Фотометрлік шамалар және олардың бірліктері
Электромагниттік жарық толқындары тасымалдайтын энергияны өлшеуді қарастыратын оптика бөлімі фотометрия деп аталады. Әдетте фотометрияда электромагниттік толқындардың көрінетін оптикалық ауқымының көзге және оптикалық құралдарға тигізетін әсері қарастырылады. Осы әсерді сипаттау үшін мынадай физикалық негізгі шамалар енгізіледі: жарық ағыны, жарық күші, жарықталу.
Фотометриядағы
аса маңызды физикалық шама Ф
- жарық ағыны
болып табылады. Жарық
ағыны деп
көру сезімі арқылы анықталатын, кеңістікте
таралған сәуле ағынын, яғни берілген
аудан арқылы уақыт бірлігі ішінде өткен
сәулелік энергияны айтады:
(1), және ХБЖ сіндегі өлшем бірлігі:
[Ф]=1лм.(люмен)
Екінші
маңызды физикалық шама I
– жарық күші.
Жарық
күші
деп ω көлемдік бұрыштың бір бірлігіне
сәйкес келетін жарық ағынын айтады,
яғни:
(2), және ХБЖ сіндегі өлшем бірлігі:
[I]=1кд.(кандела)
Егер жарық
көзі ағынды барлық бағытта бірдей
тарататын болса, мұндай жарық көзі
изотропты деп аталады және
ср
болғандықтан жарық көзінің жарық
күші:
(3) бойынша анықталады.
Үшінші
аса маңызды фотометриялық шамаға келсек,
ол Е бет жарықталынуы
болып табылады. Шын мәнінде көру сезімін
туғызып, әсер беретін шама бет жарықталыну
(4) бойынша анықталады. Және ХБЖ сіндегі
өлшем бірлігі: [Е]=1лк.(люкс)
Е бет жарықталынуы деп бет ауданына түскен жарық ағынының сол бет ауданына қатынасына тең физикалық шаманы айтады.
Геометриялық оптика. Жарықтың сыну және шағылу заңдары
Геометриялық оптика — оптиканың жарықты геом. сызық ретінде қарастыра отырып, жарықтың таралу заңдарын зерттейтін бөлімі.
Жарықтың сынуы – екі ортаның шекаралық қабатына түскен сәуленің екінші ортаға өткен бөлігінің бастапқы бағыттан ауытқуы. Жарықтың сыну заңдары былай тұжырымдалады:
-түскен сәуле, сынған сәуле және екі ортаны бөлетін шекаралық бетке жүргізілген перпендикуляр бір жазықтықта жатады. Түскен сәуле мен сынған сәуле өзара қайтымды болады;
-түсу бұрышы синусының (α) сыну бұрышы синусына (φ) қатынасы тұрақты шама болады: мұндағы н – ортаның сыну көрсеткіші. Берілген заттың вакууммен салыстырғандағы сыну көрсеткіші сол заттың абсолюттік сыну көрсеткіші деп аталады.
Жарықтың шағылуы – жарықтың екі түрлі орта шекарасына (кем дегенде біреуі мөлдір болатын) түсуі кезінде байқалатын құбылыс. Мөлдір ортадағы жарық сәулесі сыну көрсеткіші сол ортаға қарағанда өзгеше болатын екінші ортаға жеткен соң, оның біршама бөлігі сынып, басқа бағытпен таралады да, енді бір бөлігі бірінші ортаға қарай кері шағылады. Шағылған және сынған сәулелер қарқындылығының салыстырмалы шамасы жарық түскен дене бетінің тегістігіне, жарықтың құрамы мен түсу бұрышына, т.б. байланысты болады. Кейде жарық сәулесі толығымен кері шағылады. Жарықтың шағылу заңдары:
-Түскен сәуле, шағылған сәуле және екі ортаны бөліп тұрған шекарадағы түсу нүктесіне тұрғызылған перпендикуля бір жазықтықта жатады.
Түсу
бұрышы шағылу бұрышына тең болады.
Жарықтың сыну және шағылу заңдары жарық жұтылмайтын біртекті орта үшін дұрыс.