4 Оптические и светотехнические характеристики тел

Световые свойства тел. Световой поток Ф, падая на какое-либо тело, в общем случае частично им погло­щается— Ф_α, частично отражается от его поверхнос­ти— Ф_ρ и частично проходит через тело—Ф_τ .

Отношение Ф_α /Ф, выражающее долю поглощенного телом светового потока, называется коэффициен­том поглощения и обозначается α.

Отношение Ф_ρ/Ф, определяющее отразившуюся от тела долю светового потока, называется коэффици­ентом отражения и обозначается ρ.

Часть светового потока, пропущенная те­лом и выражающаяся отношением Ф_τ/Ф, называется коэффициентом пропускания и обозначается τ.

Для каждого тела выпол­няется равенство

α + ρ + τ = 1.

Световые свойства тел определяются не только зна­чениями α, ρ и τ, но и характером отражения и пропус­кания света, определяемым в свою очередь свойствами поверхности тела и его внутренней структурой.

Различа­ют три вида отражения и пропускания света телами:

1 Тела с блестящей гладкой поверхностью не рассеи­вают свет и обладают направлен-ным или зеркальным отражением (например, зеркало), а если они прозрачны и сквозь них можно без искажения рассматривать окру­жающие предметы, то такие тела имеют направленное пропускание (оконное стекло).

2 Тела, которые отражают или пропускают свет, рас­сеивая его настолько, что их яркость становится одина­ковой по всем направлениям пространства, обладают соответственно диф-фузным отражением или диффузным пропусканием (мел, гипс, известь, свежевыпавший снег - диффузное отражение, молочное стекло - диффузное пропускание).

Яркость материалов с диффузным характером отра­жения и пропускания прямо пропорциональна их осве­щенности.

3 Тела, обладающие направленно-рассеянным отраже­нием и пропусканием, занимают как бы промежуточное положение.

- рассеивают свет с яркостью, различной для разных направлений пространства.

Яркость в на­правлении зеркального отражения или направленного пропускания превосходит значения яркости в других направлениях. Поэтому на поверхности тел, обладаю­щих направленно-рассеянным отражением (глянцевая бумага, матовая поверхность металла), можно наблю­дать размытое изображение источника света. А через тела с аналогичным пропусканием в направлении источ­ника просматривается расплывчатое световое пятно (матированное стекло).

В табл. указаны световые харак-теристики наи­более часто применяемых в светотехнике материалов.

Чем выше коэффициент отражения поверхности, тем более яркой, более светлой она нам представляется.

Светлоокрашенное помещение ка-жется более насыщенным светом. Свет, отраженный от стен, потолка, пола и оборудования, частично падает на рабо-чее место, создавая на нем дополни-тельную освещен­ность (яркость) поэтому можно применить источник света с меньшим световым потоком и, следова-тельно, меньшей мощности, чем в помещении с темной окраской.

Применение светлой окраски помещений и оборудования дает значительную экономию электроэнергии.

П реломлением излучения называется изменение его направления при переходе из одной прозрачной среды в другую.

Согласно закону прелом­ления лучи — падающий и преломленный — лежат в од­ной плоскости с перпендику­ляром к элементу преломляю­щей поверхности в точке паде­ния луча, причем отношение синусов углов падения i и преломления j для рассмат­риваемых сред зависит толь­ко от длины волны излуче­ния, но не зависит от угла па­дения, т. е.

sin i/sin j = n₂₁

Постоянная n₂₁ называется относительным показа­телем преломления второй среды относительно первой.

Показатель преломления n среды относительно ва­куума называют абсолютным показателем преломления среды. Он равен отношению скоростей распространения света в вакууме с_о и в данной среде v:

n = c_o/v.

Относительный показатель преломления п₂₁ выра­жается через абсолютные показатели первой и второй сред п₁ и п₂ соотношением n₂₁= n₂/ n₁

Коэффициент яркости — отношение яркости осве­щенной поверхности к яркости идеального рассеивателя (идеальной поверхности), находящегося в тех же условиях освещения: