითი სპექტრული მგრძნობელობა ამ ტალღების სიგრძისთვის აღმოჩნდება ერთზე ნაკლები. მაგალითად, ფუნქციის მნიშვნელობა ნიშნავს, რომ მოცემული ტალღის სიგრძის შუქს უნდა ჰქონდეს ენერგეტიკული ნაკადის სიმკვრივე 2-ჯერ მეტი, ვიდრე სინათლე, რომლისთვისაც , ასე რომ ვიზუალური შეგრძნებები იგივე იყოს.

სინათლის რაოდენობების სისტემა შემოღებულია ადამიანის თვალის ფარდობითი სპექტრული მგრძნობელობის გათვალისწინებით. ამიტომ სინათლის გაზომვები, სუბიექტურია, განსხვავდება ობიექტური, ენერგეტიკულიდან და მათთვის შემოღებულია სინათლის ერთეულები, რომლებიც გამოიყენება მხოლოდ ხილული სინათლისთვის. SI სისტემაში სინათლის ძირითადი ერთეული არის მანათობელი ინტენსივობა - კანდელა (cd), რომელიც უდრის სინათლის ინტენსივობას 5,4 10 14 მონოქრომატული გამოსხივების წყაროს მოცემული მიმართულებით. ჰც, რომლის ენერგეტიკული ინტენსივობა ამ მიმართულებით არის 1/683 W/sr. სინათლის ყველა სხვა რაოდენობა გამოიხატება კანდელაში.

სინათლის ერთეულების განმარტება ენერგეტიკული ერთეულების მსგავსია. სინათლის რაოდენობების გასაზომად გამოიყენება სპეციალური ტექნიკა და მოწყობილობები - ფოტომეტრები.

სინათლის ნაკადი . მანათობელი ნაკადის ერთეული არის სანათური (მე ვარ). ის უდრის იზოტროპული სინათლის წყაროს გამოსხივებულ მანათობელ ნაკადს, რომლის სიმძლავრეა 1. cdერთი სტერადიანი მყარი კუთხით (ერთგვაროვანი გამოსხივების ველით მყარი კუთხის შიგნით):

1 მე ვარ = 1 cd· ერთი ოთხ.

გამოცდილიაღმოჩნდა, რომ მანათობელი ნაკადი 1 ლმ, რომელიც წარმოიქმნება ტალღის სიგრძის გამოსხივებით λ = 555ნმშეესაბამება ენერგიის ნაკადს 0,00146 სამ. მანათობელი ნაკადი 1-ში მე ვარ, რომელიც წარმოიქმნება სხვადასხვა ტალღის სიგრძის რადიაციის შედეგად λ , შეესაბამება ენერგიის ნაკადს

ფ e = 0.00146/ ვ(λ ), სამ,

იმათ. ერთი მე ვარ = 0,00146 სამ.

განათება ე- მნიშვნელობა ჭრილობა მანათობელი ნაკადის თანაფარდობით ფინციდენტი ზედაპირზე, ტერიტორიაზე სეს ზედაპირი:

ე = ფ/ს, ფუფუნება (კარგი).

1 კარგი- ზედაპირის განათება, 1-ზე მ 2, რომელშიც მანათობელი ნაკადი მოდის 1-ში მე ვარ (1კარგი = 1 მე ვარ/მ 2). განათების გაზომვისთვის გამოიყენება მოწყობილობები, რომლებიც ზომავენ ოპტიკური გამოსხივების ნაკადს ყველა მიმართულებით - ლუქსმეტრები.

სიკაშკაშე რმანათობელი ზედაპირის C (ნათება) გარკვეული მიმართულებით φ არის სიდიდე, რომელიც ტოლია მანათობელი ინტენსივობის თანაფარდობას. მეამ მიმართულებით მოედნისკენ სმანათობელი ზედაპირის პროექცია პერპენდიკულარულ სიბრტყეზე ამ მიმართულებას:

რ C= მე/(ს cos φ ), (cd/მ 2).

ზოგადად, სინათლის წყაროების სიკაშკაშე განსხვავებულია სხვადასხვა მიმართულებები. წყაროებს, რომელთა სიკაშკაშე ყველა მიმართულებით ერთნაირია, ეწოდება ლამბერტიანული ან კოსინუსი, ვინაიდან ასეთი წყაროს ზედაპირის ელემენტის მიერ გამოსხივებული მანათობელი ნაკადი პროპორციულია cosφ-ის. ამ მდგომარეობას მკაცრად აკმაყოფილებს მხოლოდ აბსოლუტურად შავი სხეული.

ნებისმიერი ფოტომეტრი შეზღუდული ხედვის კუთხით არის არსებითად განათების მრიცხველი. სპექტრული და სივრცითი განაწილებასიკაშკაშე და განათება საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ ყველა სხვა ფოტომეტრიული რაოდენობა ინტეგრაციის გზით.

ტესტის კითხვები:

1. რა არის ფიზიკური მნიშვნელობა აბსოლუტური მაჩვენებელი

საშუალების რეფრაქცია?

2. რა არის შედარებითი მაჩვენებელირეფრაქცია?

3. რა პირობით შეინიშნება მთლიანი ანარეკლი?

4. როგორია სინათლის გიდების მუშაობის პრინციპი?

5. რა არის ფერმას პრინციპი?

6. რა განსხვავებაა ენერგიისა და სინათლის სიდიდეებს შორის ფოტომეტრიაში?