Para avaliar a energia da radiação e seu efeito nos receptores de radiação, que incluem dispositivos fotoelétricos, receptores térmicos e fotoquímicos, bem como o olho, são utilizadas quantidades de energia e luz.

As quantidades de energia são as características da radiação óptica em relação a toda a faixa óptica.

Olho por muito tempo era o único receptor de radiação óptica. Por isso, desenvolveu-se historicamente de modo que pela qualidade e quantificação Para a parte visível da radiação, são usadas quantidades de luz (fotométricas) que são proporcionais às quantidades de energia correspondentes.

Acima, foi dado o conceito de fluxo de radiação referente a toda a faixa óptica. O valor que no sistema de quantidades de luz corresponde ao fluxo de radiação,

é o fluxo luminoso Ф, ou seja, a potência de radiação estimada por um observador fotométrico padrão.

Vamos considerar as quantidades de luz e suas unidades, e então encontraremos a conexão dessas quantidades com as de energia.

Para avaliar duas fontes de radiação visível, sua luminescência é comparada na direção da mesma superfície. Se o brilho de uma fonte for tomado como unidade, então, comparando o brilho da segunda fonte com a primeira, obtemos um valor chamado intensidade luminosa.

NO sistema internacional A unidade SI para a unidade de intensidade luminosa é a candela, cuja definição foi aprovada pela XVI Conferência Geral (1979).

Candela - o poder da luz em por esta direção uma fonte que emite radiação monocromática com uma frequência de Hz, cuja intensidade de energia nessa direção é

Intensidade da luz ou densidade angular fluxo luminoso,

onde é o fluxo luminoso em uma determinada direção dentro de um ângulo sólido

Um ângulo sólido é uma parte do espaço limitada por uma superfície cônica arbitrária. Se uma esfera é descrita do topo desta superfície a partir do centro, então a área da seção da esfera cortada pela superfície cônica (Fig. 85) será proporcional ao quadrado do raio da esfera:

O coeficiente de proporcionalidade é o valor do ângulo sólido.

A unidade do ângulo sólido é o esterradiano, que é igual ao ângulo sólido com o vértice no centro da esfera, que corta uma área na superfície da esfera, igual à área quadrado com lado igual ao raio esferas. esfera cheia forma um ângulo sólido

Arroz. 85. Ângulo sólido

Arroz. 86. Radiação em um ângulo sólido

Se a fonte de radiação estiver no topo da linha cone circular, então o ângulo sólido alocado no espaço é limitado pela cavidade interna deste superfície cônica. Conhecendo o valor do ângulo plano entre o eixo e a geratriz da superfície cônica, é possível determinar o ângulo sólido correspondente.

Vamos destacar no ângulo sólido um ângulo infinitamente pequeno que corta uma seção anular infinitamente estreita na esfera (Fig. 86). Este caso pertence à distribuição axissimétrica de intensidade luminosa mais frequentemente encontrada.

A área da seção anular onde a distância do eixo do cone ao anel estreito de largura

De acordo com a fig. onde é o raio da esfera.

Portanto, onde

Ângulo sólido correspondente a um ângulo plano

Para um hemisfério, o ângulo sólido para uma esfera é

Da fórmula (160) segue-se que o fluxo luminoso

Se a intensidade da luz não mudar ao se mover de uma direção para outra, então

De fato, se uma fonte de luz com intensidade luminosa é colocada no vértice de um ângulo sólido, então o mesmo fluxo luminoso entra em qualquer área delimitada por uma superfície cônica que singulariza esse ângulo sólido no espaço. Então, como mostra a experiência, o grau de iluminação dessas áreas é inversamente proporcional aos quadrados dos raios dessas esferas e é diretamente proporcional ao tamanho das áreas.

Assim, a seguinte igualdade é válida: ou seja, fórmula (165).

A justificativa acima da fórmula (165) é válida apenas quando a distância entre a fonte de luz e a área iluminada é suficientemente grande em comparação com o tamanho da fonte e quando o meio entre a fonte e a área iluminada não absorve ou espalha energia luminosa .

A unidade de fluxo luminoso é o lúmen (lm), que é o fluxo dentro de um ângulo sólido quando a intensidade luminosa de uma fonte localizada no topo do ângulo sólido é igual a

A iluminação da área normal aos raios incidentes é determinada pela razão que é chamada de iluminação E:

A fórmula (166), assim como a fórmula (165), ocorre sob a condição de que a intensidade luminosa I não mude ao se mover de uma direção para outra dentro de um determinado ângulo sólido. Caso contrário, esta fórmula será válida apenas para uma área infinitamente pequena

Se os raios incidentes formarem ângulos com a normal à área iluminada, então as fórmulas (166) e (167) mudarão, pois a área iluminada aumentará. Como resultado, obtemos:

Quando o local é iluminado por várias fontes, sua iluminação

onde o número de fontes de radiação, ou seja, a iluminação total é igual à soma das iluminações recebidas pelo local de cada fonte.

