Телесный угол, световой поток и механический эквивалент света

Рассмотрим точечный источник света i, испускающий свет равномерно во все трехмерное пространство, рис. 2.2. Выберем в указанном пространстве световой конус с углом a в его вершине, совпадающей с источником света i. Пересечем световой конус сферической поверхностью S радиуса R. Как видно из рис. 2.2 конус «вырезает» на сферической поверхности площадку площади DSС.

Рис. 2.2. Определение телесного угла

 

Рассмотренный световой конус принято характеризовать величиной телесного угла DΩ, которая определяется как

, (2.2)

и измеряется в стерадианах.

Очевидно, что телесному углу в 1ср соответствует условие DSС = R2. «Полному» телесному углу, при котором точечный источник i излучает свет в сферу радиуса R, соответствует величина DSn = 4pR2 и телесный угол

. (2.3)

Пусть монохроматическое излучение с длиной волны l = 555 нм переносит через площадку DS (в соответствии с рис. 2.2) за 1с энергию 0,0016 Дж. Полагают, что в данном случае внутри телесного угла DΩ распространяется световой поток DФ, равный 1 люмену (лм).

Указанное соотношение является международным стандартом для 1 люмена.

Таким образом

0,0016 = 0,0016Вт ~1лм, (2.4)

при l = 555 нм.

Пропорциональность (2.4) является не только определением 1 люмена, но и единственным связующим звеном между фотометрическими и энергетическими характеристиками оптического излучения.

Величину АЭ = 0,0016 принято называть механическим эквивалентом света. При DФ = 1 лм, величина А численно равна

АЭ = 0,0016 Вт, (2.5)

при l = 555 нм.

Относительная функция видности (2.1), рис. 2.1; таблица 2.1, и формула (2.5) позволяют рассчитать необходимую мощность излучения Рl, соответствующую световому потоку в 1 лм, для любой длины волны из диапазона (400 £ l £ 760) нм, по формуле

. (2.6)

Например, пользуясь таблицей 1, находим, что световому потоку в 1 лм, при длине волны l = 633 нм, соответствует значение V(l) = 0,25.

Согласно (1.6), для обеспечения такого светового потока необходима мощность .

Пусть гелий-неоновый лазер обладает мощностью излучения Рl = 5∙10–3 Вт. Очевидно, что световой поток, соответствующий ему, определится из следующих зависимостей: 6,4 · 10–3 Вт ~ 1лм, 5 · 10–3 Вт ~ Φлм, которым соответствует пропорция , откуда Φ = 0,78 лм.

2.2.3 Сила света, IV

Пусть внутри телесного угла ∆Ω распространяется световой поток ∆Φ (в соответствии с рис. 2.2).

Величина

, (2.7)

носит название силы света источника.

Согласно (1.7), сила света имеет простой физический смысл: это – величина численно равная световому потоку, распространяющемуся в телесном угле 1 ср. Единицей силы света является 1кандела, (кд). Несмотря на то, что сила света IV введена нами в фотометрические характеристики через поток ∆Φ, по соображениям исторического характера, сила света IV является в настоящее время основным фотометрическим параметром системы «СИ. Согласно международного стандарту, 1 кандела равна силе света в заданном направлении, излучаемого монохроматическим источником с частотой 5,4∙1014 Гц, излучение которого в указанном направлении составляет (1/683) Вт/ср.

В заключение раздела 2.2.3 заметим, что согласно (2.7), 1кд = 1лм /1ср.






Дата добавления: 2017-05-02; просмотров: 2523; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.016 сек.