Оптическое излучение. Поток излучения

Теплообмен излучением характеризуется тем, что некоторая часть внутренней энергии тела преобразуется в энергию излучения и передается через пространство. Носителями теплового излучения являются электромагнитные волны (фотоны), которые распространяются в пространстве в соответствии с законами оптики. Тепловое излучение тел определяется только их температурой и оптическими свойствами их поверхности. Излучение, соответствующее всему спектру длин волн (частот), называется интегральным излучением. Поток излучения, проходящий через единицу поверхности по всем направлениям (в пределах полусферического телесного угла), называется поверхностной плотностью потока интегрального излучения E dQ/dF. [c.114]

ПП и пирометры частичного излучения Смотрич-1, 2, 3 выпускаются в исполнениях согласно блок-схемам (рис. 9.25). Принцип их действия основан на зависимости энергетической яркости излучения объекта в ограниченном участке длин волн от его температуры. Блок-схема пирометра приведена на рис. 9.26. С помощью оптической системы поток излучения от участка поверхности нагретого тела, темпе- [c.347]

Одним из центральных понятий курса Теория оптических систем является понятие о свете. Авторы пособия под понятием свет подразумевали оптическое излучение в оптическом диапазоне спектра, т. е, электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 0,01 нм до 1 см. Свет, оптическое излучение, поток излучения являются идентичными понятиями, световой же поток или видимое излучение приняты как понятия, относящиеся к области спектра с длинами волн от 380 до 770 нм. [c.4]

Оптическое излучение. Поток излучения [c.103]

В ранее использованной модели [163, 171] предполагалось, что элементарные слои, образующие стопу, имеют толщину, равную d, и их оптические характеристики принимались равными характеристикам частиц. Такая связь между свойствами элементарного слоя и образующих его частиц может быть использована по крайней мере в качестве первого приближения при плотной упаковке частиц. Если система частиц сохраняет высокую объемную концентрацию при неплотной упаковке, связь между параметрами элементарного слоя и образующих его частиц будет более сложной. Для расчета этой зависимости служит геометрическая модель элементарного слоя—двумерная модель дисперсной среды [177], в которой реальные частицы, расположенные случайным образом в одной плоскости, заменены системой регулярно расположенных в узлах плоской квадратной сетки с шагом 2ур сфер. В рамках геометрической оптики взаимодействие излучения с поверхностью не зависит от ее размеров [125], поэтому принято, что сферы имеют единичный радиус. Предполагается, что поверхность их диффузно отражающая, серая. Для расчета характеристик элементарного-слоя используется вспомогательная схема (рис. 4.1), образованная моделью 2 и двумя абсолютно черными плоскостями I и 3. Задав на а. ч. плоскости 1 поток излучения плотностью qb, можно найти коэффициенты отражения и пропускания модели rt и Т( по отношению потоков, попадающих на плоскости / и 5 после многократного отражения на частицах, образующих систему 2, к заданному потоку, а затем поглощательную способность и равную ей степень черноты. [c.149]

Определив среднюю оптическую плотность изображения всей окружающей модель дисперсной среды из отношения ее к оптической плотности изображения а. ч. тела, можно найти всл- В результате взаимодействия частиц плотность потока излучения слоя будет всегда больше, чем плотность излучения отдельной частицы. [c.174]

При оценке погрешностей фотоэлектрической пирометрии было найдено, что имеются источники погрешностей, связанные со способа.ми взаимодействия оптической системы и источника. Погрешности этой категории исследовать довольно трудно, так как они часто являются результатом сложных комбинаций различных эффектов. Один из наиболее важных эффектов такого рода связан с размером наблюдаемого источника и распределением яркости за пределами геометрически наблюдаемой площади. Для объекта конечного размера, находящегося в плоскости источника, поток излучения, прошедший плоскость диафрагмы, из-за дифракции меньше потока, который должен иметь место в соответствии с геометрической оптикой. Чтобы эти потери свести к нулю, нужно было бы увеличить размер источника так, чтобы в отверстии диафрагмы он стягивал угол 2л стерадиан. Таким образом, если пирометр измеряет по очереди два источника с разными размерами, сравнение будет содержать погрешность, обусловленную дифракцией. Дополнительная погрешность возникает в результате рассеяния на линзах объектива или на зеркале. Она также будет зависеть от размера источника, так как рассеяние пропорционально освещенности элементов объектива. [c.379]

