Введение.

8-10 % вырабатываемой в нашей стране электрической энергии расходуется на нужды сельскохозяйственного производства,15-20% этой энергии потребляется на искусственное освещение и облучение.

Основным элементом осветительных и облучательных установок является источник оптического излучения. Ватную роль в истории создания и развития источников сыграли русские ученые. В 1802 г профессором Петровым впервые было продемонстрировано явление электрической дуги, для чего ему потребовался источник постоянного тока напряжением 2000 В, это послужило основой для развития двух направлений в светотехнике:

1. Источники, основанные на электрическом разряде

2. Источники, основанные на тепловом излучении

В 1872 г Ладыгиным была изобретена лампа накаливания, включающая в себя угольное тело накала, помещенное в стеклянную колбу. В это же время Яблочков изобрел газоразрядную лампу, представляющую собой два угольных стержня, расположенных параллельно и разделенных легкоплавкой изоляционной вставкой.

Изобретение Ладыгина было взято за основу известным американским исследователем Эдисоном и было им налажено серийное производство ламп накаливания.

В 30-х годах прошлого столетия Водиловым С. И. было налажено серийное производство люминесцентных ламп. В настоящее время промышленность выпускает газоразрядные лампы высокого и сверхвысокого давления.

1.Основные понятия и определения.

Излучение- есть перенос энергии от излучающего тела поглощаемому.

Излучение представляет собой материю особой формы, имеющую массу покоя, равную нулю, и перемещающуюся в безвоздушном пространстве с постоянной скоростью.

Энергия излучения является количественной мерой движения материи особой формы и представляет собой качественную разновидность видов энергии.

Светотехника имеет дело с оптическим излучением, т.е. излучением в диапазоне от 1 нм до 10⁶ нм или 1 мм.

Спектр электромагнитных излучений

Оптическое излучение (ОИ) состоит из ультрафиолетового (УФ), видимого (ВИ) и инфракрасного (ИК).

УФ – это излучение длинных волн монохроматических составляющих, которого лежат в пределах от 1 нм до 380 нм международная комиссия по освещению (МКОС) предлагает следующее деление УФ излучения:

УФ – А – от 315 нм до 400 нм

УФ – В – от 280 нм до 315 нм

УФ – С - от 100 нм до 280 нм

УФ излучение с длиной волны короче 200 нм интенсивно поглощается атмосферным воздухом, и поэтому получило название вакуумного УФ.

ВИ – излучение, которое, попадая на сетчатку глаза, вызывает зрительные ощущения, длины волн которого лежат в пределах от 380 нм до 780 нм.

ИК – излучение, длины волн монохроматических составляющих которого лежат в пределах от780 нм до 10⁶ нм. МКО предлагает следующее деление ИК излучения:

ИК-А – от 780 нм до 2000 нм

ИК-В – от 2400нм до 3000нм

ИК-С – от 3000нм до 10⁶нм

В окружающем нас пространстве постоянно присутствует поле оптического излучения, т.к. все тела температура которых свыше абсолютного нуля постоянно обмениваются энергией. Энергия измеряется в Дж. Мощность излучения в светотехнике называют потоком излучения и измеряют в Вт.

Количественные и качественные характеристики ОИ:

1. Спектральный состав

2. Распределение излучения в пространстве

3. Изменение излучения во времени

2 Преобразование оптического излучения в другие виды энергии.

Преобразование ОИ происходит в приемниках ОИ под которыми понимаются любые объекты независимо от их происхождения и агрегатного состояния, в которых происходит преобразование.

Первичным процессом преобразования является поглощение квантом излучения.

Количественно этот процесс описывается коэффициентом ,который представляет собой отношение поглощенной энергии к энергии падающей на приемник.

На основании закона сохранения энергии справедливо выражение:

, где

W_α- поглощенная энергия

Ф(t)-поток излучения

W_э-эффективная энергия

W_n- энергия потерь

Энергия ОИ может быть преобразована в приемнике в любой другой вид энергии (электрическую, механическую, энергию химических связей и т.д.) Каждый приемник предназначен для получения какого-либо вида энергии наз. эффективной.

Та часть энергии, которая преобразуется в другие виды энергии наз. энергией потерь.

7Основные энергетические величины и единицы их измерения.

Потоком излучения(Ф) называют энергию оптического излучения, переносимую в единицу времени:

единицей измерения потока излучения служит Вт.

Распределение потока излучения по спектру можно представить в виде графика

- длина волны

Анализ спектральных характеристик источников излучения по зависимости

?приводит к значительным погрешностям, поэтому на практике чаще всего пользуются понятием спектральной плотности потока излучения ()

, которая представляет собой отношение однородного потока к ширине участка спектра, на котором однородный поток измерен.

принимая в пределе, получим

Функцию спектральной плотности потока излучения, можно представить в виде графика:

Площадь, ограниченная функцией Ф=и осью абсцисс представляет собой поток излучения источника, т.е.

Функция спектральной плотности потока излучения, является основной характеристикой источника излучения и задается либо в виде графика, либо в виде таблицы.

Пространственная плотность потока излучения называется силой излучения (J)

и представляет собой отношение потока излучения и телесному, в пределах которого он заключен и равномерно распределен.

Излученность (Е_п) представляет собой отношение потока излучения к площади, излучающей поверхности

Облученность (Е) представляет собой отношение потока излучения падающего на поверхность к площади этой поверхности

Экспозиция (количество облучения)(H)[Вт) - представляет собой энергию оптического излучения, падающую на единицу площади облучаемой поверхности за промежуток времени:

, где - мгновенное значение облученности.