A unidade de iluminação é a iluminação do local quando o fluxo de luz incide sobre ele (o local é normal aos raios incidentes). Esta unidade é chamada de lux

Se as dimensões da fonte de radiação não podem ser desprezadas, então para resolver uma série de problemas é necessário conhecer a distribuição do fluxo de luz dessa fonte sobre sua superfície. A razão do fluxo luminoso que emana de um elemento de superfície para a área desse elemento é chamada de luminosidade e é medida em lúmens por metro quadrado A luminosidade também caracteriza a distribuição do fluxo de luz refletido.

Então a luminosidade

onde é a área da superfície da fonte.

A razão entre a intensidade luminosa em uma determinada direção e a área de projeção de uma superfície luminosa em um plano perpendicular a essa direção é chamada de brilho.

Portanto, o brilho

onde é o ângulo entre a normal ao local e a direção da intensidade da luz

Substituindo na fórmula (172) o valor [ver fórmula (160)), obtemos que o brilho

Da fórmula (173) segue-se que o brilho é a segunda derivada do fluxo em relação ao ângulo sólido para a área.

A unidade de brilho é a candela por metro quadrado.

A densidade superficial da energia luminosa da radiação incidente é chamada de exposição:

NO caso Geral a iluminação incluída na fórmula (174) pode mudar ao longo do tempo

A exposição tem um grande valor prático, por exemplo, em fotografia e é medido em lux-segundos

As fórmulas (160) - (174) são usadas para calcular as quantidades de luz e energia, em primeiro lugar, para radiação monocromática, ou seja, radiação com um determinado comprimento de onda e, em segundo lugar, na ausência de consideração para a distribuição espectral de radiação, que, como um regra, ocorre em dispositivos ópticos visuais.

A composição espectral da radiação - a distribuição da potência da radiação sobre os comprimentos de onda tem grande importância para calcular as quantidades de energia ao usar receptores de radiação seletiva. Para esses cálculos, foi introduzido o conceito de densidade espectral do fluxo de radiação [ver. fórmulas (157)-(159)].

Em uma faixa limitada de comprimentos de onda, respectivamente, temos:

As quantidades de energia definidas pelas fórmulas também se aplicam à parte visível do espectro.

As principais grandezas fotométricas e energéticas que determinam suas fórmulas e unidades de acordo com o sistema SI são apresentadas na Tabela. 5.

1. Fluxo de radiação. O conceito do espectro de radiação eletromagnética. O princípio de medir a distribuição do fluxo ao longo do espectro. Quantidades de energia.

Fluxo (potência) de radiação (F) yavl. a quantidade principal no sistema de energia de medições. A potência (ou fluxo) de radiação é considerada a energia transferida por unidade de tempo. O valor de F é expresso em watts (W).

Faixa de ondas eletromagnéticas hesitação, s. na natureza, é bastante amplo e se estende de frações de angstrom a um quilômetro.
Espectro de radiação eletromagnética, mícrons

Raios gama _____________________________________ menos de 0,0001

Raios-X _______________________________ 0,01-0,0001

Raios ultravioleta ____________________________ 0,38-0,01

Luz visível __________________________________________ 0,78-0,38

Raios infravermelhos ________________________________1000-0,78

Ondas de rádio __________________________________________________ mais de 1000

Apenas parte do espectro pertence à região óptica radiação eletromagnética com um intervalo de comprimento de onda de λmin = 0,01 µm a λmax = 1000 µm. Essa radiação é criada como resultado da excitação eletromagnética de átomos, vibracional e movimento rotativo moléculas.

NO espectro óptico três áreas principais podem ser distinguidas: ultravioleta, visível, infravermelho.

A radiação ultravioleta produz os fótons mais poderosos e tem um forte efeito fotoquímico.

Radiação luz visível, apesar do intervalo bastante estreito, permitem-nos ver toda a diversidade do mundo que nos rodeia. Bem bem olho humano praticamente não percebe a radiação com faixas extremas de comprimento de onda (elas têm um efeito fraco no olho), na prática, a luz visível é considerada radiação com uma faixa de comprimento de onda de 400-700 nm. Esta radiação tem um efeito fotofísico e fotoquímico significativo, mas inferior ao ultravioleta.

