Физика (Оптика)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF6_1_Основные понятия оптики_mini

Яркость поверхности

(Luminance)

Единицей измерения яркости в системе СИ служит

кандела с квадратного метра (кд·м–2 , cd·m–2 ). 1

кд·м–2 равна яркости светящейся плоской поверхности площадью 1 м2 в перпендикулярном к ней направлении при силе света 1 кд. 1 кд·м–2 = 10–4 стильб = π·10–4 ламберт.

Для измерения яркости применяют яркомеры и фотоэлектрические экспонометры. Яркость – единственная из световых величин, которую глаз воспринимает непосредственно. Она не зависит от расстояния рассматривания.

Яркость поверхности

(Luminance)

Наименьшая яркость, на которую реагирует глаз человека, составляет около 2·10–6 кд·м–2 , а яркость более 2·105 кд·м–2 вызывает болезненное ощущение в глазу и может повредить зрение. Яркость поверхности Солнца составляет 1,5·109 кд·м–2 , а поверхности Луны – 2,5·10 3 кд·м–2 . Яркость волоска лампы накаливания – (1,5÷2)·10 6 кд·м–2 . Яркость излучения светодиодов достигает 105 кд·м–2 . Яркость плазменной панели, как правило, составляет 300÷1000 кд·м–2 , жидкокристаллических экранов – до 550 кд·м–2 , а кинескопов – 150÷200 кд·м–2 .

Энергетическая яркость

(Radiance)

Энергетическая яркость (лучистость) Be –

величина, равная отношению энергетической силы света Ie элемента излучающей поверхности к площади S проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения:

Be = Ie S

Единица энергетической яркости в системе СИ – ватт на стерадиан-метр в квадрате (Вт·ср–1 ·м–2 ).

Освещённость

(Illuminance)

Освещённость E – поверхностная плотность светового потока, падающего на освещаемую поверхность; определяется как отношение светового потока Φ к площади поверхности S, на которой он распределяется:

E = Φ S

Освещённость

(Illuminance)

Единицей освещённости в системе СИ является люкс (лк, lx). 1 люкс – освещённость поверхности в 1 м2, на которую равномерно падает световой поток в 1 люмен: 1 лк ≡ 1 лм· м–2 = 1 кд·ср·м–2 .

Устаревшая единица освещённости – фот. 1 лк = 10–4 фот.

Для измерения освещённости применяют люксметры.

Освещённость

(Illuminance)

Средние значения суммарной освещённости могут изменяться в течение ясного летнего дня от нескольких сотен люкс (500÷700 лк) до нескольких десятков тысяч люкс (90÷100 тыс. лк). Благоприятные условия облачности могут увеличить её до 130÷140 тыс. лк при больших высотах Солнца. В течение сумерек освещённость на Земле уменьшается почти в 1 млрд. раз, от 104÷10 5 лк днём до 10–4 лк ночью. Солнечные лучи в полдень на средних широтах создают освещённость порядка 100 000 лк, а полная Луна – около 0,2 лк. Лампа накаливания мощностью 100 Вт, висящая на высоте 1 м над столом, создаёт на поверхности стола под лампой освещённость 100 лк.

Illuminance Ev

(Освещённость Ev)

E = ∂Φv

v ∂A

Закон обратных квадратов

Первый из законов фотометрии – закон обратных квадратов – был сформулирован Кеплером в

1604 г.:

E = I cos α r2

где E – освещённость; I – сила света точечного источника; r

– расстояние от источника до объекта; α – угол между перпендикуляром к поверхности и данным направлением (угол падения лучей относительно нормали к поверхности).

Энергетическая освещённость

(Irradiance)

Энергетическая освещённость

(облучённость) Ee характеризует величину потока излучения, падающего на единицу освещаемой поверхности.

Единица энергетической освещённости в системе СИ совпадает с единицей энергетической светимости (Вт·м–2 ).

Количество освещения

(Quantity of illumination)

Количество освещения (экспозиция) H –

произведение освещённости E на время освещения (выдержку) t:

H = Et

Единицей СИ для измерения экспозиции является люкс-секунда (лк·с, lx·s). 1 лк·с равна световой экспозиции, создаваемой за время 1 с при освещённости 1 лк. 1 лк·с = 10–4 фот·с.