Оптические свойства тел
При падении излучения на тело в общем случае имеют место три процесса: часть потока отражается, часть проходит сквозь тело и, наконец, остальная поглощается и переходит в другие формы энергии. Согласно закону сохранения энергии должно выполняться тождество
Фпад=Фотр+Фпогл+Фпрош=RФпад+AФпад+TФпад. (1.20)
Или
R +A + T = 1, (1.21)
где R, A, T - соответственно коэффициенты отражения, поглощения и пропускания. Эти коэффициенты являются оптическими характеристиками данной среды или тела.
Как правило, они зависят от длины волны, особенно сильно для окрашенных веществ.
Для монохроматического излучения длины волны λ они обозначаются Rλ,Aλ,Tλ. Интегральные значения коэффициентов определяются выражениями вида
(1.22)
где 
-
интегральное значение коэффициента, R(λ)
- его спектральное значение.
Аналогичные выражения определяют Ae и Te. Из (1.22) следует, что если спектральные коэффициенты определяются только свойствами данного вещества, то их интегральные значения зависят от спектрального состава излучения, для которого они определяются. Интегральные коэффициенты отражения, поглощения и пропускания для светового потока определяются выражениями следующего вида:
(1.23)
Явления на границе раздела двух сред
Электромагнитная волна, проникая в диэлектрик, вызывает в нем колебания зарядов, которые в свою очередь становятся источниками вторичных волн. Эти волны, интерферируя с падающей волной, образуют преломленную волну. Её фазовая скорость меньше скорости волны в вакууме.Излучение колеблющихся зарядов в поверхностном слое диэлектрика распространяется не только вглубь вещества, но и в обратную сторону. Складываясь с падающей, эти волны образуют отраженную волну.
Расчет коэффициентов отражения и пропускания для границы раздела двух диэлектриков может быть выполнен по формулам Френеля (2.44 -2.45).
На рис.
2.7 показаны
зависимости энергетических коэффициентов
отражения от угла падения излучения на
границе двух диэлектриков, когда 
.
Для нормального падения расчет для R и T дает выражения 2.76 - 2.77.
Для стекла с n = 1.5 R = 0.04 и T = 0.96. С увеличением угла падения эти значения медленно меняются вплоть до углов примерно в 45°.
Металлы отличаются от диэлектриков высокими значениями коэффициентов отражения и чрезвычайно сильным поглощением прошедшего через границу излучения. На глубине проникновения излучения в металл порядка длины волны оно почти полностью поглощается. И то и другое обусловлено высокой концентрацией свободных электронов в металлах, которые легко раскачиваются падающим излучением. Эти колебания создают интенсивную отраженную волну, а столкновения электронов с ионами кристаллической решетки ведут к быстрому переходу проникающей через поверхность энергии излучения в тепло.
Фотометрические измерения Методы фотометрии
Методы измерений в фотометрии подразделяются по способам регистрации потока излучения на:
визуальные;
фотографические;
фотоэлектрические.
В визуальной фотометрии первичным преобразователем является глаз. Он реагирует на яркость и не способен количественно оценить излучение. Глаз реагирует на поток излучения по принципу больше-меньше-равно. Поэтому в визуальной фотометрии применяют нулевой метод измерения, который базируется на способности глаза определять равенство яркостей соприкасающихся полей сравнения видимых одновременно.
Фотографические методы фотометрии основаны на фотохимическом действии света при облучении фоточувствительного слоя. При этом фотометрические измерения проводятся путем сравнения почернений фотоматериала.
Измерение потока излучения в фотографической фотометрии основано на том, что под воздействием света и последующего проявления галлоидное серебро восстанавливается до металлического. Количество восстановленного серебра и является мерой энергии действовавшей на фотослой.
Однако непосредственно измеряется не количество серебра, а связанная с ним плотность почернения D, которая определяется как lgФ0/Ф, где Ф0 - световой поток, прошедший через фотопластинку в месте, не подвергавшемуся действию света, Ф - наоборот.
Применение фотоэмульсий позволяет реализовать следующие преимущества фотографической фотометрии:
широкая спектральная область регистрации излучения,
достаточно высокая чувствительность и способность интегрировать фотографический процесс во времени (D зависит от H =E(t),
исключительно большая информационная способность - одновременная регистрация большого числа разрешаемых элементов (регистрация изображения сразу, а не поэлементно). Это особенно важно при исследовании быстропротекающих процессов.
Фотоэлектрические методы фотометрии основаны на измерении тока или напряжения в цепи фотоприёмника, возникающих при облучении его потоком излучения. Последние могут быть измерены с высокой точностью (0.01 - 0.05%), что обусловливает бoльшую точность фотометрических измерений по сравнению с визуальными и фотографическими методами.
Приборы, предназначенные для измерения фотометрических величин, называются фотометрами. Одни из них служат для измерений таких фотометрических величин как поток излучения, сила излучения, яркость и освещенность, другие - для измерения значений интегральных или спектральных фотометрических величин (R, T, D и т.д.). Приборы для измерения последних называются спектрофотометрами.