Оптика: основні поняття

Світло являє собою електромагнітне випромінювання з певною довжиною хвилі, в інтервалі від 0,4 до 0,8 мкм.

Джерелом даних хвиль служать атоми і молекули при зміні в них енергетичного стану електронів.

Потужність випромінювання – це величина енергії, яку випромінює об’єкт за одну секунду.

Потік світлової енергії – це енергія, яку переносить світлова хвиля через певну площу за 1 секунду.

Світловий потік – це потік світлової енергії, який можна оцінити за допомогою органів зору. Унаслідок неоднаковою чутливості очі до потокам світла з різними довжинами хвиль, ставлення потоків променевої та світлової енергії розрізняється для неоднакових довжин хвиль.

Наприклад, при сонячному освітленні очей більш чутливий до світла довжини хвилі 5550 Å (555 нм), при цьому відношення цієї потужності випромінювання до потужності випромінювання з довжиною хвилі λ, що викликає аналогічне сприйняття очима, і називається відносною чутливістю ока, інакше – відносної відності (Кλ ).

У сутінках максимальна чутливість очей досягається при довжині хвилі в межах 5070 Å (507 нм).

Якщо провести перерахунок одиниць ангстрем (Å) в ват (Вт), то при денному світлі 1 Вт променевої (променевої) енергії з довжиною хвилі 555 нм (5550 Å) відповідає світловому потоку 680 люменів, а в сутінках 1 Вт променевої енергії з довжиною хвилі 507 нм дорівнює світловому потоку в 1745 люменів (лм).

Сила світла – це світловий потік, що випромінюється точковим джерелом світла в одиничний тілесний кут, прийнята одиниця вимірювання – кандела (кд):

I = ΔФ / ΔΩ,

де I – сила світла;

ΔФ – світловий потік;

ΔΩ – малий тілесний кут.

Світловий потік вимірюється в люменах (лм), при цьому один люмен – це світловий потік, розподілений в тілесному куті, рівному одному стерадіану, при силі світла в одну Кандела.

Освітленість – це відношення світлового потоку до одиниці поверхні, вимірюється в люксах (лк) і фотах (ф):

Е = ΔФ / ΔS,

де Е – освітленість;

ΔФ – світловий потік;

ΔS – поверхня на яку падає світловий потік.

Один люкс дорівнює 1 лм / м2, а один фот дорівнює 1 лм / см2.

Освітленість площині, яку дає точковий джерело світла можна обчислити за формулою:

Е = (I cosα) / r2,

де Е – освітленість;

I – сила світла;

r – відстань від джерела світла до освітлюваної поверхні;

α – кут між напрямком світлового потоку і нормаллю до поверхні.

Яскравість – це міра випромінювання світиться поверхні:

В = I / S,

де В – це яскравість;

I – сила світла;

S – видима поверхня, тобто поверхню перпендикулярна до спостерігача.

Інтенсивність світла – це середній по тимчасовому відношенню потік електромагнітних хвиль через одиницю поверхні. Причому дана поверхня знаходиться перпендикулярно до напрямку поширення хвилі світла.

ПОДІЛИТИСЯ: