bannerka.ua

Природа и свойства света источника… — Часть 1

Природа и свойства света Источники света. Фотометрия (СР).

План

Источники света.

Фотометрия

Фотометрические величины

Законы фотометрии.

Развитие взглядов на природу света. Еще в XVII в. возникли две теории, по-разному описывали природу света. По корпускулярного теорией, которой придерживался Ньютон, свет — это поток частиц, движущихся от источника и при этом переносится вещество. По волновой теорией, которой руководствовался Гюйгенс, свет — это распространение волн в особом гипотетической среде — эфире. Максвелл и Герц обнаружили электромагнитную волновую природу света. О волновые свойства света свидетельствуют явления интерференции, дифракции и поляризации. Свет распространяется как волна, а излучается и поглощается как поток частиц (обнаруживает квантовые свойства). Двойственность свойств света (корпускулярных и волновых) — важная физическая характеристика электромагнитного излучения. Эти свойства описаны в современной физической теории — квантовой электродинамике.

Источники света. Электромагнитные волны возникают во время ускоренного движения заряженных частиц. Элементарные частицы, входящие в состав атома, переходя из возбужденного состояния в основное, излучают свет. При излучении атомы теряют энергию, поэтому непрерывное излучение возможно лишь тогда, когда их энергия пополняется извне. В зависимости от того, как это происходит, различают: тепловое излучение, электролюминесценции, катодолюминисценцию, хемилюминесценции, фотолюминесценцию. Тепловое излучение наблюдается тогда, когда затраты энергии атомов в процессе излучения компенсируются за счет энергии их теплового движения. Во время столкновений часть кинетической энергии атомов превращается в энергию их возбуждения. Тело становится источником видимого теплового излучения только при некоторой высокой температуре. Источниками теплового излучения являются, например, Солнце, звезды, электрическая лампочка.

Электролюминесценции — это свечение газового разряда, когда кинетическая энергия электронов, движущихся в электрическом поле, в процессе неупругих столкновений с атомами, вызывает их возбуждение. Возбужденные таким образом атомы излучают электромагнитные волны, и поэтому наблюдается свечение во время газового разряда. Примером электролюминесценции является северное сияние, свечение рекламных трубок.

Катодолюминесценция называют явление свечения вещества (например свечение экранов электронно-лучевых трубок, телевизоров), которое возникает в результате бомбардировки их электронами или ионами.

Явление хемилюминесценции наблюдается тогда, когда часть энергии, выделяемой в ходе химических реакций, непосредственно превращается в световую. Источник света при этом остается холодным. Примером источника хемилюминесценции является свечение кусочков разложившийся дерева, насекомых (например, светлячка), участков тела глубинных рыб и т. п..

Явление фотолюминесценции состоит в том, что некоторые тела под действием облучения сами начинают излучать в отличие от большинства тел, которые только отражают и частично поглощают свет. Свет, который излучает источник фотолюминесценции, обычно имеет меньшую частоту колебаний, чем свет, возбуждает свечение. Явление фотолюминесценции используется в лампах дневного света (они в два раза экономичнее, чем обычные лампы накаливания).

2. Фотометрия — Это раздел оптики, в котором изучаются методы и приемы измерения энергии и связанных с ней характеристик электромагнитного излучения оптического диапазона по его химической, электрической, физиологической, тепловой и другими действиями.

В фотометрии введен ряд физических величин.

Важным свойством света является его способность действовать на глаз, создавая в нем зрительное ощущение. За счет зрительного ощущения человек больше по сравнению с другими органами чувств, получает информации о внешнем мире. Но человеческий глаз чувствует световое излучение ограниченного диапазона — 0,38-0,76 мкм, и уровень зрительной чувствительности, при одинаковой энергии, падающий зависит от длины волны.

Наиболее чувствительное глаз к зеленых лучей Природа и свойства света источника... - Часть 1 = 0,555 мкм. К концам видимого участка спектра чувствительность глаза падает до нуля. Между зрительным ощущением света и мощностью световой энергии, попадающего в глаз, нет прямой пропорциональной зависимости.

Введены два ряда физических фотометрических величин и два ряда физических единиц, которыми измеряются следующие величины.

В фотометрии в широком понимании к фотометрических физических величин добавляется слово «энергетический». В фотометрии в узком смысле только к некоторым фотометрических величин добавляется слово «световой».

Энергетическими фотометрическими величинами являются: энергетический поток Фе, энергетическая сила света / е, энергетическая освещенность Ее, энергетическая яркость Ве, энергетическая светимость Re. Световые фотометрические величины: световой поток Ф, сила света /, освещенность Е, яркость В, светимость R.

Определение соответствующих понятий фотометрических величин и математические соотношения между ними для обоих рядов одинаковы. Исключение составляет только поток световой энергии — основная величина в светотехнике и фотометрии, от которой зависят все другие фотометрические величины. Поток световой энергии — основное понятие, необходимое для оценки количества энергии, которая попадает в прибор или глаз.

