44. Интенсивность. Фотометрические понятия и величины. Энергетические и световые фотометрические величины. Эталон силы света. Соотношения между энергетическими и световыми величинами.
Интенсивность — скалярная физическая величина, количественно характеризующая поток энергии, переносимой волной в направлении распространения. Численно интенсивность равна количеству энергии, переносимому через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению потока энергии, усреднённому за период волны.
В математической форме это может быть выражено следующим образом:
Интенсивность волны связана со средней плотностью энергии w в волне и скоростью распространения волны u следующим соотношением:
I = wu
Единицей измерения интенсивности в системе СИ является Вт/м²
Фотометрия - общая для всех разделов прикладной оптики научная дисциплина, на основании которой производятся количественные измерения энергетических характеристик поля излучения.
Основные фотометрические величины:
1. Интегральная энергия – это энергия Q, переносимая в данном потоке излучения на всех длинах волн.
[Q]=Дж
2. Спектральная плотность энергии излучения
При необходимости учёта распределения энергии по длинам волн λ можно записать
где Q(λ) - спектральная плотность энергии излучения.
[Q(λ)]=Дж/м
3. Объёмная плотность энергии излучения
Излучение находится в каком-то пространстве, поэтому вводится новая величина
U - объёмная плотность энергии излучения, V - рассматриваемый объём.
[U]=Дж/м³
4. Спектральная плотность объёмной плотности энергии излучения
Эту величину вводят по аналогии со спектральной плотностью энергии излучения.
[U(λ)]=Дж/м⁴
5. Поток энергии излучения
Поток энергии излучения – это количество энергии проходящий через данную площадку в единицу времени.
[Ф]=Дж/с = Вт
6. Спектральная плотность потока энергии
Спектральная плотность потока энергии – доля потока энергии, приходящаяся на единичный интервал длин волн.
Ф(λ)=
[Ф(λ)]=Вт/м
7. Энергетическая светимость
Энергетическая светимость – поток энергии, приведённый к единице площади, т.е. поток излучения, испускаемый единичной площадкой.
М=
[M]=Вт/м²
8. Энергетическая освещённость
Энергетическая освещённость – поток, падающий на единичную площадку.
[Е]=Вт/м²
9. Сила излучения
где dФ - поток энергии излучения в телесном угле dΩ.
Энергетические и световые фотометрические величины.
Энергетические фотометрические величины - величины, характеризующие оптическое излучение безотносительно к его действию на приемники излучения.
Энергия излучения (лучистая энергия), дж; Поток излучений (лучистый поток), вт; Энергетическая сила света (сила излучения), вт·срˉ¹; Энергетическая яркость, вт·срˉ¹·мˉ²; Энергетическая освещенность (облученность), вт·мˉ²; Энергетическая светимость, вт·мˉ²; Энергетическая экспозиция, дж·мˉ²; Энергетическое освечивание (интеграл от энергетической силы света по времени в пределах длительности импульса излучения), дж·срˉ¹; Спектральная плотность энергетической фотометрической величины (производная этой величины по длине волны или другой спектральной координате).
Световые величины - система редуцированных фотометрических величин, характеризующих свет в процессах его испускания, распространения и преобразования (отражение, пропускание и пр.).
Световой поток; световая энергия; сила света; световая эффективность излучения; яркость; освещённость; светимость; экспозиция; Освечивание; спектральная плотность световой величины.
Эталон силы света.
Эталон единицы силы света - канделы. Шкала силы света - аддитивная шкала отношений.