Фотометрія (грец. Φῶς. Родовий відмінок φωτός - світло і μετρέω - вимірюю) - загальна для всіх розділів прикладної оптики наукова дисципліна, на підставі якої виробляються кількісні вимірювання енергетичних характеристик поля випромінювання.
В основі фотометрії як науки лежить розроблена А. Гершуні теорія світлового поля [1]. [2].
На практиці положення теорії світлового поля реалізуються інженерною дисципліною - світлотехнікою. [3]
Історія Правити
- E - освітленість
- відстань від джерела до об'єкта
- -сила світла точкового джерела
- -кут падіння променів щодо нормалі до поверхні.
Використання терміну «світло» стосовно до опису поля випромінювання в будь-якій області спектрального діапазону оптичного випромінювання. а не тільки у видимій його області, в даний час є загальновизнаним ( «швидкість світла», «промінь світла»)
Вказівка на застосування в кожному конкретному випадку енергетичних або світлових одиниць усуває всі приводи до сумлінних непорозумінь. Іншими словами Фотометрія - розділ оптики. в якому досліджуються енергетичні характеристики світла при його випущенні, розповсюдженні і взаємодії з тілами. Оперує фотометрическими величинами.
У фізичної оптики інтенсивність поля електромагнітного випромінювання визначається квадратом модуля вектора напруженості електромагнітного поля E, (який є основною розраховується величиною у фізичній оптиці), і характеризується щільністю поля (нім. Energiedichte) dw:
dw = dE / dV = ε x | E | (2)
де dV - елемент об'єму в заданій точці простору, а dE є енергія поля, укладеного в даному обсязі в даний момент часу [4]
При цьому, ε є діелектрична постійна середовища. в якій поширюється випромінювання.
В оптичному діапазоні спектра частоти електромагнітних коливань настільки високі, що безпосереднє вимірювання модуля цього вектора (на відміну від радіотехніки) неможливо. Сучасними технічними засобами забезпечується лише усереднене значення цієї величини в інтервалі часу, що характеризується інерційністю приймача випромінювання. Ефекти взаємодії випромінювання з речовиною, в тому числі і з приймачем випромінювання, що лежать в основі вироблення несе інформацію сигналу. визначаються саме поглиненої енергією випромінювання, а не напруженістю електромагнітного поля.
Перехід на використання в теоретичній оптиці енергетичних характеристик поля привів би до нелінійності рівнянь, що позбавило б підстав використання принципу суперпозиції, як базового принципу, що дозволяє пояснити багато оптичні явища.
Крім того, рівняння Максвелла, що дозволяють обчислити значення Е не враховують в явному вигляді ні геометрії поля випромінювання, ні його фотометричних характеристик, і тому сучасна теорія оптичних приладів не використовує математичного апарату теорії Максвелла в усій повноті. [5]
Будучи орієнтованою на практику, теорія оптичних приладів продовжує базуватися на використанні геометричної оптики і закону збереження енергії.
Існує офіційно визнана сукупність термінів, що описують енергетичні характеристики поля випромінювання [6].
У зв'язку з цим теоретик світлового поля Гершун говорив: Той, хто при спробі опису світлового поля користується терміном «інтенсивність» або навмисно відмовляється від можливості його кількісного опису, або не розуміє того, про що говорить [7]. [8]
Теорія світлового поля Правити
Вихідною енергетичної характеристикою поля випромінювання є «спектральна щільність енергетичної яскравості»
B (λ) = d (E) / [d (λ) x d (t) x dS x d (ω)],
позначає частку енергії випромінювання, що лежить в одиничному інтервалі довжин хвиль, що проходить за одиницю часу через перпендикулярну поширенню випромінювання майданчик одиничної площі і поширюється в межах одиничного тілесного кута. (Див. Рис.) Якщо додати до цього ще й орієнтацію площини поляризації, то сукупність значень спектральної щільності яскравості вичерпним чином описує поле випромінювання.
Спектральна щільність яскравості є скаляр, величина якого залежить від орієнтації в просторі нормалі до площадки dS. Відкладаючи в бажаному масштабі значення B (λ) за різними напрямками нормалі при різної орієнтації майданчика, отримуємо тіло спектральної щільності яскравості. як вихідну характеристику поля неполяризованого випромінювання для даної точки поля випромінювання.
Фотометричні вимірювання Правити
Фотометр - прилад для вимірювання будь-яких з фотометричних величин. частіше за інших - однієї або декількох світлових величин.
При використанні фотометра здійснюють певний просторове обмеження потоку випромінювання і реєстрацію його приймачем випромінювання із заданою спектральною чутливістю. Освітленість вимірюють люксметрами. яскравість - яскравомірами. альбедо - альбедометр. світловий потік і світлову енергію - за допомогою фотометра інтегруючого. Прилади для вимірювання кольору об'єкта називають колориметрами.
Див. Також Правити
Примітки Правити
Виділити Фотометрия і знайти в: