|
2.1. Энергетические единицы и соотношения между нимиЭлектромагнитное поле в однородных изотропных средах переносит энергию в направлении, которое указывается оптическим лучевым вектором . Энергия измеряется в джоулях: . 2.1.1. Поток излученияПоток излучения (лучистый поток) – это величина энергии, переносимой полем в единицу времени через данную площадку: , . Спектральная плотность потока
излучения
– это функция, показывающая распределение энергии по спектру излучения:
Общий суммарный поток для всех длин волн в диапазоне от
до : 2.1.2. Поверхностная плотность потока энергии (освещенность, светимость)Поверхностная плотность потока энергии – это величина потока, приходящегося на единицу площади:
Если площадка освещается потоком, то поверхностная плотность потока энергии будет иметь смысл энергетической освещенности или облученности . Если поток излучается площадкой, то поверхностная плотность потока энергии будет иметь смысл энергетической светимости . Спектральная плотность поверхностной плотности потока показывает распределение светимости или освещенности по спектру излучения: 2.1.3. Сила излученияЗа единицу энергетической силы света приняты сила излучения такого точечного источника, у которого в пределах равномерно распределяется поток излучения в . За направление силы света принимают ось телесного угла, в пределах которого распространяется поток излучения. Поток называется равномерным, если в одинаковые телесные углы, выделенные по какому-либо направлению, излучается одинаковый поток. Для неравномерного потока существует понятие средней
сферической силы света: Спектральная плотность силы излучения показывает
распределение силы излучения по спектру: 2.1.4. Энергетическая яркость
За единицу энергетической яркости принимают яркость плоской поверхности в , которая в перпендикулярном направлении имеет энергетическую силу света в . Спектральная плотность энергетической яркости
показывает распределение энергетической яркости по спектру: 2.1.5. Инвариант яркости вдоль луча Яркость постоянна (инвариантна)
вдоль луча при отсутствии потерь энергии:
Если среда неоднородна (показатель преломления меняется),
то используется приведенная яркость (инвариант яркости):
Следствие инврианта яркости: оптическая система не может увеличивать яркость проходящего через нее излучения, она может лишь уменьшить яркость за счет поглощения или рассеяния света. 2.1.6. Поглощение света средойЭнергетический коэффициент
пропускания
– это отношение энергетического светового потока ,
пропущенного данным телом, к энергетическому потоку ,
упавшему на него :
Если среда поглощает, то инвариант яркости вдоль луча
выглядит следующим образом: Спектральная плотность пропускания показывает распределение коэффициента пропускания по спектру. Оптическая плотность среды – логарифм величины,
обратной пропусканию: |