Os fótons têm a energia mínima de toda a região óptica do espectro radiação infra-vermelha. Para esta radiação har-mas efeito térmico e, em grande medida menor grau, fotofísica e fotoquímica. ação.

2. O conceito do receptor de radiação . Reações do receptor. Classificação dos receptores de radiação. Receptores lineares e não lineares. Sensibilidade espectral do receptor de radiação.

corpos em que tais transformações ocorrem sob a ação da radiação óptica, recebida em engenharia de iluminação nome comum "receptores de radiação"

Convencionalmente, os receptores de radiação são divididos em:

1. O receptor natural da radiação é o olho humano.

2. Materiais sensíveis à luz usados ​​para gravação óptica de imagens.

3. Os receptores também são elementos fotossensíveis medindo instrumentos(densitômetros, colorímetros)

A radiação óptica tem uma alta energia e, portanto, afeta muitas substâncias e corpos físicos.

Como resultado da absorção de luz em meios e corpos, linha inteira fenômenos (Figura 2.1, Sir 48)

Um corpo que absorveu radiação começa a se irradiar. Nesse caso, a radiação secundária pode ter uma faixa espectral diferente da absorvida. N-r, sob iluminação luz ultravioleta corpo emite luz visível.

A energia da radiação absorvida é convertida em energia elétrica, como no caso do efeito fotoelétrico, ou produz uma mudança propriedades elétricas material que ocorre em fotocondutores. Tais transformações são chamadas fotofísico.

Outro tipo de transformação fotofísica é a transição da energia da radiação em energia térmica. Este fenômeno encontrou aplicação em termoelementos usados ​​para medir a potência de radiação.

A energia da radiação é convertida em energia química. Ocorre uma transformação fotoquímica de uma substância que absorve luz. Esta conversão ocorre na maioria dos materiais fotossensíveis.

Os corpos em que tais transformações ocorrem sob a ação da radiação óptica receberam um nome comum na engenharia de iluminação. "receptores de radiação"

Receptores lineares não lineares???????????????????

Sensibilidade espectral do receptor de radiação.

Sob a ação da radiação óptica no receptor, ocorre uma transformação fotoquímica e fotofísica, alterando as propriedades do receptor de uma determinada maneira.

Essa mudança é chamada de resposta útil do receptor.

No entanto, nem toda a energia da radiação incidente é gasta em uma reação útil.

Parte da energia dos receptores não é absorvida e, portanto, não pode causar uma reação. A energia absorvida também não é totalmente convertida em útil. Por exemplo, além da transformação fotoquímica, pode ocorrer aquecimento do receptor. Praticamente usado parte da energia chamada. útil, e a parte praticamente usada da potência de radiação (fluxo de radiação Ф) é o fluxo efetivo Ref.

A razão do fluxo efetivo Ref para o fluxo de radiação incidente no receptor

chamado sensibilidade do receptor.

Para a maioria dos receptores, a sensibilidade espectral depende do comprimento de onda.

Sλ= сРλ eff/Фλ e Рλ eff=КФλSλ

As quantidades são chamadas Фλ e Рλ, respectivamente, o fluxo de radiação monocromática e o fluxo efetivo monocromático, e Sλ é a sensibilidade espectral monocromática.

Conhecendo a distribuição de potência no espectro Ф(λ) para a radiação incidente no receptor e a sensibilidade espectral do receptor S(λ), é possível calcular o fluxo efetivo pela fórmula – Реф=К ∫ Ф(λ )S(λ)dλ

A medição refere-se a uma faixa de ∆λ limitada pela resposta espectral do receptor ou pela faixa espectral da medição.

3.Características do olho como receptor. Fluxo de luz. Sua conexão com o fluxo de radiação. curva de visibilidade. A diferença entre luz e energia flui na faixa de 400-700 nm.
Características do olho como receptor.

O aparelho visual consiste em um receptor de radiação (olhos), nervos ópticos e áreas visuais do cérebro. Nessas zonas, os sinais que se formam nos olhos e entram pelos nervos ópticos são analisados ​​e convertidos em imagens visuais.

O receptor de radiação consiste em dois globos oculares, cada um dos quais, com a ajuda de seis músculos externos, pode girar facilmente na órbita tanto no plano horizontal quanto no vertical. Ao examinar um objeto, os olhos se movem abruptamente, fixando-se alternadamente vários pontos objeto. Este movimento é de natureza vetorial, ou seja, a direção de cada salto é determinada pelo objeto em consideração. A velocidade do salto é muito alta e os pontos de fixação, onde o olho para por 0,2-0,5 s, estão localizados principalmente nas bordas dos detalhes, onde há diferenças de brilho. Durante as "paradas" o olho não está em repouso, mas faz micro-movimentos rápidos em relação ao ponto de fixação. Apesar dessas microssacadas, nos pontos de fixação, a área observada do objeto é focada na fóvea central da retina sensível à luz dos olhos.

