Приемники световой энергии
Наиболее чувствительным приемником световой энергии является глаз человека. При длительной адаптации на темноту он способен воспринимать энергию в несколько десятков квантов.
Однако глаз человека является только регистрирующим прибором, а не измерительным, во-первых, и кроме того, он обладает очень маленькой областью спектральной чувствительности и очень большой селективностью, во-вторых.
Большое распространение в качестве приемников энергии получили различные фотоэлементы, вентильные и вакуумные.
Вентильный селеновый фотоэлемент по чувствительности (спектральной) весьма близок к чувствительности глаза человека, поэтому он используется там, где в качестве приемника желателен глаз.
Интегральная чувствительность селеновых фотоэлементов составляет 400 – 500 мкА/лм.
Для регистрации световых потоков, величина которых менее 10-3лм, применяют фотоумножители, или вакуумные фотоэлементы.
Для регистрации потоков излучения в области 0.6 – 1.2мкм используются сернисто-серебряные фотоэлементы вентильного типа (ФЭСС). Интегральная чувствительность составляет примерно 10мА/лм.
В лабораторной практике в качестве приемников излучения широко применяют фотографические материалы. Фотоматериалы обладают одной замечательной особенностью, почернением фотографической пластинки является функцией светового потока и времени экспонирования:
,
где - экспозиция, в первом приближении определяемая по формуле:
.
Таким образом, увеличивая время выдержки, можно получить регистрацию световых потоков, которые другими приемниками не воспринимаются.
Светосила оптического прибора
Светосилой оптического прибора называется отношение освещенности, измеренной на поверхности изображения, к яркости предмета
Для определения светосилы прежде всего необходимо определить величину светового потока F, входящего во входной зрачок оптического прибора (рис. 5.7.1).
К
ак
мы уже имели:
,
где
- яркость излучающей поверхности,
- элемент поверхности, излучающей свет,
- телесный угол элементарного пучка и
- угол между нормалью поверхности и осью
элементарного пучка.
Элементарный
телесный угол
образован пучком лучей, исходящих из
точки
и заполняющих элементарную площадку
на входном зрачке. Угловые координаты
этой площадки - углы
и
.
Выразим телесный угол
через приращения
и
угловых координат (рис. 5.7.2.). Для этого
опишем вокруг точки
сферу с радиусом
.
-оптическая
ось системы,
-
главный луч пучка.
И
з
чертежа мы видим, что площадь элементарной
площадки
равна:
; 
где
– длина перпендикуляра
,
опущенного из точки
на ось
:
Тогда
при
площадь
переходит в выражение для телесного
угла
в стерадианах
Отсюда, световой поток, входящий во входной зрачок системы, равен
и
Или
Световой поток, выходящий из оптического прибора, может быть найден двумя путями:
а).
б).
аналогично рассмотренному выше:
.
Закон Кирхгофа устанавливает связь между и .
Тогда
Освещенность E на плоскости изображений равна
но
Тогда:
или
Приравнивая правые части формул найдем закон синусов, полученный как условие применимости полученных формул
Светосила оптического прибора равна:
или
