To tylko jedna z 14 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
RADIOMETRIA
• Aby jednoznacznie scharakteryzować przedmiot musimy oprócz rozmieszczenia punktów świecących podać również ich moc promieniowania, charakterystykę kierunkową rozchodzenia się energii oraz jej rozkład widmowy.
• Kierunek rozchodzenia się promieni świetlnych pokrywa się z kierunkiem rozchodzenia się energii, która wywołuje reakcję w odbiorniku (np. oku). Dowolny układ optyczny dokonuje nie tylko przekształceń geometrycznych (przedmiot-obraz), ale również przekształceń energetycznych. D- wpływ dioptryjny układu (przekształcenie „geometryczne”);
F - selektywny filtr absorpcyjny.
• Radiometria zajmuje się pomiarami energii fal elektromagnetycznych. Jej częścią składową jest fotometria, która również zajmuje się pomiarami energii fal, ale w aspekcie wpływu na wrażenia wizualne w oku ludzkim.
RADIOMETRIA - c.d.
• Z uwagi na ogólniejszy charakter wprowadzimy najpierw pojęcia radiometrii. Podane zależności będą ważne dla zbioru punktów świecących światłem niekoherentnym - pomijamy zjawiska interferencyjne!
• Załóżmy, że źródło światła (punktowe lub rozciągłe) wysyła w określonym czasie pewną ilość energii [J]. Moc promieniowania źródła zwana strumieniem energetycznym opisuje ilość energii wypromieniowywanej w jednostce czasu:
[W]
• Jeśli źródło światła można uważać za punktowe - to znaczy, jeśli jego wymiary są pomijalnie małe (w stosunku do odległości, z której je rozpatrujemy!) - możemy to źródło scharakteryzować kątowym rozkładem strumienia energetycznego w przestrzeni, opisanym za pomocą natężenia promieniowania :
[W/sr]
RADIOMETRIA - c.d.
• Dla źródła o skończonych rozmiarach możemy zdefiniować też emitancję promienistą jako strumień energii wysyłany przez jednostkowy element powierzchni otaczający dany fragment źródła:
[W/m2]
• Drugą wielkością, która opisuje ilość energii wysyłaną przez źródło skończone, jest luminancja energetyczna - stosunek natężenia promieniowania do powierzchni rzutu elementu źródła na płaszczyznę prostopadłą do danego kierunku (rozchodzenia się promieniowania):
[W/(m2sr)]
RADIOMETRIA - c.d.
• Emitancja opisuje charakterystykę powierzchniową źródła a luminancja daje dodatkowo informację o rozkładzie przestrzennym energii wysyłanej ze źródła.
Przykładowy wykres (dwuwymiarowy!) natężenia promieniowania oraz luminancji energetycznej . Krzywe znormalizowane dla . Dla
(…)
… energetycznego jest w fotometrii strumień świetlny :
gdzie jest tzw. fotometrycznym równoważnikiem promieniowania. Jednostką strumienia jest lumen [lm].
FOTOMETRIA - c.d.
• Wielkością opisującą źródło światła (odpowiednik natężenia promieniowania) jest światłość , która dla punktowego źródła światła w danym kierunku wynosi:
Jednostką światłości jest kandela [cd] - podstawowa jednostka układu SI.
• Jako jednostka podstawowa, kandela zdefiniowana jest poprzez wzorzec: jest to światłość ciała doskonale czarnego o powierzchni (1/6)*10-5 m2, promieniującego w kierunku prostopadłym do swej powierzchni, w temperaturze krzepnięcia platyny, pod ciśnieniem 101325 N/m2 (jednej atmosfery fizycznej). Dla tego wzorca: • Dla tak przyjętej jednostki podstawowej, możemy zdefiniować lumen: .
FOTOMETRIA - c.d.
• Emitancję świetlną danego elementu powierzchni świecącej definiujemy jako:
• Luminancja danego elementu powierzchni świecącej w danym kierunku to stosunek światłości do pola powierzchni prostopadłej do danego kierunku:
Jednostkami luminancji są: nit [nt] i stilb [sb].
• Wielkością związaną z odbiornikiem światła jest natężenie oświetlenia elementu powierzchni naświetlonej:
Jednostką natężenia oświetlenia jest luks [lx]: ŹRÓDŁA ŚWIATŁA
• Najpowszechniejsze (czynne) źródła światła to termicznie wzbudzone ciała stałe (np. żarówka elektryczna, Słońce), dla których rozkład spektralny jest zbliżony do rozkładu promieniowania ciała doskonale czarnego.
• Ciało (doskonale) czarne to ciało, które całkowicie pochłania padającą nań energię, niezależnie od długości fali i kąta padania. Gęstość monochromatyczna emitancji…
…, dla którego spełnione jest warunek:
Wtedy, całkując wyrażenie wiążące z możemy otrzymać:
i w efekcie:
gdzie: Takie źródło nazywamy lambertowskim - źródło promieniuje (odbija, rozprasza) zgodnie z prawem Lamberta.
RADIOMETRIA - c.d.
• Ponieważ źródło może promieniować światło o różnych długościach fal, wprowadza się pojęcia gęstości monochromatycznych strumienia energetycznego, natężenia promieniowania, emitancji…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)