Fig.2.4 (Seção horizontal do olho) p.56

Fluxo de luz(F) Por fluxo luminoso, em geral, entenda o poder da radiação, estimado pelo seu efeito sobre o olho humano. A unidade de fluxo luminoso é o lúmen (lm).

A ação do fluxo de luz sobre o olho causa sua certa reação. Dependendo do nível de ação do fluxo de luz, funciona um ou outro tipo de receptores oculares sensíveis à luz, chamados de bastonetes ou cones. Em condições nível baixo iluminação (por exemplo, à luz da lua), o olho vê os objetos ao redor devido aos bastonetes. No níveis altos iluminação, o aparelho de visão diurna começa a funcionar, pelo qual os cones são responsáveis.

Além disso, os cones são divididos em três grupos de acordo com sua substância sensível à luz com sensibilidade diferente em várias áreas espectro. Portanto, ao contrário dos bastonetes, eles reagem não apenas ao fluxo de luz, mas também à sua composição espectral.

A este respeito, podemos dizer que a ação da luz é bidimensional. Característica quantitativa reações oculares associadas ao nível de iluminação, chamado. leve. A característica de qualidade associada Niveis diferentes reações de três grupos de cones, chamado cromaticidade.

Uma característica importante curva de distribuição yavl da sensibilidade espectral relativa do olho (eficiência luminosa espectral relativa) à luz do dia νλ =f(λ) Fig.1.3 p.9

Na prática, foi estabelecido que em condições de luz do dia o olho humano tem sensibilidade máxima à radiação com Lamda = 555 nm (V555 = 1). Ao mesmo tempo, cada unidade de fluxo luminoso com F555 tem uma potência de radiação Ф555 = 0,00146W . A razão do fluxo luminoso F555 para Ф555 é chamada eficiência de luz espectral.
K= F555/F555=1/0,00146=680 (lm/W)

Ou para qualquer comprimento de onda de radiação na faixa visível K=const:

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

Usando a fórmula (1), é possível estabelecer uma relação entre o fluxo luminoso e o fluxo de radiação.

Fλ = 680 * Vλ * Фλ

Para radiação integrada

F= 680 ∫ Vλ Фλ dλ

4. Fluxo fotoativo. Informação geral sobre fluxo eficiente. Fluxos monocromáticos e integrais. Actinismo .

Dois tipos de fluxos efetivos são usados ​​em engenharia de iluminação e tecnologia de reprodução: luz F e fotoactínica A.

O fluxo luminoso está relacionado com a potência (fluxo de radiação Ф) pela seguinte expressão:

F=680 ∫ Ф(λ) V(λ) dλ

400 nm
onde Ф(λ) é a distribuição da potência de radiação no espectro, V(λ) é a curva de eficiência luminosa espectral relativa (curva de visibilidade) e 680 é o coeficiente que permite passar de watts para lumens. É chamado de equivalente de fluxo luminoso e é expresso em lm/W.

Se o fluxo luminoso incidir em qualquer superfície, sua densidade superficial é chamada de iluminância. A iluminação E está relacionada ao fluxo luminoso pela fórmula

Onde Q é a área em m A unidade de iluminação é lux (kl)

Para materiais sensíveis à luz e fotodetectores de dispositivos de medição, use fluxo fotoactínicoUMA. Este é o fluxo eficiente definido pela expressão
A = ∫ Ф (λ) S (λ) dλ

Se a faixa espectral na qual a medição é feita é limitada pelos comprimentos de onda λ1 e λ2, então a expressão para fluxo fotoactínico tomará a forma

A \u003d ∫ F (λ) * S (λ) dλ

λ1
A unidade de medida A depende da unidade de medida da sensibilidade espectral. Se Sλ é valor relativo, e é medido em watts. Se Sλ tem dimensão, e.

m /J, isso afetará a dimensão do fluxo fotoactínico

Densidade superficial do fluxo fotoactínico na superfície iluminada actinicidade de radiação nazuma, uma= dA/ dQ

Se a superfície do receptor estiver iluminada uniformemente, então a=A/Q.

Para radiação monocromática.

Fλ = 680 * Vλ * Фλ

Para radiação integrada

F= 680 ∫ Vλ Фλ dλ

Actinismo- iluminação analógica. Sua unidade de medida depende da dimensão A

Se A - W, então a-W / m

Fig.2.2 página 52

Quanto maior a actinidade da radiação, mais eficientemente a energia da radiação é usada e mais, com outros condições iguais, a resposta do receptor será útil.

