1.Фотометрия
Жарық шамалары

1. Жарық энергиясы. Жарық ағыны. Жарықтың интенсивтігімен және жарық көзімен немесе жарық ағындарымен және олармен байланысты шамаларды өлшеумен айналысатын оптика бөлімін фотометрия деп атайды. Жарық толқындары тасымалданатын энергиямен сипатталады (W). Берілген ауданнан уақыт бірлігі ішінде өтетін энергия мөлшері сәулелік энергия ағыны (Ф_λ) деп аталады. 

(1.1)


1-сурет
Сәулелік энергия ағынының көзге әсер етіп, көру сезімін туғызатын бөлігі ж а р ы қ а ғ ы н ы (Ф_λ) деп аталады. Толқын ұзындықтары, шамамен, 0,4 мкм ден 0,76 мкм-ге немесе 400 нм ден 760 нм-ге дейінгі түсті сәулелер ғана көру сезімін туғызады. Бірақ адамның көзі толқынының ұзындығы 555 нм-ге тең жасыл сәулеге өте сезгіш. Ультракүлгін және инфрақызыл сәулелер, тіпті, көрерлік сезім туғызбайды, оларды көз көрмейді. Сөйтіп көздің түрлі түсті сәулелерді сезгіштігі сәуленің толқын ұзындығына тәуелді. Сонымен қабат әр адамның кезінің бір түсті сәулені сезгіштігі әр түрлі болады. Сондықтан практикада кездің «о р т а ш а» жарық сезгіштігі деген ұғым пайдаланылады. Орташа сезгіштік көзінің ақауы жоқ көптеген кісілердің көруін зерттеу арқылы тағайындалады. Адам көзінің толқынының ұзындықтары әр түрлі жарық сәулелерін «орташа» салыстырма сезгіштігін сипаттайтын шама к өріну функциясы ( ) деп аталады. Бұл функцияның сан мәні түсті түрліше сәулелер үшін әр түрлі болады. Адамның көзі өте жақсы сезетін толқын ұзындығы 555 нм-ге тең жасыл сәулеге тән көріну функциясы деп саналады, сонда басқа түсті сәулелерге тән мәндері бірден кем ( ) болады. Көрінетін жарықтан тыс жатқан сәулелерге тән болады. Көріну функциясының жарық толқыны ұзындығына тәуелділігі 1-суретте көрсетілген.

---

Жарық ағыны көріну функциясы мен сәулелік энергия ағынының көбейтіндісіне тең болады. Егер -ға таяу енділігі спектр участогына келетін сәулелік энергия ағыны болса, спектрдін сол участогына тән жарық ағыны былай өрнектеледі:

(1.2)

Сонда керінетін спектрге келетін толық жарық ағыны мынаған тең:

(1.3)

мұндағы мен —спектрдің екі шетіне тән жарық толқыны ұзындықтары.

2. Жарық күші. Нүктелік жарық көзі деп байқау нүктесіне дейінгі қашықтықпен салыстырғандағы мөлшері ескермеуге болатын жарық көзін айтады. Егер нүктелік жарық көзінен шыққан көрінетін жарық барлық жаққа бір қалыпты таралып, толық денелік бұрыш ( стерадиан) қамтитын барлық жарық ағыны Ф болса, онда бір стерадианға тең денелік бұрышқа келетін жарық ағыны,яғни жарық күші (I)мынаған тең болады:

(1.4)

Практикада кездесетін жарық көздерінен шығатын жарық ағыны барлық жаққа бір қалыпты таралмайды. Сондықтан мұндай жағдайларда (1.4) өрнек тек орташа жарық күшін көрсетеді де орташа сфералық жарық күшідеп аталады. Берілген бір бағыттағы шын жарық күшін табу үшін осы бағыт бойынша элементар денелік бұрыш ( ) алынып, сол денелік бұрышқа келетін жарық ағыны өлшенеді. Сонда осы бағыттағы жарық күші I_ω былай өрнектеледі:

I_ω = (1.5)

Жарық күшінің бірлігі — Кандела(қысқаша кд). Өлшеуіштер мен таразылар жайындағы XIII Бас конференцияның ұйғаруы бойынша:

---

«Қандела дегеніміз платинаның қату темперарасында толық сэуле шығарғыштың жарықтылығы оның әрбір квадрат сантиметр бетіне 60 канделадан келген жағдайдағы жарық күші».

Егер жарық ағыны барлық жаққа бір қалыпты таралатын болса, жарық көзінен шығатын толық жарық ағыны (1.4) формула бойыншамынаған тең болады:

(1.6)

Жарық ағынының бірлігі — люмен(қысқаша лм). Люмен дегеніміз жарық күші 1 кд-ға тең жарық көзінен шығып 1стерадианға тең денелік бұрыш ішінде таралатын жарық ағыны. Сонда (1.6) формула бойынша:

1 лм = 1 кд • 1 стер.

