1. У шкільному вузькоплівковому кіноапараті стоїть лампа силою світла в 400 кд. Яку освітленість створює цей апарат на екрані площею в 3 м², якщо на екран потрапляв лише 0,3 % усього світлового потоку, що випромінюється лампою? Лампу вважати точковим джерелом.

2. З якої найбільшої відстані людина може помітити вночі вогник цигарки, якщо сила світла пря сильному затягуванні 1= 2,6-10~³ кд; найменший світловий потік, що сприймається оком, Ф=10 ^І3лм і поверхня зіниці ока в темряві S— 0,4 см".

3. Як треба змінити час експозиції під час друкування фотографії за допомогою фотозбільшувача при переході від збільшення 6x9 до збільшення 9x12?

§ 79. Суб'єктивні і об'єктивні характеристики випромінювання

Методи світлових вимірювань і відповідно прилади (фотометри), які застосовуються при цьому, поділяються на суб'єктивні, або візуальні, і об'єктивні. В суб'єктивних фотометрах приймачем випромінювання є око людини, а в об'єктивних — фотоелемент, тобто електричний при­лад, чутливий до світла. Поряд з фотоелементами для об'єктивних світлових вимірювань можуть успішно засто­совуватися фотопомножувачі, термоелементи і болометри.

В основі візуальних вимірювань лежить зорове вражен­ня і ці вимірювання є порівняльними. Це зв'язане з тим, що внаслідок адаптації око погано оцінює абсолютне зна­чення освітленості, однак досить чутливе до різниці освіт­леності суміжних поверхонь. Тому у візуальних фотомет­рах за допомогою ока встановлюється рівність освітлено-стей суміжних площадок однієї й тієї самої поверхні, освітлюваної двома джерелами світла: одним, сила світла якого відома, і другим, сила світла якого визначається. Для досягнення рівності освітленостей порівнювальних полів сила світла сильнішого джерела послаблюється в необхідному відношенні зміною відстані від джерела або застосуванням поглинаючих середовищ.

З візуальних фотометрів для вимірювань у білому світ­лі найбільше поширення дістав фотометр Люммера-Врод-хуна. Його оптична схема приведена на малюнку 178. Світло від еталонного джерела І\ і вимірюваного джерела /j падає на різні боки екрана Е з білими розсівними покрит­тями (розсіювання від цих поверхонь має бути однаковим по всьому видимому спектру). Від поверхні екрана Е світло йде на дзеркала D\ і D₂ і після відбивання від них спрямо-

вується в спеціальну призму ЛБ, яку називають кубиком Люммера. Він складається з двох призм / і //. Призма / має з країв відшліфовані ділянки; а в середині обидві призми відполіровані так, що в місці їх дотику утворюють оптичний контакт, тобто одне ціле. Завдяки такій будові промені світла від джерела І\ в місці оптичного контакту проходять повністю і спрямовуються в лінзу L, тоді як у тій частині, де призма / відшліфована, промені зазнають повного відбивання і йдуть в протилежний бік. Промені світла від джерела /і>, падаючи на кубик Люммера, відби­ваються від тих місць, де немає оптичного контакту, і йдуть в лінзу L, а промені, що падають на місця оптич­ного контакту, проходять кубик наскрізь без змін.

Завдяки такій будові око, акомодоване на місце дотику призм І і II в кубику Люммера, бачитиме одночасно два освітлених поля зору: одне з них (внутрішнє) буде освітлене джерелом /і, а друге (зовнішнє) джерелом І2 (мал. 179). Якщо світло від джерела І\ дає на межі

розділення призм / і // меншу освітленість, ніж світло від джерела, то внутрішнє поле зору буде темнішим за зовнішнє (мал. 179, а). При зворотному співвідношенні освітленостей матиме місце картина, показана на малюн­ку 179, б. При рівності освітленостей дістанемо картину, приведену на малюнку 179, в.

Процес вимірювання здійснюється так. Фотометр уста­новлюють на світловимірну оптичну лаву. По обидва боки від фотометра на лаві установлюють еталоннеі дослі­джуване /₂ джерела світла. Нехай еталонне джерело вста­новлено на відстані г, від екрана Е фотометра. Спостері­гаючи в лупу L поля зору / і // на межі розділення призм кубика Люммера, переміщують джереловздовж оптич­ної лави, наближаючи або віддаляючи його від екрана £\ поки не буде досягнута однакова освітленість видимих полів. Освітленість екрана Е_х джереломдорівнює: а освітленість екранаджереломвідповідно дорівнює: , де— відстань джерела І> від екрана. Оскільки освітленості обох боків однакові, то

Ця рівність дає можливість визначити силу світла дру­гого джерела:

Отже, вимірювання сили світла джерела за еталонним джерелом зводиться до вимірювання відстаней до обох

джерел.

В об'єктивних фотометрах в основі визначення фото­ метричних величин лежать електричні і фотографічні методи. ^

При фотографічному методі виходять з того, що ступінь почорніння фотопластинки пропорційний кількості енергії світла, що падає на неї.

Дуже зручними приладами для вимірювання освітле­ності є об'єктивні фотометри з фотоелементами, програ­дуйованими за еталонними лампами. Фотоелементи з'єд­нані з чутливим магнітоелектричним гальванометром, шкала якого проградуйована в люксах. Таким приладом можна зручно і швидко вимірювати освітленість в будь-яких умовах, оскільки вони дуже компактні і мають малу масу. Ці прилади називають люксметрами. Нерідко фото­елемент і гальванометр кладуть в один спільний футляр. Такі люксметри застосовують фотолюбителі для визна­чення освітленості об'єкта, який треба знімати, і, отже, для правильного вибору часу експозиції; тому їх іноді називають експонометрами.

Об'єктивні фотометри позбавлені багатьох недоліків, властивих візуальним фотометрам. Перевага об'єктивних фотометрів полягає в тому, що їх можна використовувати також для вимірювань у невидимій частині спектра (в ультрафіолетовій та інфрачервоній). Це обумовлює більш широке їх використання порівняно з суб'єктивними фотометрами.