1.Основные понятия и определения

Электромагнитное излучение представляет собой электромагнитные волны, испускаемые источником, свободно распространяющиеся в пространстве и ничем не связанные с источником, образовавшим эти волны.

Электромагнитные волны–это возмущения электромагнитного поля (взаимосвязанных электрического и магнитного полей), распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью.

Фотон - это квант поля электромагнитного излучения. Элементарная частица, обладающая нулевой массой покоя, энергией.

ε = hυ,

где h = 6,62 ∙10^-34 Дж·с – квант действия (постоянная Планка);

υ -частота излучения (Гц) со скоростью, равной с, участвующая только в электромагнитных взаимодействиях.

Оптическое излучение – электромагнитное излучение, характеризующееся длинами волн в диапазоне 5·10 ^-9... 10 ^-3 м.

В состав оптического излучения входит: видимое излучение, ультрафиолетовое излучение и инфракрасное излучение.

Видимое излучение (свет) - излучение, которое может непосредственно вызывать зрительное ощущение. Видимое излучение характеризуется длинами волн, расположенными в диапазоне (3,8 ... 7,6) мкм.

Ультрафиолетовое излучение – оптическое излучение, длины волн монохроматических составляющих которого лежат в пределах от 10^-9 до 4 ∙10^-7 м.

Инфракрасное излучение – оптическое излучение, характеризующееся длинами волн, расположенными в диапазоне 7,6∙10^-7... 10^-3 м.

Монохроматическое излучение – излучение, характеризующееся одним значением частоты. В более широком смысле это совокупность фотонов, обладающих практически одинаковой частотой или длиной волны.

Сложное излучение – излучение, состоящее из совокупности монохроматических излучений разных частот.

Непрерывное оптическое излучение – оптическое излучение, существующее почти в любой момент времени.

Импульсное оптическое излучение – оптическое излучение, существующее в интервале времени, меньшем времени наблюдения.

2.Энергетические фотометрические величины

Энергетические фотометрические величины Х_е – величины, определяющие временное, пространственное, спектральное распределение энергии оптического излучения, количественно выражаемое в единицах энергии (мощности) или в производных от них.

Энергия излучения Q_е - энергия, переносимая излучением. Эта энергия, как и любая другая, имеет размерность:

Dim Q_e =L² MT^-2,где L – размерность длины;М – размерность массы;

Т – размерность времени.

Энергия излучения Q_е выражается в джоулях (Дж).

Поток изучения Ф_е – мощность излучения, определяемая отношением переносимой энергии к времени переноса, значительно превышающему период электромагнитных колебаний:

Ф_е = ∆Q_e/∆t.

Размерность и единица потока излучения – Вт.

Сила излучения I_е – величина, определяемая отношением потока излучения dФ_е, распространяющегося от источника излучения внутри малого телесного угла dΩ, содержащего рассматриваемое направление к этому телесному углу (рисунок 1)

I_е = dФ_е/ dΩ.

Размерность и единица силы излучения – Вт/ср.

Рисунок 1 - К определению понятия "пространственная облученность"

Точечным источником излучения называют источник, размеры которого настолько малы по сравнению с расстоянием от него до приемника излучения, что ими можно пренебречь при расчетах.

Энергетическая светимость М_е – физическая величина, равная отношению потока dФ_e, исходящего от рассматриваемого малого участка поверхности, к площади dА этого участка:

М_е = dФ_e/ dА.

Единица энергетической светимости - Вт/м².

Облученность Е_е – величина, определяемая отношением потока излучения dФ_e, поглощенного малым участком поверхности, содержащей рассматриваемую точку, к площади dА этого участка

Е_е = dФ_e/dА.

Единица облученности – Вт/м².

Энергетическое освечивание Θ_е – величина, определяемая интегралом силы излучения по времени:

Θ_е = ∫I_e dt.

При постоянной силе излучения

Θ_е = ∆t.

Единица энергетического освечивания - Дж/ср.

Энергетическая экспозщия Н_е – величина, определяемая интегралом облученности по времени:

H_е = ∫E_e dt.

При постоянной облученности

H_е = E_e ∆t.

Единица энергетиче-ской экспозиции - Дж/м².

Энергетическая яркость I_e в точке поверхности и в заданном направлении – величина, равная отношению силы излучения dI_e,, элемента излучающей поверхности к площади dА ортогональной проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения:

Единица энергетической яркости - Вт/(ср-м²).

Энергетическая интегральная яркость Λ_е – величина, определяемая интегралом энергетической яркости по времени:

Λ_е = ∫L_e dt.

Единица интегральной энергетической яркости – Дж/(ср-м²).

Спектральная плотность энергетической светимости по длине волны М_{е, λ} представляет собой отношение среднего значения энергетической светимости М_e в рассматриваемом малом спектральном интервале к ширине ∆λ (∆f) этого интервала

М_{е, λ} = М_e /∆λ, М_{е, λ} = М_e /∆f/

Единица спектральной плотности энергетической светимости Дж/м².