fényforrások
A fényforrás szervnek sugárzó energia tartományban.
besorolása fényforrások végezhető függően különböző tulajdonságokkal rendelkeznek. Tehát fontos a fizika részlege a fényforrások a helyszínen, és a folyamatos (modell fényforrások).
Lehetőség szét természetes és mesterséges fényforrások. A természetes forrásokból: a Nap, a csillagok, a légköri elektromos kisülések, stb Mesterséges fényforrások venni: láng, a különböző lámpák, LED-ek és a lézerek. Mesterséges fényforrások szerint megosztott a típusú energia, hogy alakul át sugárzás.
A fényforrások vannak osztva:
- Hőforrások (fény, amely úgy tűnik, mint eredményeként a felfűtés magas hőmérsékletnek);
- lumineszcens források (fénykibocsátás, ami miatt előfordul, hogy az átalakulás a különböző formájú energiából eltérő hő).
És mesterséges fényforrások megoszthatják kialakítástól függően jellemzői.
Jellemzői fényforrások. fényerősség
A pontszerű fényforrás nevezzük. méretet el nem hanyagolható összehasonlítva a távolság a forrástól a megfigyelési pont. Az optikailag homogén, izotróp közeg hullámok, amely bocsát ki az egy pontban, gömb alakúak.
Annak érdekében, hogy jellemezze a pontforrás használják olyan dolog, mint a fény intenzitása ($ I $). amely a meghatározás szerint:
ahol a $ df $ - fény, amely egy forrás által kibocsátott belül térszögbe $ d \ Omega $. Ha figyelembe vesszük a gömbi koordináta-rendszerben, azt mondhatjuk, hogy általában a fény intenzitása függ a poláros ($ \ vartheta $) és azimut ($ \ varphi $) szögek ($ I = I (\ vartheta, \ varphi) $).
A fényforrás az úgynevezett izotróp. ha a fény intenzitása nem függ az irányt. Mert izotrop fényforrás felírható, hogy:
ahol F - teljes fényáram forrás bocsát ki minden irányba. Nagysága a forrás ereje, definiált (2) az úgynevezett átlagos teljesítmény a gömb alakú fényforrás.
Ha a forrás nem tekinthető a fénypont (kiterjesztett forrás), majd az intenzitás fogalmát elem felületén ($ dS $). Ebben az esetben, az (1) képletben érték alatt $ $ dF megérteni a fényáram, hogy besugározza a felülete a forrás elem ($ dS $) belül térszög ($ d \ Omega $).
Problémák kontroll minden tantárgyból. 10 éves tapasztalat! Ár 100 rubelt. 1-jétől nap!
Alapegysége fényerősség mérés $ $ SI candela (cd $ $) (régi - gyertya (közlemény $ $)). $ 1 $ cd bocsát ki referencia fény formájában egy fekete test hőmérséklete $ T = 2046,6 K $ (megszilárdulási hőmérséklete a tiszta platina), és nyomása 101325 Pa $ $.
fényáram
Fényáram által küldött pontforrás szilárd szög $ d \ Omega, $ adja meg:
Ennek megfelelően, a teljes fényáramot, ami árad a forrás, egyenlő az integrál teljes térszöge 4 $ \ pi $:
Az alapvető mértékegysége a fényáram - lumen (lm $ $), amely egyenlő a fényáram forrás, amely bocsát ki $ 1 $ cd belsejében térszöge egy szteradián $ $.
fény
Az érték ($ E $) egyenlő:
Ez az úgynevezett megvilágítás. Az expresszió (5) dF_ $ $ -. A fényáramot, ami beeső egy elem felületén $ dS $ SI megvilágításának mért lux (lx).egy egyenletes eloszlását áramlási a felület felett.
Lighting, amely létrehoz egy pontforrás lehet kiszámítani:
r-, ahol a távolság a forrástól a felszínre, $ \ alpha $ - közötti szög a felület normál és a forrás irányába.
Problémák kontroll minden tantárgyból. 10 éves tapasztalat! Ár 100 rubelt. 1-jétől nap!
Írunk az olcsó és éppen időben! Több mint 50 000 bizonyított szakemberek
fényesség
Bővített fényforrás jellemzi fényesség ($ R $) részei. Ez jellemző sugárzás (reflexió) fény kiválasztott elem felületének minden irányban. Ez a meghatározás szerint:
ahol a $ _ $ - áramot bocsát ki elem forrás felülete ($ dS $) minden irányban a $ 0 \ le \ vartheta \ le \ $ frac, ahol $ \ vartheta $ - a szög, amelyet a preferenciális irányba, hogy a külső normális felületre.
Fényerősség képes kialakulni, mivel a felületi reflexió a beeső fény. Ebben az esetben az $ _ $ kell érteni a kifejezést (8) áramlás, amely tükrözi az elemi felület dS a $ \ $ minden irányban.
A fényesség mérése lux $ $.
Fényesség ($ B $) használjuk a jellemző sugárzás (reflexió) a kívánt irányba a fény. Az irány beállítása azonos polárszöget ($ \ vartheta $), ami lerakódik a külső normál ($ \ $ overrightarrow) a kibocsátó területet és irányszög ($ \ varphi $). Ez a fizikai mennyiség meghatározása:
ahol a $ dS $ - elemi világító teret. Általában $ B = B (\ vartheta, \ varphi) $.
Fényforrások, melynek fényereje nem változik attól függően, hogy az irányt, az úgynevezett Lambert (vagy koszinusz engedelmeskedik Lambert-törvény). Lambert lámpatestek dI $ $ elemi terület arányos a $ cos \ vartheta. $
Feladat: Keresse meg a fény sugárzik, hogy az elemi felület dS a $ $ belsejében egy kúp, amelynek tengelye merőleges a kiválasztott elem. a kúp szöge egyenlő $ \ vartheta_0 $. Ez azt feltételezi, hogy a világító felület engedelmeskedik Lambert és a fényerő egyenlő $ B $.
Ennek alapján a probléma megoldására kerül meghatározása fényerősség és a kifejezett eleme a fényáram:
Elemental szilárd szög gömbi koordináták adják:
\ [D \ Omega = sin \ vartheta d \ vartheta d \ varphi \ left (1,2 \ jobbra). \]
Behelyettesítve a kifejezés a térszög az expressziós (1.1), kapjuk:
\ [DF = Bsin \ vartheta d \ vartheta d \ varphi dScos \ vartheta \ left (1,3 \ jobbra). \]
Mi található a teljes fényáram integráció a kifejezést (1.3):
Válasz :. $ F = \ pi ^ 2 VdSsin \ vartheta_0 $
Cél: fényerő egyenletes fényes korong sugara $ r $ megfelelően változott a törvény $ B = B_0cos \ vartheta, $, ahol $ B_0 = const, \ vartheta \ - \ $ szöget zár be a felületre merőleges. Mi a fénykibocsátás (P), amely bocsát ki egy lemezt?
Element fényáram, a következő egyenletet használva a probléma feltételek kifejezni mindkét düh
\ [DF = Bd \ Omega dScos \ vartheta = B_0 ^ 2d \ Omega dS \ left (2,1 \ jobbra), \]
ahol elemi szilárd szög gömbi koordináták adják:
\ [D \ Omega = sin \ vartheta d \ vartheta d \ varphi \ left (2,2 \ jobbra). \]
Fényáram fogja találni a szerves kifejezés (2.1) a (2.2):