В работах [556, 658] получены приближенные решения этой задачи. Рассмотрим первое из них. Для оптически плотной среды вблизи состояния термодинамического равновесия поток излучения определяется в виде [c.251]

В яркостных фотоэлектрических пирометрах чувствительным элементом является фотоэлемент, что позволяет освободить этот тип приборов от известной субъективности измерений, присущих оптическим пирометрам, и, следовательно, повысить точность измерений, а также дает возможность проводить автоматическую запись температуры и использовать эти приборы в системах автоматического регулирования. Ток в цепи фотоэлемента пропорционален потоку излучения, падающего на него от объекта измерения, н может служить мерой его температуры. [c.187]

Если поток излучения проходит последовательно через среды с коэффициентом пропускания Ть Т2, тз. .. и оптическими плотностями Di, D3..., то для совокупности этих сред коэффициент пропускания т и суммарная оптическая плотность D вычисляются по формулам [c.768]

В случае оптически толстой среды известно простое решение уравнения (1.46), которое позволяет представить поток излучения в особо простом виде [c.24]

Теплообмен излучением объема газа на всю граничную поверх- ность. Для предельного случая оптически тонкого слоя газа (ослабления излучения не происходит и весь поток излучения достигает поверхности оболочки) средняя длина пути луча [27] [c.424]

Интегральный метод является методом, синтезирующим представления методов многократных отражений и полных потоков излучения. В основу его кладутся интегральные уравнения, которые составляются применительно к отдельным видам излучения Интегральные уравнения. описывают процессы переноса излучением с произвольным распределением оптических свойств излучающей системы тел и промежуточной среды, непрерывно зависящих от координат точки. Они имеют общий и строгий характер, дают возможность составить полное представление [c.378]

Найденные системы алгебраических уравнений и соответствующие нм элементарные зависимости для различных видов излучения показы-. вают, что все потоки излучения зависят от температур, геометрических и оптических свойств тел, входящих в излучающую систему. [c.401]

Из формулы (5-5) становится очевидным, что диффузионное приближение для вектора потока излучения с постоянным коэффициентом переноса может быть получено в том случае, если А будет сохранять постоянное значение. Это условие выполняется тем точнее, чем больше оптическая плотность среды и чем ближе система будет находиться к состоянию термодинамического равновесия. [c.145]

Воспользуемся общим решением задачи (6-35) для расчета плотности результирующего потока излучения через слой серой чисто поглощающей среды, ограниченной черными стенками i(6i = e2 = ai = =02= I, й = а, Р=0). Температура первой граничной поверхности равна Ti, а второй Т 2=0К. В таких условиях можио ожидать, что коэффициенты xj и кг будут максимально отличаться друг от друга и наиболее резко зависеть от оптической толщины слоя Д. Результаты расчета для такого предельного случая интересно сопоставить с решениями, полученными другими методами. [c.178]

На рис. 5-32 приведены данные, показывающие изменение оптической толщины потока частиц углерода больших размеров в зависимости от произведения il. Эти данные были получены на основании измерений спектральной и полной пропускаемостей запыленных потоков, не содержавших частиц углерода размерами менее 40 мк. В качестве источника излучения использовалось абсолютно черное тело при температурах от 700 до 1500° К. [c.172]

Для определения лучистых тепловых потоков, которыми обмениваются различные тела, наряду с физическими (оптическими) свойствами — коэффициентом излучения необходимо также учитывать геометрические факторы. К ним относится угловой коэффициент излучения. Местное (локальное) значение углового коэффициента может быть найдено из соотношения [c.306]

ОСЛАБЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЬ (экстинкции показатель среды) — величина, обратная расстоянию, на к-ром поток излучения, образующего параллельный пучок, ослабляется за счёт поглощения и рассеяния света в среде в 10 раз (десятичный О. п.) или в е раз (натуральный О. п.). О. п.— сумма показателей поглощения и рассеяния среды. О. п. зависит от спектра излучения, а при большой интенсивности потока — и от её величины (см. Нелинейная оптика). См. также Оптическая толщина. [c.475]

Из приведенного выражения (3.41) следует, что даже в этом упрощенном варианте на величину потока излучения сказывают существенное влияние все оптические свойства слоя, в том числе и вид индикатрисы рассеяния. В этой связи следует отмегить, что величина коэффициента поглощения таких материалов, как пористое стекло и кварцевая керамика, целиком определяется их химическим составом. В то же время на коэффициент рассеяния основное влияние оказывает форма, ориентация и концентрация рассеивающих центров, какими являются поры. Это важное для технологии обстоятельство позволяет регулировать ошические характеристики проницаемых матриц из полупрозрачных материалов. [c.62]

Переход от черного тела к понятию оптически плотного потока, сформулированному Росселендом [658], был исследован в работе [811]. Уравнения пограничного слоя в среде, поглощающей тепловое излучение, были выведены в работах [100, 852]. Из других работ, посвященных пограничному слою излучающей среды (только газ), отметим работы Хоува, исследовавшего химически равновесный ламинарный пограничный слой в области торможе-24-517 [c.369]

Простота конструкции, высокая надежность, малые размеры и вес, высокая чувствительность, щирокий спектральный диапазон обеспечили применение фотосопро-тивлепий в автоматике, фотометрии, оптической спектроскопии, а также для регистрации слабых потоков излучения в инфракрасной области. [c.173]

В видимой и ультрафиолетовой областях спектра оптические свойства вещества в сильной степени зависят от связанных электронов. Значительно более явно выраженной становится зависимость п от длины волны потока излучения выводы электромагнитной теории, приписывающие величине п некоторое квазипостоянное значение, характерное для данного вещества, расходятся с действительностью. [c.767]

Приемная оптическая система ОЭП преобразует излучение от объектов наблюдения, фонов, организованных оптических помех, которое проходит через слой пространства и посгупает в ее входной зрачок. Изображение, построенное огггической системой, модулируется подвижным или неподвижным растром. В результате модуляции на чувствительную площадку приемника излучения падает переменный во времени поток излучения. Приемник излучения преобразует электромагнитное излучение в электрический ток или изменение напряжения. [c.4]

Для многомерного случая широко применяется приближение диффузии излучения [8] (приближение Росселанда, приближение оптически толстого слоя), которое позволяет получить выражение для вектора плотности теплового потока излучения вида [c.202]

Датчик состоит из кристалла LiTa толщиной 0,1 мм, поляризующей пленки, приклеенной с одной стороны кристалла, и диэлектрического зеркала, расположенного с другой стороны. Поток излучения по оптическому волоконному световоду через поляри- [c.127]

Действие цветовых пирометров основано на сравнении интенсивности излучения объекта в двух спектральных днаиазонах. Логарифм их отношения обратно пропорционален цветовой температуре объекта. Оптическая схема цветового пирометра обычно содержит два цветных фильтра, через которые с помощью модулятора поток излучения от объекта попеременно направляется на фотоприемник. Функциональная схема цветового пирометра показана на рис. 3. [c.132]

К задачам лучистого теплообмена может относиться определение потоков различных видов излучения по заданным температурам, оптическим свойствам поверхностей тел, их геометрической форме и размерам (прямая задача) определение температур поверхностей тел по заданным потокам излучения, оптическим и геометрическим свойствам тел (обратная задача) решение смешанных задач, когда для одних тел излучаюш,ей системы заданы потоки излучения, а для других — температуры и необходимо найти для некоторых тел температуры, а для других —лучистые потоки. Здесь будут рассматриваться лишь прямые задачи. В этих задачах наиболее важное практическое значение имеет определение потоков результирующего излучения. [c.378]

На фиг. 4 (кривая /) показано распределение спектральных эффективных потоков от элемента внутренней поверхности наружного цилиндра, измеренное спектрометром ИКС-12. Для этого же элемента поверхности были измерены эффективная температура Тэфх (при Х = = 0,65 мкм) с помощью оптического пирометра ОП-48, а также суммарный поток излучения и его эффективная температура Тэф радиометром полного излучения. [c.154]

Светящееся (сажистое) пламя образуется при сжигании жидких топлив и газа. Излучение такого пламени складывается из излучения трехатомных газов и мельчайших частиц сажистого углерода. В этих условиях ( т р<С1) оптическая толщина потока частиц углерода Тугл = Тс определяется по формуле (5-26), а величина Тзол = 0. Эффективная степень черноты факела рассчитывается здесь с учетом относительного заполнения топочного объема светящейся частью пламени т] по формулам (5-28) и (5-29). [c.183]