Электромагнитная волна несет определенную энергию. Количество энергии, переносимое световыми волнами в единицу времени какую-нибудь площадку, называется потоком энергии излучения или энергетическим потоком. Измеряется энергетический поток в единицах мощности (в СИ в ваттах.).

Любая реальная световая волна е совокупностью волн различной длины в некотором интервале Природа и свойства света источника... - Часть 1. Такой интервал ограничен даже для фактически монохроматической волны (одноцветной). Определим распределение энергии по длинам волн для полной энергетической характеристики такого света.

Величина Природа и свойства света источника... - Часть 1, что равно мощности, отнесенной к единичному интервалу длин волн вблизи некоторой длины волны Природа и свойства света источника... - Часть 1, называется функцией распределения энергии по длинам волн: Природа и свойства света источника... - Часть 1 (1) где Природа и свойства света источника... - Часть 1 — Энергетический поток, который приходится на длину волны от Природа и свойства света источника... - Часть 1К Природа и свойства света источника... - Часть 1

Вид такой функции (рис. 1) зависит от тела, излучающего, и от условий излучения.

Энергетический поток, который переносят волны в интервале длин волн от Природа и свойства света источника... - Часть 1 к Природа и свойства света источника... - Часть 1, можно выразить интегралом (площадь фигуры ABCD, рис.1)

Полный энергетический поток, который переносится всеми волнами электромагнитного спектра от Природа и свойства света источника... - Часть 1К Природа и свойства света источника... - Часть 1 , будет Природа и свойства света источника... - Часть 1 (3)

Такая характеристика потока излучения не связана с приемником световой энергии. Считается, что приемник является универсальным и одинаково реагирует на разные длины волн (термоэлемент, болометр). Однако на практике очень часто используются приемники световой энергии, реакция которых зависит не только от энергии, которую приносит световая волна, но и от спектрального состава излучения. Такими селективными приемниками является фотопластинка, фотоэлементы, фотоумножители и особенно вида, которое играет чрезвычайно важную роль и при повседневном восприятии света и как приемник излучения во многих оптических приборах. Интенсивность ощущения зависит от чувствительности глаза к различным длин световых волн.

2. Для того чтобы установить связь интенсивности зрительного ощущения глаза с энергетическим потоком излучения, надо определить (экспериментальное) его относительную чувствительность до светло вых волн разной длины (относительную спектральную чувствительность). Поскольку бывают значительные разных людей, то приходится раз рассматривать среднюю чувствительность. На основе отклонения в чувствительности глаза у большого количества измерений относительной чувствительности глаза многих людей (за исключением лиц с явными дефектами зрения) было

Установлено спектральную относительную чувствительность среднего нормального глаза. Относительная чувствительность среднего нормального человеческого глаза к

Рис 1

Природа и свойства света источника... - Часть 1Природа и свойства света источника... - Часть 1

Рис.2

Излучение волн разной длины определяется кривой видности.

Наиболее чувствительное глаз к свету с длиной волны Природа и свойства света источника... - Часть 1 0,555 мкм (зеленая часть спектра). Функцию видности для этой длины волны взято равной единице. При одинаковом энергетическом потоке зрительное ощущение от всех других длин волн видимого спектра
будет меньше, а значит, световая мощность волн, определена глазом, меньше.

Числовые значения функции видности для. двух волн обратно порционные энергетическим потокам которые вызывают одинаковые по интенсивности зрительные ощущения

Природа и свойства света источника... - Часть 1

Так, например, Природа и свойства света источника... - Часть 1, = 0,2 означает, что для одинакового по силе зрительного ощущения по сравнению с длиной волны Природа и свойства света источника... - Часть 1 = 0,555 мкм (Природа и свойства света источника... - Часть 1 — = 1), энергетический поток волны Природа и свойства света источника... - Часть 1 должно быть в 5 раз больше. За пределами видимого спектра, Природа и свойства света источника... - Часть 1 = 0. Визуальное сравнение по яркости излучения отдаленных длин волн делать трудно, и поэтому для определения кривой видности применяют метод малых ступеней.
Международная осветительная комиссия (МОК) на основе приемника световой энергии среднего глаза установила новую характеристику по мощности излучения-световой поток, как поток излучения-
вания, оценивается по зрительным ощущениям. Световой поток равен произведению энергетического потока функцию вйдности.

Для интервала Природа и свойства света источника... - Часть 1Световой поток определяется как Природа и свойства света источника... - Часть 1 На основе равенства (1) запишем световой поток через функцию распределения энергии по длинам волн:

Природа и свойства света источника... - Часть 1 (4)

Полный световой поток через функцию видности и функцию распределения энергии в спектре для всех длин волн Природа и свойства света источника... - Часть 1 (5)

Интегрирование ведется в пределах от 0 до Природа и свойства света источника... - Часть 1, поскольку для всех длин волн, которые лежат вне видимым спектром, Природа и свойства света источника... - Часть 1. Световой поток определяет интенсивность зрительного ощущения, дающего свет определенной мощности и определенного спектрального состава.

Функция видности — величина безразмерная, и поэтому размерность светового потока совпадает с размерностью энергетического потока. Однако измеряется в люменах, тогда как энергетический поток — в ваттах.

3. Дадим определение световых фотометрических величин и назовем единицы измерения их. Параллельно установим и единицы энергетических фотометрических величин, которые будут определяться аналогичными формулами.

Сила света. Рассмотрим точечный источник света S (рис. 3), которое посылает лучи во все стороны. Практически это такой источник света, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до наблюдателя. Выделим бесконечно малый телесный угол dПрирода и свойства света источника... - Часть 1. Обозначим световой поток, который распространяется в рамках такого угла, Природа и свойства света источника... - Часть 1. Отношение Природа и свойства света источника... - Часть 1 (6) называется силой света источника в определенном направлении. Сила света численно равна световому потоку, который приходится на единичный телесный угол. Если точечный источник является изотропным, то есть световой поток ссылается источником равномерно во всех направлениях, тогда Ф — полный световой поток, который излучает точечный источник с силой света И во все стороны (W = 4лR 2)

Для таких источников силу света измеряют в разных направлениях и строят векторную диаграмму (индикатриса). Кривая, проведенная через концы векторов, отвечающих в определенном масштабе силе света в определенном на-направлении, дает представление о распределении силы света источника. Для неизотропних источников вводят понятие средней сферической силы, света / , определяемая соотношением Природа и свойства света источника... - Часть 1, где Ф — полный световой поток источника.

Природа и свойства света источника... - Часть 1Рис.3

Если источник света имеет значительные размеры, то можно говорить о силе света элемента его поверхности. Тогда под Природа и свойства света источника... - Часть 1 в формуле (3.6) следует понимать световой поток, излучаемый элементом поверхности в пределах угла o'Q, Полная сила света в некотором направлении е суммой или интегралом по всей поверхности.

Полный световой поток характеризует источник света и его значение нельзя изменить одним оптическим прибором. Действие оптических приборов сводится только к перераспределению светового потока. Такова, например, действие сигнальных аппаратов, прожекторов, в которых в некоторых направлениях сила света может увеличиться в миллион раз.

Единица силы света является одной из основных единиц СИ. По международным договором с 1 января 1948 г. введен новый световой эталон, воспроизводящий с самой возможной точностью единицы световых величин: силы света, светового потока, освещенности и яркости. Первичным световым эталоном (рис. 3.) Является источник света, который соответствует международным условиям изготовления и излучает как абсолютно черное тело. В СССР такой эталон в 1948 г. создал в фотометрических лаборатории Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии П. М. Тиходеев. Схему строения Государственного светового эталона СССР приведены на рис. 3. Трубку 2 из плавленого оксида тория (Т1И02) размещены в тигле 1 из того же материала. В тигле содержится около 190 г химически чистой платины 3. Пространство между тиглем и внешней кварцевой сосудом 4 заполнены оксидом тория 5. Сосуд / нагревают до температуры твердения (плавления) платины (2042,5 К), и расплавленная платина поддерживает постоянную температуру излучателя 2. Трубку и тигель изготовлен из оксида тория, ибо он достаточно тугоплавкий и не загрязняет платину. Чистота платины проверяется температурным коэффициентом сопротивления = 1,3901. Световой поток, излучаемый внутренней полостью трубки 2, выходит через окно 6 на призму полного внутреннего отражения 7, через объектив 8 и диафрагму 9 попадает на пластинку 10 и используется в качестве эталона для сравнения с лампой 11. Вся кварцевая сосуд нагревается в высокочастотной индукционной печи.

Кандела равна силе света, при которой яркость полного излучателя при температуре твердения платины равна 60 кд на 1 см3. Из такого определения следует, что кандела равна Veo силы света, излучаемого в перпендикулярном направлении с 1 см2 поверхности абсолютно черного тела при температуре твердения платины. Такое определение силы света существовало до 1979 года, когда на XVI Генеральной конференции по вопросам мер и весов было принято новое определение; кандела равна силе света в заданном направлении источника, который излучает монохроматический свет частоте 540 • 10и2 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет V6S3 Вт / ср, _: Оно позволяет воспроизводить Кандель, не создавая черного тилаТщо соответственно дает возможность увеличить точность ее определения за счет техники радиометрии, т. е. измерение мощности (энергии) излучения, погрешности которой приблизились к погрешностям лучших фотометрических сравнений. Но пока нет никакой Информация о экспериментальные работы, выполненные на основе нового определения кандела. 'С помощью единицы силы света на основе формулы (3.7) можно определить единицу светового потока люмен.

  • Показатели качества мясной продукции классификация
  • Катализаторы в пищевой промышленности
  • Катализаторы в производстве маргарина
  • Переработка пищевого сырья
  • Рыбный консервы и Растительное масло технология производства
  • Рыбный консервы и Растительное масло технология производства

Реферати :

Tagged with: , , , , , , , ,
Posted in Физика
No Comments » for Природа и свойства света источника… — Часть 1
2 Pings/Trackbacks for "Природа и свойства света источника… — Часть 1"
  1. […] природа световых волн и их характеристики […]

  2. […] селективные источникисвета в природа […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: