7. Основные фотометрические величины – световой поток, освещенность, сила света. Единицы измерения.

Фотометрия — раздел оптики, занимающийся вопросами измерения интенсивности света и его источников.

Сетовой поток — соответствующая энергетическому потоку излучения световая величина, то есть мощность излучения, воспринимаемая нормальным человеческим глазом. Обозначение: Φ_ν, Единица измерения СИ: люмен

Для вычисления величины светового потока необходимо проинтегрировать в диапазоне от 380 до 780 нм спектральную мощность излучения Φ_eλ (измеряется в Вт/нм), помноженную на кривую спектральной чувствительности глаза V_λ; результат следует умножить на фотометрический эквивалент излучения K_m=683 лм/Вт:

Освещённость — физическая величина, численно равная световому потоку, падающему на единицу поверхности:

Единицей измерения освещённости в системе СИ служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр), в СГС — фот (один фот равен 10 000 люксов). В отличие от освещённости, выражение количества света, отражённого поверхностью, называется яркостью.

Освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении его от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния (Закон обратных квадратов).

Когда лучи света падают наклонно к освещаемой поверхности, освещённость уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей.

Освещённость от точечного источника находят по формуле:

где — сила света в канделах; — расстояние до источника света; — угол падения лучей света относительно нормали к поверхности.

Освещённость в фототехнике определяют с помощью экспонометров и экспозиметров, в фотометрии — с помощью люксметров.

Яркость В_ светящейся поверхности в некотором направлении  есть величина, равная отношению силы света I в этом направлении к площади S проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

Единица яркости — кандела на метр в квадрате (кд/м²).

Си́ла све́та — это поток излучения, приходящийся на единицу телесного угла, в пределах которого он распространяется. Телесный угол нужно выбирать таким образом, чтобы поток в нём можно было считать равномерным, тогда сила света источника по определённому направлению численно равна световому потоку, заключённому в единичном телесном угле.

Единица измерения СИ: кандела (кд)=Ватт (Вт)(или Люмен (лм))/ Стерадиан (ср)

Если световой поток испускается точечным источником равномерно по всем направлениям, то есть истинная сила света точечного источника по любому направлению.

Теле́сный у́гол - часть пространства, которая является объединением всех лучей, выходящих из данной точки (вершины угла) и пересекающих некоторую поверхность

8. Волновой цуг. Длина когерентности, время когерентности. Естественный свет и поляризованный свет. Степень поляризации света.

Цуг волн — это ряд возмущений с перерывами между ними. Излучение отдельного атома не может быть монохроматическим, потому что излучение длится конечный промежуток времени. Имея периоды нарастания, установлен и процесс угасания. Его [цуг] можно представить суперпозицией гармонических волн частотного диапазона (ω±Δω/2). Цуг волн может принимать участие в создании картины интерференции при условии, что сдвиг фаз между центрами частотного диапазона и его пределом не превышает , то есть, чтобы колебания от центра не уничтожались колебаниями от других составляющих цуга:

следовательно:

Предельное значение позволенного времени называется временем когерентности цуга, а расстояние, определяющееся временем когерентности, называется длиной когерентности цуга и вычисляется следующим образом:

где c=3·10⁸ м/с — скорость света в вакууме.

Естественный свет - оптическое излучение с быстро и беспорядочно изменяющимися направлениями напряжённости эл.-магн. поля, причём все направления колебаний, перпендикулярные к световым лучам, равновероятны.

Поляризованный свет - световые волны, электромагнитные колебания которых распространяются только в одном направлении. Обычный СВЕТ распространяется во всех направлениях, перпендикулярных к направлению его движения. В зависимости от сетки колебаний ученые различают три вида поляризации: линейную (плоскостную), круговую и эллиптическую.

Параметр степени поляризации света, определяемый как отношение разности интенсивностей двух выделенных ортогональных поляризаций к их сумме, может меняться в диапазоне от 0 до 100%.