- •Проверка законов освещённости, фотометрирование источников света.
- •Энергетические величины: мощность излучения, интенсивность излучения, энергетическая освещенность, энергетическая светимость, энергетическая яркость.
- •Фотометрические величины: световой поток, сила света, освещенность, светимость, яркость.
- •Законы освещенности. Закон Ламберта.
- •3. Соотношения между энергетическими и фотометрическими величинами. Кривая видности.
- •Методы измерения световых величин. Объективные и субъективные фотометры.
- •3. Связь фокусного расстояния с показателем преломления стекла и радиусами кривизны линзы. Оптическая сила линзы.
- •4. Поперечное увеличение линзы
- •6. Аберрации линз.
- •Лабораторная работа №3
- •Изучение микроскопа.
- •Определение показателя преломления стекла при помощи микроскопа
- •Вопросы для теоретической подготовки:
- •1. Глаз. Угол зрения.
- •2. Лупа. Ход лучей в лупе. Вывести формулу увеличения лупы.
- •3. Микроскоп. Ход лучей в микроскопе. Вывести формулу увеличения микроскопа
- •Числовая апертура объектива и разрешающая способность микроскопа
- •Показатель преломления. Его физический смысл.
- •Почему, камень лежащий на дне водоема камень, кажется ближе?
- •Основные законы геометрической оптики.
- •Измерение показателя преломления жидкостей рефрактометром Аббе и определение показателя преломления твердых тел.
- •Абсолютный и относительный показатели преломления вещества, их физический смысл.
- •Граничные условия для векторов электрического и магнитного полей волны. Вывод законов преломления и отражения света.
- •Отражение и преломление света на границе двух однородных прозрачных диэлектриков
- •Вывод формул Френеля для отраженного и преломленного света. Угол Брюстера.
- •Полное внутреннее отражение. Наблюдение проникновения света во вторую среду при полном внутреннем отражении. Световоды.
- •Полное внутреннее отражение.
- •Применения явления полного внутреннего отражения.
- •Рефракторетр Аббе, устройство и его работа. Призма Амичи.
- •Принцип работы рефрактометра
- •Призма прямого зрения - призма Амичи.
- •Оптическая схема рефрактометра.
- •Методика работы с рефрактометром ирф-23.
- •Фазовая и групповая скорость волны, формула Рэлея.
- •Распространение электромагнитной волны. Фазовая и групповая скорости Фазовая скорость.
- •Групповая скорость.
- •Лабораторная работа № 5 Определение дисперсии стеклянных призм с помощью гониометра Вопросы для теоретической подготовки:
- •1. Вывести соотношение для угла наименьшего отклонения луча в призме.
- •2. Устройство гониометра и принципы измерения преломляющих углов и углов наименьшего отклонения стеклянных призм.
- •3. В чем состоит явление дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия. Электронная теория дисперсии (с выводом).
- •4. Разрешающая сила призмы.
3. Соотношения между энергетическими и фотометрическими величинами. Кривая видности.
Связь между люменом и ваттом. Чувствительность человеческого глаза. На практике часто приходится выражать световой поток через единицы мощности. По этой причине возникает необходимость установить связь между люменом и ваттом. Следует отметить, что такая связь из-за специфичности физиологического воздействия света не является универсальной. Дело в том, что свет разных длин волн при одинаковом потоке энергии вызывает различное зрительное ощущение. Поэтому в зависимости от длины волны одному люмену соответствуют разные мощности. Чувствительность человеческого глаза заметно меняется в зависимости от длины волны падающего излучения. Наибольшая чувствительность для нормальных (не страдающих дефектами зрения) глаз наблюдается при длине волны К = 5550 А. Одинаковое количество лучистой энергии других (как больших, так и малых) длин волн вызывает сравнительно меньшее ощущение. Свет с длинами волн, меньшими 4000 А и большими 7600 А, совершенно не вызывает зрительного ощущения вне зависимости от интенсивности. По этой причине часть шкалы электромагнитных волн в интервале от 4000 А до 7600 А называется видимой областью.
П оскольку свет разных длин волн при одинаковом световом потоке вызывает различное зрительное ощущение, то так называемые относительные чувствительности глаза будут обратно пропорциональны монохроматическим мощностям, дающим одинаковое зрительное ощущение, т. е.
, (1.19)
где υλ — относительные чувствительности глаза (функция видности), Ф (λ) — величина монохроматического светового потока, b — коэффициент пропорциональности, который можно определить исходя из максимального значения относительной чувствительности глаза (условно равного 1). Если длину волны, при которой υλ=1,обозначить через λ0 (как выше отмечено, λ0 = 5550 А), то , отсюда b = Φ(λ0). Следовательно,
. (1.20)
Поскольку λ0 есть длина волны, соответствующей максимальной чувствительности глаза, то величина светового потока Φ(λ0) будет минимальной среди монохроматических мощностей, дающих одинаковое зрительное ощущение, т. е. Φ(λ0) < Φ(λ) при всех длинах волны, отличных от λ0 = 5550 А:
0 при 4 000А > λ > 8000 А,
υλ = < 1 при λ ≠ λ0 (в видимой области), 1 при λ = λ0 = 5550А.
Как показали соответствующие измерения, кривая чувствительности глаза (функция видности) изображается колоколообразной кривой (рис. 1.4) с резко выраженным максимумом при длине волны 5550 А, спадающей до нуля в сторону красного и фиолетового света. Максимум функции видности, как уже отмечено, условно принятый равным единице, соответствует длине волны λ0 — 5550 А. Поэтому целесообразно найти связь между люменом и ваттом при этой длине волны. При длине волны λ0 = 5550 А световому потоку в 1 лм соответствует мощность 0,0016 Вт, т. е.
1 лм (λ = 5550А) = 0б0016 Вт
или
1 Вт (λ = 5550 А) = 650 лм.
Для установления аналогичной связи при произвольной длине волны в видимой области нужно пользоваться функцией видности
1 Вт (λ) = 650 υλ лм.
Величина М = 0,0016 Вт/лм называется минимальным механическим эквивалентом света по той причине, что при всех длинах волн, отличных от λ0 = 5550 А, мощность, соответствующая световому потоку величиной в 1 лм, больше, чем 0,0016.