6. Контрольные вопросы для коллоквиума

1. Какую функцию выполняет объектив яркомера ?

2. Чем определяется увеличение оптической системы яркомера? В каких пределах можно изменять увеличение фотометра ФПИ?

3. Какую роль играют в яркомеро полевая и апертурная диафрагмы? Из каких соображений выбираются их размеры?

4. Во сколько раз изменится чувствительность ФПИ при переходе от полевой диафрагмы 1 мм к диафрагме 5 мм?

5. Что понимается под коэффициентом яркости отражающей поверхности? Какие значения он может принимать?

6. Какой элемент оптической системы ФПИ обеспечивает возможность измерения световых величин?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ

1. Какую роль играет в фотометре ФПИ молочное стекло?

2. Чему будут пропорциональны показания яркомера ФПИ, если вынуть из него объектив?

3. До какого предела имеет смысл уменьшать полевую диафрагму яркомера? Какие факторы определяют разрешающую способность ФПИ?

4. Определите минимальное угловое поле яркомера ФПИ при наведении его на бесконечность.

5. Оцените достоинства и недостатки визирного устройства ФПИ.

6. Какие преимущества имеет градуировка яркомера по схеме 0/45 (рис. 4.2) по сравнению со схемой 45/0?

7. Чем определяется вид краевой функции яркомера при работе с минимальной и максимальной полевыми диафрагмами?

8. Объясните характер измеренной зависимости яркости черного круга от его размера (п. 6 задания).

ЛИТЕРАТУРА

1. Гуревич М.М. -Фотометрия. Л.: Энергоатомиздат, 1983. 272 с. (для изучения с. 132 - 186).

2. Тиходеев П.М. Световые измерения в светотехнике. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. 464 с. (для изучения с. 346 - 355).

Приложение 4

Оптическая схема фотометра фпи

Фотометр постоянных излучений ФПИ предназначен для измерения силы света и яркости источников света, параметры излучения которых не изменяются за время измерения. Диапазон измеряемых значений:

силы света - от 510^-4 до 10⁵ кд,

яркости - от 0,1 до 10¹⁰ кд/м².

Конструктивно фотометр ФПИ выполнен в виде двух основных блоков: оптического и блока регистрации и питания. Оптическая система конструктивно разделена на две части: стационарную и сменную, выполненную в виде насадок на стационарную. Имеются две насадки - свечемерная и яркомерная. Схема стационарной части с яркомерной насадкой представлена на рис. П.1.

Яркомерная насадка включает в себя:

• объектив 1, создающий изображение фотометрируемого предмета в плоскости полевых диафрагм;

• апертурную диафрагму 2, установленную неподвижно за объективом в его крайнем вдвинутом положении;

• три сменных полевых диафрагмы диаметром 5,0; 1,0 и 0,2 мм, выполненных в диффузно отражающем поворотном диске 3 и имеющих каждая свою оптическую систему (соответственно, 4, 5; 6; 7);

• визирное устройство, состоящее из призмы 8, окуляра 9 и защитного стекла 10.

Фокусное расстояние объектива равно 50 мм. В яркомере предусмотрено перемещение объектива вдоль оптической оси, что позволяет фотометрировать предметы, расположенные на 100 мм до бесконечности.

Оптические системы 4, 5; 6 ;7 создают изображения разных полевых диафрагм на молочном стекле II, при этом диаметры изображений оказываются одинаковыми.

Через визирное устройство наблюдается экран с полевыми диафрагмами 3, на котором должно быть видно резкое изображение фотометрируемого объекта, а в центре - темное пятно (отверстие в экране), определяющее фотометрируемый участок объекта.

Стационарная часть оптической системы включает в себя:

• молочное стекло П, деполяризующее падающее на него излучение;

• ослабители, применяемые для расширения пределов измерений: из нейтрального стекла 21, сетчатые 13, 14, призменные 19, 23;

• оптическую систему 12, 16, 17, 24, создающую изображение молочного стекла на фотокатоде фотоэлемента 25, что обеспечивает его равномерное освещение;

• светофильтр 15, исправляющий спектральную чувствительность яркомера под стандартную функцию относительной спектральной световой эффективности V(), а также - узел фотоэлемента.

Деполяризация излучения, падающего на молочное стекло, позволяет исключить зависимость коэффициентов пропускания и отражения последующих элементов оптической схемы фотометра от состояния поляризациии измеряемого излучения. Как правило, молочное стекло должно быть введено в ход лучей. Только при измерении очень малых яркостей, когда уже исчерпаны возможности увеличения чувствительности фотометра выведением других ослабителей, приходится выводить и молочное стекло.

Призменный ослабитель состоит из призм 19 и 23 и составных стеклянных, пластин 20 и 22, параллельных гипотенузным граням призм. При необходимости ослабления падающего на фотоэлемент светового потока одна или обе призмы выводятся из хода лучей. Тогда вместо полного внутреннего отражения от грани призмы происходит во много раз меньшее отражение от стеклянной пластины. Пластины состоят из двух склеенных стекол с одинаковыми показателями преломления: бесцветного оптического стекла К8 и темного нейтрального стекла HC11. Благодаря этому падающее излучение отражается только от передней грани стекла К8, а вошедший в пластину свет поглощается в стекле HC11.

Компенсация изменения оптической длины в ходе лучей при выведении призм осуществляется вводом компенсирующих плоскопараллельных пластин 18, изготовленных из того же стекла, что и призмы.

В узле фотоэлемента установлены вакуумный фотоэлемент Ф-13, электрометрическая лампа и переключатель, изменяющий электрическую, чувствительность фотометра примерно в 10 и 100 раз за счет изменения сопротивления нагрузки фотоэлемента.

Рис. П.1. Оптическая схема фотометра ФПИ с яркомерной насадкой (одна из призм 19 и компенсирующая пластина выведены из хода лучей.

6