119. Фотометрія. Сила світла, освітленість, світимість – визначення та одиниці виміру

Фотометрія — розділ оптики, у якому розглядаються енергетичні характеристики світла в процесах його випромінювання, поширення та взаємодії із середовищем.

Світловий потік створюється джерелом світла. Фізична величина, що характеризує світіння джерела світла в певному напрямку, називається силою світла.

  Якщо джерело випромінює видиме світло рівномірно в усі боки, то сила світла обчислюється за формулою:

         Ф

  I = ----

 4п де Ф — повний світловий потік, що його випускає джерело; п — стала величина, яка приблизно дорівнює 3,14.   За одиницю сили світла в Міжнародній системі одиниць (СІ) взято канделу (кд) (від латин, candela — свічка). Кандела — одна з основних одиниць СІ.

Фізична величина, яка чисельно дорівнює світловому потоку, що падає на одиницю освітленої поверхні, називається освітленістю.   Освітленість позначається символом Е та визначається за формулою:

        Ф

Е=-----         S де Ф — світловий потік; S — площа поверхні, на яку падає світловий потік. У СІ за одиницю освітленості взято люкс (лк) (від латин. Lux — світло).   Один люкс — це освітленість такої поверхні, на один квадратний метр якої падає світловий потік, що дорівнює одному люмену:

 1лм 1 лк = —-

 1м²

119. Геометрична оптика. Променеве наближення Чотири закони геометричної оптики.

Геометри́чна о́птика — розділ оптики, в якому вивчаються закони поширення світлових променів.

Геометрична оптика розглядає світло, абстрагуючись від його хвильової природи. Предмети, які впливають на розповсюдження променів — це прозорі й непрозорі поверхні, дзеркала й лінзи.

Особливий розділ геометричної оптики складає параксіальна оптика, в якій розглядаються світлові промені, які проходять близько до осі циліндричносиметричної системи, наприклад, лінзи.

Важливим оптичним приладом є кришталик людського ока

Закон прямолінійного поширення світла. Відповідно до цього закону світло між двома точками в однорідному і ізотропному середовищі (у середовищі, оптичні властивості якої не залежать від положення точки і від напрямку променя) поширюється по прямій, що з'єднує зазначені точки.

Закон прямолінійного поширення світла не застосовується в тих випадках, коли пучок променів проходить крізь діафрагму з дуже малим отвором, край будь-якої діафрагми чи коли на шляху пучка поміщена мала непрозора перешкода. Кут відхилення , викликаний дифракцією, залежить від багатьох факторів і для круглого отвору визначається формулою sin /D, де - довжина хвилі, a D- діаметр діафрагми.

З акон незалежності поширення світлових пучків. Окремі промені і пучки, зустрічаючись і перетинаючись один з одним, не роблять взаємного впливу. У геометричній оптиці вважають , якщо кілька пучків падають на ту саму площадку чи сходяться в одній крапці, то дії цих пучків складаються. Інтерференцією при цьому зневажають. Явища інтерференції і дифракції необхідно враховувати при аналізі процесу утворення зображення, тому що це дозволяє пояснити розподіл світлової енергії в кухоль розсіювання і судить про якість зображення.

Закон відображення світла. Якщо промені, розповсюджуючись в однорідному оптичному середовищі, зустрічають дзеркальні чи поліровані поверхні, то вони повністю або частково відбиваються відповідно до закону відображення, що формулюється в такий спосіб:

Закон переломлення світла. Промені світла при переході з одного прозорого середовища в інше на межі їх розділу не тільки частково відбиваються, але і переломлюються

Добуток показника переломлення середовища на синус кута, утвореного променем з нормаллю, вважається постійним при переході променя з одного середовища в інше, тобто

n sin = n' sin '

П ромінь падаючий і промінь переломлений обернені. У тих випадках, коли світло поширюється з більш щільного оптичного середовища в менш щільну (n' < n) при визначених значеннях кутів падіння _m може відбутися явище повного внутрішнього відображення, що полягає в тому, що пучок не проходить в друге середовище, а відбивається від межі їх розділу. Граничне значення кута падіння _m при якому промінь починає ковзати по границі розділу, визначають за формулою:

s in _m = n'/n. (2)