2 Сведения о приемниках энергии излучения

Реакция приемника излучения на падающий поток излучения оценивается эффективным потоком Ф_эф. Численно определяется мощностью, током, протекающим в выход­ной цепи приемника, или другой величиной, описываю­щей реакцию приемника на поглощенный им поток из­лучения.

Чувствительность приемника характеризует реак­цию приемника на падающий на его приемную поверх­ность поток излучения

- имеет размерность величины, соответствующей отношению эффективного потока Ф_эф к потоку излучения Ф_е, т. е.

S_п = С Ф_эф / Ф_е

где С — коэффициент пропорциональности;

Ф_эф — энер­гетический выход преобразования приемником излуче­ния;

Ф_е — коэффициент поглощения приемником потока излучения.

Спектральная чувствительность приемника s_nλ по аналогии с S_п может быть определена так:

s_nλ=С α_λ η_эλ

где α_λ — спектральный коэффициент поглощения прием­ником монохроматического потока излучения;

η_эλ — энергетический выход преобразования приемником мо­нохроматического потока излучения.

Относительная спектральная чувствительность при­емника излучения V _пλ — число, характеризующее от­ношение спектральной чувствительности приемника из­лучения к максимальной спектральной чувствительности этого же приемника s_{п max}, т. е.

V_пλ= s_nλ /s_{п max}

Для создания систем величин и единиц пользуются эффективными потоками образцовых приемников, мера реакции которых на облучение должна отвечать следу­ющим требованиям:

1. Подвергаться непосредственному или косвенному измерению с достаточной степенью точности.

2. При облучении монохроматическим излучением относительная спектральная чувстви-тельность V _пλ (от­носительная спектральная. световая эффективность) дол­жна оставаться постоянной.

3. При облучении сложным излучением мера реак­ции должна однозначно определяться чувствительно­стью приемника s_n.

3 Энергетическая и световая системы величин

Световой поток — мощность излучения, которая оценивается по световому ощущению, воспринимаемому глазом человека

Единицей измерения светового потока служит люмен (лм).

Световой поток, падающий на какую-либо поверхность, освещает ее. Об интенсивности осве­щения поверхности судят по плотности распределения по ней светового потока, называемой освещенностью.

- определяется отношением светового потока, упавшего на поверхность, к ее площади:

Е=Ф/S

- освещенность не зависит от свойств самой поверхности: ее формы, цвета, светлоты.

Одинаковый световой поток создает равную освещен­ность на темной и светлой поверхностях при равенстве их площадей.

Единицей освещенности - люкс (лк).

Осве­щенность поверхности будет равна 1 лк, если на каж­дый 1 м² ее площади упадет световой поток в 1 лм, т. е. 1 лк= 1 лм/1 м².

Пр. Определить освещенность на листе бумаги 200x300 мм, если на него падает световой поток 12 лм.

Площадь листа бумаги, выраженная в квадратных метрах, составляет:

S = 0,2_*0,3 = 0,06 м².

Освещенность листа

E=Ф/S = 12/0,06 = 200 лк.

М ногие источники света излучают свето­вой поток неравномерно — с различной интенсивностью в разных направлениях пространства. Чтобы характеризовать распределе-ние светового потока источника, вве­дено понятие силы света, определяющее плотность све­тового потока в данном направлении.

Численное значение силы света в данном направле­нии.

В световом пото­ке источника выделяется его часть, распростра-няющая­ся внутри очень узкого конуса с вершиной в точке расположения источника света. В таком конусе за направление распространения света можно принять направле­ние его оси ОА.

Отношение светового потока, заключенного в узком конусе, к величине телес­ного угла конуса ω определяет силу света в направле­нии оси конуса:

I=Ф/ω

Единица силы света - кандела (кд), является основной светотехнической единицей, зна­чение ее устанавливается по специальному эталону.

- определяется как световой поток, рас­пространяющийся равномерно в телесном углу 1ср, если сила света в направлении оси угла равна 1 кд.

Пр. Световой поток источника света 500 лм равно­мерно распространяется внутри телесного угла 0,5 ср. Определить силу света источника:

I =Ф/ω=500/0,5 = 1000 кд.

Для практического использования источники света (лампы) устанавливаются в специальных приборах — светильниках. Понятие силы света примени­мо не только к источнику света, но и к светильнику.

Характеристикой распределения сил света светильни­ка в пространстве является кривая силы света. Каждая точка кривой определяет в выбранном масштабе значение силы света I_α в направ­лении угла α, отсчитываемом против часовой стрелки от вертикальной оси.

На вертикальной оси откладываются в масштабе силы света в канделах.

Если кривая света светильника симметрична относительно вертикальной оси, то левую часть кривой обычно не показывают, а ограничиваются изображением ее правой части в углах 0—180° (показана жирной линией).

Р аспределение силы света может быть задано не только в виде кривых силы света, но также и в виде таблиц зависимости силы света I_α от угла α.

Яркость В светящей поверхности S в определенном направлении называется отношение силы света поверхности I в данном направлении к проекции поверхности S на плоскость Р, перпендикулярную к тому же направлению

В= I/(Пр S)

- за­висит от направления, с которого его рассматривают.

- является светотехнической хар-кой, которую непосредственно воспринимает глаз.

Единицей яркости слу­жит кд/м².

Пр. Светящий элемент прямоугольной формы разме­ром 3x4 м имеет силу света в перпендикулярном направлении 1200 кд. Определить яркость элемента в направлении силы света.

В данном случае плоскость, перпендикулярная силе света эле­мента, параллельна плоскости самого элемента. Поэтому площадь проекции элемента равна его площади:

S=3x4 = 12 м².

Яркость

В= I/(Пр S)= В= I/S=1200/12=100 кд/м²