ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод построения хода лучен из "Основы оптики Изд.2 " Фотометрией называется раздел оптики, связанный с измерениями световых потоков, Строго говоря, фотометрия не относится к геометрической оптике, однако во многих практических приложениях приближенная геометрическая картина электромагнитного поля служит при фотометрических исследованиях достаточно хорошей основой, и поэтому целесообразно включить в настоящую главу краткое рассмотрение этого раздела. Ограничимся простой геометрической моделью, согласножоторой свет представляет собой поток лучистой энергии, распространяющийся вдоль геометрических лучей и подчиняющийся закону сохранения энергии. Последний состоит в том (см. уравнение (3.1.31)), что энергия, протекающая в единицу времени через любое поперечное сечение трубки лучей, остаегся постоянной. [c.177] Здесь 6 — угол между направлением (а, Р) и нормалью к элементу поверхности, ( j) (рис. 4.29) и В— коэффициент, в общем случае зависящий от (g, ti) и (а, (i), т. е. [c.178] Следовательно, фотометрическая сила света в каком-то направлении пропорциональна косинусу угла между этим направлением и нормалью к поверхности. Соотношение (8) называется законом Ламберта (законом косинусов), если он выполняется, то говорят о диффузном излучении, или диффузном отражении, в соответствии с тем, имеем мы дело с излучающей или отражающей поверхностью. [c.179] Однако в технической фотометрии обычно используются косвенные методы. Сначала создают стандарт источника света и выражают его фотометрические показатели в абсолютных энергетических единицах. Затем результаты измерения сравнивают с этими показателями, причем часто в качестве нуль-индикатора, т. е. индикатора одинаковой яркости, используют глаз. Сравнение с эталоном основано на простом законе, справедливом для освещенности, создаваемой точечным источником ) Q. [c.179] При расчете фотометрической освещенности обычно пренебрегают конечной протяженностью источника, если его линейные размеры меньше 1/20 его расстояния до освещаемой поверхности. [c.179] Каждая из четырех величин F, В, / и Е имеет свою единицу измерения в практической системе. Обычно основной фотометрической единицей считается единица силы света и через нее уже выражают единицы для F, В н Е, поскольку эталон силы света изготовить гораздо проще, чем эталон светового потока. Ранее за единицу силы свста принималась международная свет соответствующие эталонные источники (угольные лампы) хранились в ряде национальных лабораторий. Недавно была введена новая единица, называемая свечой (св) последняя определяется как одна шестидесятая силы свста на квадратный сантиметр от абсолютно черного тела при те.мпературе затвер.девания платины ( 2042 К), Значение силы света для излучения различного спектрального состава должно оцениваться с помощью описанной выше процедуры с учетом кривой спектральной чувствительности глаза. [c.181] Единица светового потока называется люменом. Она соответствуег световому потоку, посылаемому внутрь единичного телесного yi-ла однородным точечным источником с силой света в 1 свечу. [c.181] Величина единицы освещенности зависит от выбранной единицы длины. Метрической единицей освещенности является люкс (лк), называемый иногда метр-свеча, она соо1ветствует освещенности площади в 1 квадратный метр, на которую падает световой поток в 1 люмен. [c.181] Единицей яркости служат свеча на квадратный сантиметр, называемая стильбом (сб), и свеча на квадратный метр — нит. [c.181] ПОД термином диафрагмы мы будем понимать не только отверстия в экране, но и края линз и зеркал. [c.182] Рассмотрим все лучи, исходящие из осевой точки предмета Ро. Диафрагма, определяющая поперечное сечение пучка, формирующего изображение, называется апертурной диафрагмой. Для определения се положения необходимо найти параксиальное изображение каждой диафрагмы в части системы, предшествовавшей ей изображение, которое видно из точки Ро иод наименьшим углом, называется входным зрачком. Реальная диафрагма, изображением которой является входной зрачок, является апертурной диафрагмой. (Если эта диафрагма находится перед первой поверхностью, то она совпадает с входным зрачком.) Угол 200, под которым виден диаметр входного зрачка из точки Р , называется угловой апертурой со стороны предмета или просто угловой апертурой (рис. 4.33). [c.182] В пучке лучей, исходящих из каждой точки предмета, всегда имеется луч, проходящий через центр входного зрачка он называется главным (или опорным) лучом пучка и играет важную роль в теории аберраций. В отсутствие аберраций главный луч проходит также через центры апертурной диафрагмы и выходного зрачка. [c.182] Если апертурная диафрагма находится на задней фокальной плоскости той части системы, которая предшествует этой диафрагме, то входной зрачок расположен, в бесконечности й все главные лучи в пространстве предмета будут параллельны оси. Такая система называется /пелацентрической со стороны предмета. Если апертурная диафрагма находится на передней фокальной плоскости той части системы, которая следует за этой диафрагмой, то выходной зрачок лежит в бесконечности, и все главные лучи в пространстве изображения будут параллельны оси в этом случае система называется телеценЬгрической со стороны изображения. Телецентрические системы используются при измерениях размеров предметов. [c.182] Если параметры системы, за исключением величины угловой апертуры, фиксированы, то последняя определяет количество света, проходящего через систему. Имеются и другие величины, часто используемые для описания светосилы оптической системы, например числовая апертура (Ч. А.) объектива микроскопа. Последняя определяется как произведение синуса от половины угловой апертуры со стороны предмета на показатель преломления среды в пространстве предмета, т, е. [c.182] Подходящей мерой, характеризующей светосилу систем, предназначенных для работы с предметами, расположенными на больших расстояниях, например телескопов или некоторых фотографических объективов, служит так называемое число Р или номинальное фокальное отношение ). Оно равно отношению фокусного расстояния / объектива к диаметру входного зрачка й, т. е. [c.183] Так для линзы с фокусным расстоянием 10 см и апертурой 2 см величина = 5. Такая линза называется линзой //5. [c.183] Такие величины, как угловая апертура, числовая апертура и число Р, которые можно считать мерой светосилы прибора, часто называют относительными апертурами. [c.183] Кроме апертурных диафрагм, в оптических системах существуют еще и диафрагмы поля арвния они определяют ту часть поверхности протяженного предмета, которая отображается прибором. Рис. 4.34 иллюстрирует различие между этими двумя типами диафрагм. [c.183] Чтобы определить диафрагму поля зрения, найдем сначала изображение каждой диафрагмы той частью системы, которая предшествует ей. Изображение, которое видно из центра входного зрачка под наименьшим углом (2ф на рис. 4.33), называется входным люком, а угол 2ф — полевым углом или углом поля зрения. Диафрагма, которой соответствует входной люк, и является тре- буемой диафраг.мой поля зрения. [c.183] Изображение входного люка всей системой (или изображение диафрагмы поля зрения гой частью системы, которая следует за ней) называется выходным люком. Угол, под которым виден выходной люк из центра выходного зрачка (2ф1 на рис. 4.33), иногда называется угловым полем изображения. [c.183] Вернуться к основной статье