В литературе встречаются указания, что за счет дифракционных явлений большие частицы отбирают из потока излучения в 2 раза больше энергии, чем падает на площадь их поперечного сечения . Видимо, подобную формулировку об отъеме энергии можно применять без оговорок только тогда, когда приемниками излучения являются оптические устройства, и важно, насколько ослабленным приходит луч в определенную точку, лежащую, например, строго на его первоначальном направлении. В этом случае потерянным ( отнятым из потока) может действительно являться и отбрасывае.мое крупной частицей вперед излучение, коль скоро оно все же рассеяно, хотя бы в пределах довольно узкого телесного угла. Но в рассматриваемой здесь задаче теплообмена отнятым из потока будет лишь излучение, отброшенное назад. Поэтому во многих случаях теплообмена излучением в дисперсных системах крупных частиц роль дифракции на них может оказаться не особенно большой. Ведь при малой объемной концентрации частиц они не взаимодействуют, а для отдельной крупной частицы индикатриса рассеяния вытянута вперед. При плотной упаковке частиц возникнет кооперативный [c.84]

ЛУЧЕВАЯ ПРбЧНОСТЬ — способность среды или элемента силовой оптики сопротивляться необратимому изменению оптич. параметров и сохранять свою целостность при воздействии мощного оптич. излучении (папр., излучения лазера). Л. п. при многократном воздействии часто наз. лучевой стойкостью. Л. п. определяет верх, значение предела работоспособности элемента силовой оптики. Понятие Л. п. возникло одновременно с появлением мощных твердотельных лазеров, фокусировка излучения к-рых в объём или на поверхность среды приводила к её оптическому пробою. Л. п. численно характеризуется порогом разрушения (порогом пробоя) q — плотностью потока оптич. излучения, начиная с к-рой в объёме вещества или на его поверхности наступают необратимые изменения в результате выделения энергии за счёт линейного (остаточного) или нелинейного поглощения светового потока, обусловленного много-фотонным поглощением, ударной ионизацией или возникновением тепловой неустойчивости. Первые два механизма реализуются в прозрачных средах, лишённых любого вида поглощающих неоднородностей, а также при микронных размерах фокальных пятен или предельно малых длительностях импульсов излучения. При этом Л. п. достигает очень больших значений 10 Вт/см . При значит, размерах облучаемой области оптич. пробой обусловлен тепловой неустойчивостью среды, содержащей линейно или нелинейно поглощающие неоднородности (ПН) субмикропных размеров. Рост поглощения в окружающей микронеоднородность матрице связан с её нагревом ПН. При этом в материалах с малой шириной запрещённой зоны увеличивается концентрация свободных электронов, а в широкозонных диэлектриках происходит тер-мич. разложение вещества. <7 11, [c.615]

Наведённая О. а. может возникать в оптически изотропных средах под внеш. воздействием, меняющим локальную сил1метрию. Такими воздействиями могут быть механич., алектрич., магн. поля, мощные потоки излучения см. Фотоупругость, Керра эффект, Фарадея эффект, Коттона —Мутона эффект. Нелинейная оптическая активность). [c.428]

ПОЛНОЕ ВНУТРЕННЕЕ ОТРАЖЕНИЕ — отражение эл.-магн. излучения (в частности, света) при его падении на границу двух прозрачных сред с показателями преломления и щ из среды с большим показателем преломления ( i > rtj) под углом > (p pi К рого sin i p = ftj/ai = Наим, угол падения qp p-при к-рои происходит П. в. о., наз. предельным (критическим) или углом полного отражения. Впервые П. а. о, описано И. Кеплером (J. Kepler) в 1800. Поток излучения, падающий при углах ф Фкр< испытывает полное отражение от границ раздела, целиком возвращается в среду с iij, т. о. коэф. отражения Л = 1, В оптически менее плотной среде в области вблизи границы существует конечное значение ал.-магн. поля, однако поток энергии через границу отсутствует, т. к. перпендикулярная поверхности компонента Пойнтин-га вектора, усреднённая по времени, равна нулю. Это означает, что энергия проходит через границу дважды (входит и выходит обратно) и распространяется лишь вдоль поверхности среды в плоскости падения. Глубина проникновения излучения в среду Ид определяется как расстояние, на к-ром амплитуда эл.-магн, поля в оптически менее плотной среде убывает в е раз,Эта глубина зависит от относит, показателя преломления Kjj, длины волны X и угла ф. Вблизи ф р глубина проникновения наибольшая, с ростом угла вплоть до 90° плавно спадает до пост, значения. [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...