2.3. Модели источников излучения

Источник излучения – это некоторая поверхность, излучающая энергию. Общими характеристиками источника излучения являются:

• Поток излучения;

• Диаграмма силы света (светометрическое тело силы света) – показывает распределение силы света в пространстве (рис.2.3.1). Сила света зависит от двух углов во взаимно перпендикулярных направлениях: .

  
  Рис.2.3.1. Диаграмма силы света.
  

• Яркость – наиболее полная характеристика, где x, y – координаты на поверхности источника, , – углы в полярных координатах.

Введем систему координат (рис.2.3.2), где – линейный вектор, – угловой вектор.

Рис. 2.3.2. Система координат.

Полная модель источника определяется спектральной плотностью энергетической яркости , зависящей от линейного вектора и углового вектора .

Ламбертовский излучатель – это такой излучатель, у которого яркость постоянна и не зависит от направления (то есть не зависит от положения точки на поверхности и от угла наблюдения).

На практике любая хорошо рассеивающая поверхность может считаться ламбертовским излучателем (белая матовая бумага, шероховатые поверхности металлов, поверхность только что выпавшего снега, и т.д.).

2.3.1. Плоский ламбертовский излучатель

Плоский ламбертовский излучатель – бесконечно тонкий плоский диск. Диаграмма распределения силы света от такого источника имеет вид окружности (рис.2.3.3).

Рис. 2.3.3. Плоский ламбертовский излучатель.

Силу света от такого источника можно вычислить, зная яркость источника:

где – проекция источника на плоскость, перпендикулярную направлению излучения, – источник, – сила света в направлении нормали к поверхности, – угол между рассматриваемым направлением и нормалью.

Плоская поверхность, имеющая одинаковую яркость по всем направлениям, излучает свет, сила которого изменяется по закону косинуса:

(2.3.1)

2.3.2. Сферический ламбертовский излучатель

Диаграмма распределения силы света от сферического ламбертовского излучателя имеет вид окружности (рис.2.3.4).

Рис.2.3.4. Сферический ламбертовский излучатель.

Сила света от сферического ламбертовского источника постоянна во всех направлениях:

(2.3.2)