ФОТОМЕТРИЯ

1-тема

Содержание

ФОТОМЕТРИЯ
Фотометрические величины
Виды фотометрических измерений
Визуальная фотометрия.

ФОТОМЕТРИЯ

раздел прикладной физики, занимающийся измерениями света. С точки зрения фотометрии, свет – это излучение, способное вызывать ощущение яркости при воздействии на человеческий глаз. Такое ощущение вызывает излучение с длинами волн от ~0,38 до ~0,78 мкм, причем самым ярким представляется излучение с длиной волны ок. 0,555 мкм (желто-зеленого цвета). Поскольку чувствительность глаза к разным длинам волн у людей неодинакова, в фотометрии принят ряд условностей. В 1931

ФОТОМЕТРИЯ

Международная комиссия по освещению (МКО) ввела понятие «стандартного наблюдателя» как некоего среднего для людей с нормальным восприятием. Этот эталон МКО – не что иное, как таблица значений относительной световой эффективности излучения с длинами волн в диапазоне от 0,380 до 0,780 мкм через каждые 0,001 мкм. На рис. 1 представлен график, построенный по данным этой таблицы, причем на нем указаны интервалы длин волн, соответствующие цветам солнечного спектра. Яркость, измеренная в соответствии с эталоном МКО, называется фотометрической яркостью или просто яркостью.

Отношение
Φ = W/t
показывает, какая энергия протекает через площадку за единицу
времени, и называется потоком излучения (мощностью излучения) через площадку σ. Напомним, что мощность, переносимую
световой волной через единичную площадку, называют интен-
сивностью волны .
Поток излучения оценивается в обычных единицах мощно-
сти, т. е. в ваттах, а интенсивность излучения — в ваттах на
квадратный метр. Однако для восприятия и использования све-
товой энергии исключительно важную роль играет глаз.

Так как чувствительность глаза к свету разной длины волны
(разного цвета) весьма различна, то энергетическая оценка света
и оценка светового потока по зрительному ощущению могут
существенно отличаться. Так, при одной и той же мощности
излучения зрительное ощущение от лучей зеленого цвета будет
примерно в 100 раз больше, чем от лучей красного или си-
не-фиолетового цвета. Поэтому для зрительной оценки световых
потоков необходимо знать ч у в с т в и т е л ь н о с т ь г л а з а
к с в е т у р а з л и ч н о й д л и н ы в о л н ы

Все вопросы, связанные
с определением световых величин, особенно просто решаются
в том случае, когда источник излучает свет равномерно во всех
направлениях. Таким источником является, например, раска-
ленный металлический шарик. Подобный шарик посылает свет
равномерно во все стороны; световой поток от него распреде-
лен р а в н о м е р н о по всем направлениям. Это означает, что
действие источника на какой-либо приемник света будет зави-
сеть только от р а с с т о я н и я между приемником и центром
светящегося шарика и не будет зависеть от н а п р а в л е н и я
радиуса, проведенного к приемнику из центра шарика.

Полный световой поток
характеризует излучение, которое распространяется от источни-
ка по в с е м н а п р а в л е н и я м. Для практических же целей
часто важнее знать не полный световой поток, а тот поток,
который идет по определенному направлению или падает на
определенную площадку. Так, например, автомобилисту важно
получить достаточно большой световой поток в сравнительно
узком телесном угле, внутри которого находится небольшой уча-
сток шоссе.

Для работающего за письменным столом важен тот
поток, который освещает стол или даже часть стола, тетрадь или
книгу, т. е. поток, приходящийся на некоторую площадь. В со-
ответствии с этим установлены два вспомогательных понятия —
сила света (I) и освещенность (E).

Силой света называют световой поток, рассчитанный на те-
лесный угол, равный стерадиану, т. е. отношение светового пото-
ка Φ, заключенного внутри телесного угла Ω, к этому углу:
I =Φ/Ω (70.1)
Освещенность же есть световой поток, рассчитанный на единицу
площади, т. е. отношение светового потока Φ, падающего на
площадь σ, к этой площади:
E =Φ/σ. (70.2)

Пусть точечный источник S освещает небольшую площадку σ, расположенную на расстоянии R от источника (рис. 157).
Построим телесный угол Ω, вершина которого лежит в точ-
ке S и который опирается на края площадки σ. О н равен σ/R2.
Поток, посылаемый источником в этот телесный угол, обозначим
через Φ. Тогда сила света I = Φ/Ω = Φ · R2/σ, освещенность
E = Φ/σ . отсюда E = I/R2, (71.1)

Т а б л и ц а 1. Освещенность (в люксах) в некоторых типичных случаях

Освещенность под прямыми солнечными лучами 100 000
в полдень (средние широты)
≫ прикиносъемкевателье 10 000
≫ на открытом месте в пасмурный день 1 000
≫ всветлойкомнатенеоченьдалекоотокна 100
≫ на рабочем столе для тонких работ 100–200
≫ необходимая для чтения 30–50
≫ наэкранекинотеатра 20–80
≫ отполнойЛуны 0,2
≫ от ночного неба в безлунную ночь 0,0003

Домашное задание

ФОТОМЕТРИЯ -это …….
Какие фотометрические величины вы знаете?
Что такое фотометрические измерения?
Что такое визуальная фотометрия?