Para atingir a actinicidade máxima, é desejável que a sensibilidade espectral máxima do receptor e a potência máxima de radiação caiam nas mesmas zonas do espectro. Essa consideração orienta a seleção de uma fonte de luz para obter imagens em um tipo específico de materiais sensíveis à luz.

Por exemplo, o processo de cópia.

As camadas de cópia usadas para fazer chapas de impressão são sensíveis à radiação ultravioleta e azul-violeta. Para a radiação de outras zonas espectro visível eles não reagem. Portanto, para realizar o processo de cópia, eles usam

Lâmpadas de iodetos metálicos, ricas em radiação de espectro ultravioleta e azul.

Figura 2.3. Página 53 manual

5. Temperatura de cor. Curvas de luminosidade de um corpo negro absoluto em temperaturas diferentes. O conceito de uma curva normalizada. Definição do termo "temperatura de cor". Mudança de direção na cor da radiação com uma mudança na temperatura de cor.

Temperatura de cor significa a temperatura em kelvins de um corpo completamente preto, na qual a radiação tem a mesma cor que a que está sendo considerada. Para lâmpadas incandescentes com filamento de tungstênio, a distribuição espectral da radiação é proporcional à distribuição espectral da radiação de um corpo completamente negro na faixa de comprimento de onda de 360-1000 nm. Para cálculo composição espectral radiação de corpo negro para um determinado temperatura absoluta aquecendo, você pode usar a fórmula de Planck:

e -5 s 2 / λ t

Rλ \u003d C1 λ (e -1)
uh

Onde Rλ é a luminosidade da energia espectral, C1 e C2 são constantes, e é a base logaritmos naturais, temperatura T-absoluta, K

Experimentalmente, a temperatura de cor é determinada pelo valor da relação azul-vermelho das actinicidades. Actinicidade-iluminância, eficaz em relação ao fotodetector:

Аλ = Фλ Sλ / Q = Eλ Sλ
Onde Ф é o fluxo radiante, Sλ é a sensibilidade do fotodetector, Qλ é sua área

Se um medidor de luz é usado como um fotodetector, então a actinicidade é a iluminação determinada quando a fotocélula é blindada com filtros de luz azul e vermelha.

Tecnicamente, a medição é feita da seguinte forma.

A fotocélula do medidor de luz é blindada alternadamente por filtros de luz azul e vermelho especialmente selecionados. Os filtros de luz devem ser zonais e ter a mesma multiplicidade na zona de transmissão. O galvanômetro luxímetro determina a iluminação da fonte medida para cada um dos filtros. Calcule a razão azul-vermelho usando a fórmula

K \u003d Ac / Ak \u003d Es / Ek

SCHEDULE página 6 escravo de laboratório

Фλ. Para fazer isso, de acordo com a fórmula de Planck, os valores do espectro luminosidade de energia. Em seguida, a função resultante é normalizada. O racionamento consiste em uma diminuição ou aumento proporcional em todos os valores de tal forma

de modo que a função passe por um ponto com coordenadas λ= 560nm, lg R560 =2.0

ou λ= 560 nm, R560 rel = 100 Neste caso, considera-se que cada valor se refere ao intervalo espectral ∆λ correspondente à etapa de cálculo.

∆λ=10 nm, luminosidade 100 W*m corresponde a um comprimento de onda de 560 nm na faixa de comprimento de onda de 555-565 nm.

Fig 1.2 Página 7 escravo do laboratório

Usando a função de dependência espectral Rλ = f λ, pode-se encontrar as funções E λ = Фλ = f λ Para fazer isso, use as fórmulas

E-iluminação, R-luminosidade, F- fluxo de energia, Q- área
6. Fonte de luz. suas características espectrais. Classificação das fontes de luz de acordo com o tipo de radiação. Fórmula de Planck e Wien.
7. Propriedades fotométricas de fontes de radiação. Classificação por quantidades geométricas: fontes de luz pontuais e estendidas, corpo fotométrico.

Dependendo da proporção das dimensões do emissor e sua distância ao ponto estudado do campo, as fontes de radiação podem ser divididas em 2 grupos:

1) fontes pontuais de radiação

2) uma fonte de dimensões finitas (fonte linear) Uma fonte de radiação cujas dimensões são significativamente menos distância ao ponto em estudo são chamados de ponto. Na prática, considera-se como fonte pontual aquela cujo tamanho máximo é pelo menos 10 vezes menor que a distância até o receptor de radiação. Para tais fontes de radiação, a lei do inverso do quadrado da distância é observada.

E=I/r 2 cosseno alfa, onde alfa=ângulo entre o feixe de luz e a perpendicular à superfície C.

Se a partir do ponto em que a fonte pontual de radiação está localizada para colocar de lado em várias direções espaço são vetores de intensidade de radiação unitária e desenhamos uma superfície através de suas extremidades, então obtemos um CORPO FOTOMÉTRICO da intensidade de radiação da fonte. Tal corpo caracteriza completamente a distribuição do fluxo de radiação de uma determinada fonte no espaço circundante

8. Conversão de radiação por meios ópticos. Características de conversão de radiação: coeficientes de luz, multiplicidades, densidades ópticas, a relação entre eles. Filtros Definição do termo. Curva espectral como característica de filtro universal.

Quando o fluxo de radiação Ф0 atinge o corpo real(meio óptico), parte de seu Ф(ro) é refletida pela superfície, parte de Ф(alfa) é absorvida pelo corpo e parte de Ф(tau) passa por ele. capacidade corporal ( ambiente óptico) para tal transformação é caracterizada pelo coeficiente de reflexão ro=Fro/Ф0, o coeficiente tau=Ftau/Ф0.

Se os coeficientes são determinados pela conversão de fluxos de luz (F, lm), então eles são chamados de luz (fotométrico)

Rosv \u003d Fo / Fo; Alphasw=Falpha/F®; tausv=Ftau/F®

Para coeficientes ópticos e de luz, é verdade que sua soma é 1,0 (po + alfa + tau \u003d 1)

Existem mais dois tipos de coeficientes - monocromáticos e zonais. Os primeiros avaliam o efeito do meio óptico na radiação monocromática com comprimento de onda lambda.

Os coeficientes zonais estimam a conversão da radiação emprestada das zonas do espectro (azul com delta lambda = 400-500 nm, verde com delta lambda = 500-600 nm e vermelho com delta lambda = 600-700 nm)

9. Lei de Bouguer-Lambert-Beer. Quantidades vinculadas por lei. Aditividade de densidades ópticas como principal conclusão da lei de Bouguer-Lambert-Beer. Indicadores de dispersão de luz, turbidez do meio. Tipos de dispersão de luz.

F 0 /F t = 10 kl , taxa de absorção de k. Beer descobriu que o índice de absorção também depende da concentração da substância absorvente de luz c, k \u003d Xc, x é o índice de absorção molar, expresso como o recíproco da espessura da camada que atenua a luz em 10 vezes em uma concentração de substância absorvente de luz nele 1 mol / l.

A equação final que expressa a lei Bouguer-Lambert-Beer é assim: F0 / Ft \u003d 10 elevado a Xc1

O fluxo luminoso transmitido pela camada está relacionado com a diminuição exponencial do fluxo através do índice de absorção molar, da espessura da camada e da concentração da substância absorvedora de luz. Decorre da lei considerada significado físico conceitos de densidade óptica. Integrando a expressão Ф0/Фт=10 à potência Xc1

Obtemos D \u003d X * s * l, aqueles. Densidade ótica ambiente depende de sua natureza, é proporcional à sua espessura e à concentração de absorção de luz in-va. Como a lei de Bouguer-Lambert-Beer caracteriza a fração de luz absorvida através da fração de luz transmitida, ela não leva em consideração a luz refletida e espalhada. Além disso, a relação resultante expressando a lei de Bouger-Lambert-Beer é válida apenas para meios homogêneos e não leva em consideração a perda de reflexão da luz da superfície dos corpos. O desvio da lei leva à não aditividade dos meios ópticos.

O suficiente é usado para quantificar a radiação. círculo largo quantidades, que podem ser condicionalmente divididas em dois sistemas de unidades: energia e luz. Neste caso, as grandezas de energia caracterizam a radiação relativa a toda a região óptica do espectro, e as grandezas de iluminação - a radiação visível. As quantidades de energia são proporcionais às quantidades de iluminação correspondentes.

A quantidade principal em sistema de energia, que permite julgar a quantidade de radiação, é fluxo de radiação Ph, ou poder de radiação, ou seja quantidade de energia C, irradiado, transportado ou absorvido por unidade de tempo:

O valor Fe é expresso em watts (W). - unidade de energia

Na maioria dos casos, eles não levam em conta a natureza quântica do aparecimento da radiação e a consideram contínua.

Uma característica qualitativa da radiação é a distribuição do fluxo de radiação ao longo do espectro..

Para radiações de espectro contínuo, o conceito é introduzido densidade espectral do fluxo de radiação (  ) - a relação entre a potência de radiação atribuível a uma determinada seção estreita do espectro para a largura desta seção (Fig. 2.2). Para uma faixa espectral estreita d o fluxo de radiação é dФ  . A ordenada mostra as densidades espectrais do fluxo de radiação   = dФ  /d , portanto, o fluxo é representado pela área de uma seção elementar do gráfico, ou seja,

Figura 2.2 - Dependência da densidade de fluxo espectral   radiação do comprimento de onda 

E Se o espectro de emissão estiver dentro dos limites de  1 antes da  2 , então a magnitude do fluxo de radiação

Debaixo fluxo luminoso F, no caso geral, entender o poder da radiação, estimado pelo seu efeito no olho humano. A unidade de fluxo luminoso é lúmen (lm). - unidade de iluminação

A ação do fluxo de luz sobre o olho causa sua certa reação. Dependendo do nível de ação do fluxo de luz, funciona um ou outro tipo de receptores oculares sensíveis à luz, chamados de bastonetes ou cones. Em condições de pouca luz (por exemplo, à luz da lua), o olho vê os objetos ao redor devido aos bastonetes. Em altos níveis de iluminação, o aparelho de visão diurna, pelo qual os cones são responsáveis, começa a funcionar.

Além disso, os cones são divididos em três grupos de acordo com sua substância sensível à luz com sensibilidade diferente em diferentes regiões do espectro. Portanto, ao contrário dos bastonetes, eles reagem não apenas ao fluxo de luz, mas também à sua composição espectral.

Nesse sentido, pode-se dizer que ação leve bidimensional.

A característica quantitativa da reação do olho associada ao nível de iluminação é chamada leveza. A característica qualitativa associada ao diferente nível de reação dos três grupos de cones é chamada cromaticidade.

O poder da luz (EU). Na tecnologia de iluminação, esse valor é tomado como básico. Esta escolha não tem fundamento fundamental, mas é feita por razões de conveniência, uma vez que A intensidade da luz não depende da distância.

O conceito de intensidade luminosa refere-se apenas a fontes pontuais, ou seja, a fontes cujas dimensões são pequenas em comparação com a distância delas à superfície iluminada.

A intensidade luminosa de uma fonte pontual em uma determinada direção é por unidade de ângulo sólido  fluxo de luz F emitido por esta fonte em uma determinada direção:

eu =F/Ω

Energia intensidade luminosa é expressa em watts por esterradiano ( Ter/Qua).

Por iluminação unidade de intensidade luminosa é aceita candela(cd) é a intensidade luminosa de uma fonte pontual que emite um fluxo luminoso de 1 lm, distribuído uniformemente dentro de um ângulo sólido de 1 esterradiano (sr).

Um ângulo sólido é uma parte do espaço limitada por uma superfície cônica e um contorno curvilíneo, não passando pelo vértice do canto (Fig. 2.3). Quando uma superfície cônica é comprimida, as dimensões da área esférica tornam-se infinitamente pequenas. O ângulo sólido neste caso também se torna infinitesimal:

Figura 2.3 - Para a definição do conceito de "ângulo sólido"

Iluminação (E). Sob iluminação energética E uh Entenda o fluxo de radiação unidade de área superfície iluminada Q:

A iluminação de energia é expressa em P/m 2 .

Iluminação de luz E expresso pela densidade de fluxo de luz F na superfície ilumina (Fig. 2.4):

Para a unidade de iluminação de luz é tomada luxo, ou seja a iluminação de uma superfície que recebe um fluxo luminoso de 1 lm distribuído uniformemente sobre ela em uma área de 1 m 2.

Entre outras grandezas utilizadas na engenharia de iluminação, destacam-se energia radiação Cuh ou energia luminosa C, assim como a energia Não ou luz H exposição.

Os valores We e W são determinados pelas expressões

Onde são, respectivamente, as funções de alterar o fluxo de radiação e o fluxo luminoso no tempo. We é medido em joules ou Ws, um C – em lm s.

Debaixo energia H uh ou exposição à luz Compreendo densidade superficial energia de radiação C uh ou energia luminosa C respectivamente na superfície iluminada.

Aquilo é luzese euexposição Hé o produto da iluminação E, criado pela fonte de radiação, por um tempo t ação desta radiação.

Para quantificar a radiação, é usada uma gama bastante ampla de quantidades, que podem ser condicionalmente divididas em dois sistemas de unidades: energia e luz. Neste caso, as grandezas de energia caracterizam a radiação relativa a toda a região óptica do espectro, e as grandezas de iluminação caracterizam a radiação visível. As quantidades de energia são proporcionais às quantidades de iluminação correspondentes.

