Основные фотометрические величины и их единицы: световые величины.

Фотометрия — раздел оптики, занимаю­щийся вопросами измерения интенсивно­сти света и его источников. В фотометрии используются энергетические и световые величины: световые — характеризуют физио­логические действия света и оцениваются по воздействию на глаз

Световые величины. Основной световой единицей в СИ является единица силы света — кандела (кд),. Световой поток Ф определяется как мощность оптического излучения по вы­зываемому им световому ощущению (по его действию на селективный приемник света с заданной спектральной чувстви­тельностью).

Единица светового потока — люмен (лм). Светимость R определяется соотно­шением R=Ф/S.Единица светимости — люмен на метр в квадрате (лм/м²). Яркость В_j светящейся поверхности в некотором направлении j есть величина, равная отношению силы света I в этом направлении к площади S проекции све­тящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направле­нию:

В_j=I/(Scosj).Единица яркости — кандела на метр в квадрате (кд/м²). Освещенность E — величина, равная отношению светового потока Ф, падающе­го на поверхность, к площади S этой поверхности: Е=Ф/S.

Единица освещенности — люкс (лк).

8. Принцип Гюйгенса. Двойственная корпускулярно-волновая природа света. Когерентность и монохроматичность световых волн. Механизм испускания света атомами. Волновой цуг. Время когерентности.

Волновая теория основывается на прин­ципе Гюйгенса: каждая точка, до кото­рой доходит волна, служит центром вто­ричных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени.

Две Теории света: корпу­скулярная и волновая. Согласно корпускулярной теории, свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами и летящих по прямо­линейным траекториям.

Волновая теория основывается на прин­ципе Гюйгенса: каждая точка, до кото­рой доходит волна, служит центром вто­ричных волн, распростр-ся во всех направлениях.

Когерентность и монохроматичность световых волн. Необходимое условие интер-ции волн-их когерентность. Этому условию удовлетворяют монохроматические во­лны —волны одной определеннoй,по­стоянной частоты.

Понять физическую причину немоно­хроматичности, а следовательно, и некоге­рентности, волн, испускаемых двумя неза­висимыми источниками света, можно исхо­дя из механизма испускания света атомами. В двух самостоятельных источ­никах света атомы излучают независимо друг от друга. В каждом из таких атомов процесс излучения конечен и длится очень короткое время. За это время возбужденный атом возвращается в нор­мальное состояние и излучение им света прекращается. Возбудившись вновь, атом снова начинает испускать световые волны, но уже с новой начальной фазой. Так как разность фаз между излучением двух та­ких независимых атомов изменяется при каждом новом акте испускания, то волны, спонтанно излучаемые атомами любого источника света, некогерентны. Прерывистое излуче­ние света атомами в виде отдельных ко­ротких импульсов называется волновым цугом.

Средняя продолжитель­ность одного цуга t_ког называется време­нем когерентности.

9. Интерференция света. Оптическая разность хода. Условия интерференционных максимумов и минимумов.

интерферен­ция света это явление наложения двух (или нескольких) когерентных световых волн, при котором происходит пространственное перераспре­деление светового потока, в результате чего в одних местах возникают максиму­мы, а в других — минимумы интенсивно­сти.

Произведение геометрической длины s пути световой во­лны в данной среде на показатель n пре­ломления этой среды называется оптиче­ской длиной пути L, а D=L₂-L₁ — раз­ность оптических длин проходимых во­лнами путей — называется оптической разностью хода.

Если оптическая разность хода равна целому числу волн в вакууме D=±mlА₀ (m=0, 1, 2,...), то 6= ±2mp и колебания, возбуждаемые в точке М обеими волнами, будут про­исходить в одинаковой фазе. Следователь­но, D=±mlА₀ (m=0, 1, 2) является условием интерферен­ционного максимума.

Если оптическая разность хода

то d=±(2m+1)p и колебания, возбуж­даемые в точке М обеими волнами, будут происходить в противофазе. Следователь­но, (172.3) является условием интерферен­ционного минимума.