3 Энергетические и фотометрические характеристики оптического излучения

3.1 Различие между фотометрическими и энергетическими характеристиками

По принципу преобразования энергии оптического излучения в конечный сигнал, регистрируемый измерительными приборами, все фотоприемники можно разделить на две основные группы. К первой относятся термоэлементы (болометры), твердотельные и вакуумные фотоэлементы, в которых энергия оптического излучения преобразуется в электрический ток. Ко второй группе можно отнести фотоэмульсионные слои и человеческий глаз. В данном случае энергия оптического излучения приводит к возникновению фотохимических реакций, протекающих в фотоэмульсионном слое, нанесенном на фотопластину, либо к раздражению нервных окончаний на сетчатке человеческого глаза. Глаз относят к фотоприемнику высокой чувствительности, который избирательно (селективно) реагирует на свет различных длин волн в диапазоне 400 ÷ 760 нм.

Для описания оптического излучения воздействующего на первую группу фотоприемников пользуются энергетическими характеристиками: энергетическая экспозицая, поток излучения, энергетическая светимость, облученность поверхности.

Оптическое излучение, воздействующее на сетчатку глаза или фотопластину, принято характеризовать фотометрическими параметрами: световой поток, сила света, освещенность, яркость, светимость.

3.2 Фотометрические характеристики оптического излучения [14,c.15]

3.2.1 Функция видности и ее зависимость от длины электромагнитной волны

Опыт показывает, что глаза большинства людей, не страдающих дефектами зрения, обладают максимальной чувствительностью к оптическому излучению с длиной волны λ = 555нм (зеленый свет).

Интенсивность нервного раздражения, возникающего в нервных окончаниях сетчатки глаза под воздействием света принято характеризовать функцией видности F(λ). При λ = 555нм, F = F_МАХ. При λ = 400нм, λ = 760нм, F = F_MIN.

Аналитический вид функции F(λ) достаточно сложен. Поэтому, для практических целей достаточно воспользоваться относительной функцией видности:.

Функция V(λ), безразмерна и позволяет установить взаимосвязь между энергетическими и фотометрическими параметрами оптического излучения.

На рисунке 3.1 показана экспериментальная зависимость V(λ) для “среднего” (бездефектного) человеческого глаза. В таблице 3.1 приведены числовые значения V(λ) для некоторых длин электромагнитных волн.

Таблица 3.1 Зависимость относительной функции видности V человеческого глаза от длины электромагнитной волны λ

λ, нм	V(λ)	λ, нм	V(λ)
400	0,004	580	0,870
410	0,0012	590	0,757
420	0,004	600	0,631
430	0,012	610	0,503
440	0,023	620	0,381
450	0,038	630	0,265
460	0,060	640	0,175
470	0,091	650	0,107
480	0,139	660	0,061
490	0,208	670	0,032
500	0,323	680	0,017
510	0,503	690	0,008
520	0,710	700	0,004
530	0,862	710	0,002
540	0,954	720	0,001
550	0,995	730	0,0005
555	1,000	740	0,0002
560	0,995	750	0,0001
570	0,952	760	0,00006

Рисунок 3.1