A principal quantidade no sistema de energia, que permite julgar a quantidade de radiação, é fluxo de radiação Ph, ou poder de radiação, ou seja quantidade de energia C, irradiado, transportado ou absorvido por unidade de tempo:

O valor Fe é expresso em watts (W). - unidade de energia

Na maioria dos casos, eles não levam em conta a natureza quântica do aparecimento da radiação e a consideram contínua.

Uma característica qualitativa da radiação é a distribuição do fluxo de radiação ao longo do espectro..

Para radiações de espectro contínuo, o conceito é introduzido densidade espectral do fluxo de radiação (j l)- a relação entre a potência de radiação atribuível a uma determinada seção estreita do espectro para a largura desta seção (Fig. 2.2). Para uma faixa espectral estreita dl o fluxo de radiação é dl . A ordenada mostra as densidades espectrais do fluxo de radiação j l = dФ l /dl, portanto, o fluxo é representado pela área de uma seção elementar do gráfico, ou seja,

Se o espectro de emissão estiver dentro dos limites de l 1 antes da l 2, então a magnitude do fluxo de radiação

Debaixo fluxo luminoso F, no caso geral, entender o poder da radiação, estimado pelo seu efeito no olho humano. A unidade de fluxo luminoso é lúmen (lm). - unidade de iluminação

A ação do fluxo de luz sobre o olho causa sua certa reação. Dependendo do nível de ação do fluxo de luz, funciona um ou outro tipo de receptores oculares sensíveis à luz, chamados de bastonetes ou cones. Em condições de pouca luz (por exemplo, à luz da lua), o olho vê os objetos ao redor devido aos bastonetes. Em altos níveis de iluminação, o aparelho de visão diurna, pelo qual os cones são responsáveis, começa a funcionar.

Além disso, os cones são divididos em três grupos de acordo com sua substância sensível à luz com sensibilidade diferente em diferentes regiões do espectro. Portanto, ao contrário dos bastonetes, eles reagem não apenas ao fluxo de luz, mas também à sua composição espectral.

Nesse sentido, pode-se dizer que ação leve bidimensional.

A característica quantitativa da reação do olho associada ao nível de iluminação é chamada leveza. A característica qualitativa associada ao diferente nível de reação dos três grupos de cones é chamada cromaticidade.

Intensidade da luz (I). Na tecnologia de iluminação, esse valor é tomado como básico. Esta escolha não tem fundamento fundamental, mas é feita por razões de conveniência, uma vez que A intensidade da luz não depende da distância.

O conceito de intensidade luminosa refere-se apenas a fontes pontuais, ou seja, a fontes cujas dimensões são pequenas em comparação com a distância delas à superfície iluminada.

A intensidade luminosa de uma fonte pontual em uma determinada direção é por unidade de ângulo sólido C fluxo de luz F emitido por esta fonte em uma determinada direção:

I = F / Ω

Energia intensidade luminosa é expressa em watts por esterradiano ( Ter/Qua).

Por iluminação unidade de intensidade luminosa é aceita candela(cd) é a intensidade luminosa de uma fonte pontual que emite um fluxo luminoso de 1 lm, distribuído uniformemente dentro de um ângulo sólido de 1 esterradiano (sr).

Um ângulo sólido é uma parte do espaço limitada por uma superfície cônica e um contorno curvilíneo fechado que não passa pelo vértice do ângulo (Fig. 2.3). Quando uma superfície cônica é comprimida, as dimensões da área esférica tornam-se infinitamente pequenas. O ângulo sólido neste caso também se torna infinitesimal:

Figura 2.3 - Para a definição do conceito de "ângulo sólido"

Iluminação (E). Sob iluminação energética E e Entenda o fluxo de radiação unidade de área superfície iluminada Q:

A iluminação de energia é expressa em P/m 2.

Iluminação de luz E expresso pela densidade do fluxo de luz F na superfície ilumina (Fig. 2.4):

Para a unidade de iluminação de luz é tomada luxo, ou seja a iluminação de uma superfície que recebe um fluxo luminoso de 1 lm distribuído uniformemente sobre ela em uma área de 1 m 2.

Entre outras grandezas utilizadas na engenharia de iluminação, destacam-se energia radiação Nós ou energia luminosa C, assim como a energia Não ou luz H exposição.

Os valores We e W são determinados pelas expressões

onde são, respectivamente, as funções das variações do fluxo de radiação e do fluxo luminoso no tempo. We é medido em joules ou Ws, um C- em lm s.

Debaixo energia H e ou exposição à luz entender a densidade de energia de superfície da radiação Nós ou energia luminosa C respectivamente na superfície iluminada.

Aquilo é exposição à luz Hé o produto da iluminação E, criado pela fonte de radiação, por um tempo t ação desta radiação.