3. Жарықталыну. Өздері жарық шығармайтын денелер оларға жарық түссе ғана көрінеді, өйткені ондай денелерге түскен жарық азды-көпті шағылып жан-жағына шашырайды, дене дербес жарық көзі тәрізді болады. Дененің жарық болу дәрежесін сипаттау үшін жарықталыну деген шама пайдаланылады. Жарықталыну Е деп бетке түсетінжарық ағынының бұл беттің dS ауданының қатынасына тең шаманы айтады,яғни,

(1.7)

Мұндағы — дененің бетіне түскен жарық ағыны.


2-сурет
М ысалы, жарық түскен беттің нүктелік жарық көзінен (2-сурет) қашықтығы r болып, сол бетке жүргізілетін нормаль мен түскен сәулелер аралығындағы бұрыш і болсын. Жарық көзі тұрған орыннан қарағанда dS көрінер денелік бұрыш болсын, сонда бұл бетке түсетін жарық ағыны мынаған тең болады:
₌ I
Мұндағы I— жарық күші. Денелік бұрыш мынаған тең:

---

Олай болса жарық ағыны мынаған тең болады:



Жарық ағынының осы мәнін (1.6) теңдіктегі орынына қойсақ, мынау шығады:

(1.8)

Жарықталыну бірлігі — люкс (қысқаша лк). Люкс дегенміз 1 квадрат метр бетке 1 люмен жарық ағыны келген беттің жарықталынуы.(1.8) формула бойынша:



4. Жарқырау. Практикада кездесетін жарық көздері аумақты болады. Осындай жарық көзінің бетінің (3-сурет) бір жағына, яғни -ға тең денелік бұрыш ішінде таралған жарық ағынының сол бетке қатынасы, яғни жарық көзі бетінің әрбір аудан бірлігінен шығатын жарық ағыны, жарқырау (R) деп аталады, сөйтіп,


3-сурет
(1.9)

мұндағы — жарық ағыны.

Жарқырау бірлігі ретінде әрбір квадрат метр беттен 2π стередианға тең денелік бұрыш ішінде барлық жаққа 1 люмен жарық ағыны таралатын беттің жарқырауы қолданылады; ол (1.9) формула бойынша мынаған тең:


Жарқырау мен жарықталыну өрнектері бір-біріне ұқсас. Бірақ жарқырау өрнегінде қарастырылып отырған жарқырауық беттен шығатын жарық ағынын, ал жарықталыну өрнегінде болса алынған бетке сырттан түсетін жарық ағынын көрсетеді.

---

Дербес жарық көзі емес денелердің (мысалы, жарық 2-сурет шашыратқыш беттердің) жарқырауы оның жарықталынуына тура пропорционал, яғни

(1. 10)

Мұндағыk— шашырау коэффициенті делінетін шама, нақты денелерге тән k мәні бірден кем (k<1) болады.
5. Жарықтылық. Белгілі өлшемдері бар жарық көзінің жарық шығаруын сипаттау үшін жарықтылық делінетін шама да қолданылады. Жарық көзінің жарықтылығы (В) деп жарық көзінен берілген бағытта кішкене денелік бурыш ішінде таралған жарық ағынының сол бұрышқа және жарық көзінің көрінер бетіне қатынасы айтылады. Жарық мысалы, алынған бетке жүргізілген нормальмен —бұрышы жасалатын бағытта таралған болса, онда жарықтылық мынаған тең болады:
B_ω= = (1.11)
мұндағы —жарқырауық беттің сәулеге перпендикуляр жазықтыққа түсірілген проекциясы, —жарық ағыны.

Жарықтылық пен жарық күші бірімен бірі байланысты. Расында (1.11) өрнеккеенген , ендеше ол өрнекті былай жазуға да болады:

(1.12)

Сөйтіп, жарықтылық шамасы жары қкөзі бетінің бірлігінен нормаль бағыты бойынша шығатын жарық күшіне тең.

Жарықтылық бірлігі ретінде 1 квадрат метр ауданы нормаль бағыт бойынша күші 1 кд-ға тең жарық беретін беттің жарықтылығы алынады; ол (1.12) формула бойынша мынаған тең:

.

Жарықтылық стиль б (қысқаша сб) деп аталатын бірлікпен де өлшенеді.

Егер жарықтылық шамасы жарық таралатын бағытқа тәуелді болмаса, онда жарқырауық ауданнан элементар денелік бұрыш ішінде таралатьш жарық ағыны cosα-ға пропорционал олады, яғни (1.10) теңдік бойынша:

(1. 13)

---

Смотрите также файлы

• Курсовая работа по дисциплине Судебная автотехническая экспертиза Специальность 40. 05. 03 судебная экспертиза.docx

• 2. Желілік топология трі a иерархиялы.docx

• 38. 03. 01 Экономика (профиль Финансы и кредит) Гордынов Герман Александрович.doc

• Экономическая школа Время возникновения и периодизация (если есть).docx

• Контрольная работа по курсу конституционное право зарубежных стран.docx