Білім беру бағдарламасы студенттеріне арналған дәрістер жинағы Шымкент 2021
Дәріс №2 . Фотометрия. Жарық шамаларының бірліктері. Жарықтың фотометриялық және энергетикалық шамаларының арасындағы байланыс
жүктеу/скачать 0,79 Mb.
|
ОПТИКА НЕГІЗДЕРІ ДӘРІС
Дәріс №2 . Фотометрия. Жарық шамаларының бірліктері. Жарықтың фотометриялық және энергетикалық шамаларының арасындағы байланысЖарық энергиясын, оған байланысты шамаларды өлшеу методтары мен тәсілдері қарастырылатын оптика тарауы фотометрия деп аталады. Жарық шамаларын тікелей көзбен бақылап (визуальдық методты қолданып) немесе басқа жарық қабылдағыштарды пайдаланып (объективтік методтар қолданып) өлшеуге болады. Жарық шамаларын өлшеуге арналған приборлар фотометрлер деп аталады. Олар қолданылатын методтарға сәйкес визуальдық және объективтік фотометрлер деп екі түрге бөлінеді. Біздің көз жарық қабылдағыш аппараттарға жатады. Ең бірінші біз фотометриядағы негізгі шамаларға түсінік беруіміз керек. Жарық энергиясы. Жарық ағыны. Жарық толқындары тасымалдайтын энергия жарық энергиясы немесе сәулелік энергия деп аталады (dW). Егер жарық таралған кеңістікте кішкене аудан бар болса ( ), одан үздіксіз сәулелік энергия ағып өтіп жатады. Берілген ауданнан уақыт бірлігі ішінде өтетін сондай энергия мөлшері сәулелік энергия ағыны немесе жарық ағыны деп аталады ( ), оны қуат өлшеу бірлігімен, мысалы Вт – пен өлшеуге болады. Кеңістікте жан – жаққа әр бағытта таралып тұрған жарық сәулелерінің энергия ағынының суммасы осы элементар энергия ағынының интеграл суммасына тең болады. Ф = Жарық күші. Егер нүктелік жарық көзінен шыққан көрінетін жарық барлық жаққа бір қалыпты таралып, толық денелік бұрыш (4 стерадиан) қамтитын барлық жарық ағыны Ф болса, онда бір стерадианға тең денелік бұрышқа келетін жарық ағыны, яғни жарық күші J келесіге тең: J = Практикада кездесетін жарық көздерінен шығатын жарық ағыны барлық жаққа бір қалыпты таралмайды. Сондықтан (2) өрнек тек орташа жарық күшін көрсетеді де орташа сфералық жарық күші деп аталады. Берілген бір бағыттағы шын жарық күшін табу үшін осы бағыт бойынша элементар денелік бұрыш алынып, сол денелік бұрышқа келетін Ф жарық ағыны өлшенеді. Сонда осы бағыттағы жарық күші : 3. = Егер жарық ағыны барлық жаққа бір қалыпты таралатын болса, жарық көзінен шығатын толық жарық ағыны келесіге тең болады: 4. Ф = 4 J Жарықталыну. Өздері жарық шығармайтын денелер олар жарық түссе ғана көрінеді, өйткені ондай денелерге түскен жарық азды-көпті шағылып жан – жағына шашырайды, дене дербес жарық көзі тәрізді болады. Дене неғұрлым күштірек жарықталса, соғұрлым одан жарық көп шашырайды. Дененің жарық болу дәрежесін сипаттау үшін жарықталыну Е деген шама пайдаланылады. Жарықталыну деп жарық түскен беттің аудан өлшеу бірлігіне келетін жарық ағыны айтылады. 5. Е= dФ – дененің бетіне түскен жарық ағыны. Мысалы, жарық түскен беттің нүктедей жарық көзінен қашықтығы r болып, сол бетке жүргізілетін нормаль мен түскен сәулелер арасындағы бұрыш і болсын. d dS n O i S Жарық көзі тұрған орыннан қарағанда dS беті көрінер денелік бұрыш d болсын, сонда бұл бетке түсетін жарық ағыны dФ мынаған тең: I – жарық күші Денелік бұрыш мынаған тең: d = Cонда
Осыны (5) – ке қойсақ : 6. Сөйтіп, беттің жарықталынуы жарық күшіне, түсу бұрышы косинусына тура пропорционал, жарық көзі мен беттің ара қашықтығының квадратына кері пропорционал. 4. Жарқырау. Практикада кездесетін жарық көздері аумақты болады, мысалы жарқырауық қатты дененің белгілі өлшемдері болады. Осындай жарық көзінің dS бетінің бір жағына, яғни 2 - ға тең денелік бұрыш ішінде таралған жарық ағынының сол dS бетке қатынасы, яғни басқаша жарық көзі бетінің әрбір аудан бірлігінен шығатын жарық ағыны жарқырау деп аталады R. 7. R= dФ – жарық ағыны. Жарқырау мен жарықталыну өрнектері бір – біріне ұқсас. Бірақ жарқырау өрнегінде dФ қарастырылып отырған жарқыруық беттен шығатын жарық ағынын, ал жарықталыну өрнегінде dФ алынған бетке сырттан түсетін жарық ағынын көрсетеді. Дербес жарық көзі емес денелердің (мысалы, жарық шашыратқыш беттердің) жарқырауы, оның жарықталынуына тура пропорционал R = kЕ k– шашырау коэффициенті, нақты денелерге тән k мәні бірден кем болады. k<1 Кейбір денелердің ақ жарықты шашырату коэффициенті бірге жуық, ондай денелер ақ болып көрінеді; ал кейбір денелердің шашырату коэффициенті бірден көп кем, мұндай денелер қара болып көрінеді. жүктеу/скачать 0,79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|