Лекции по основам светотехники. Лекции По Основам Светотехники (Шашлов А. Б.). Вопросы к экзамену. Вопрос 1
 Скачать 3.97 Mb.
|
|
Вопрос №8. 36.Преобразование излучений оптическими средами. 37. Понятие оптической среды. 38. Характеристики преобразования излучения: световые коэффициенты, кратности, оптические плотности, связь между ними.39. Светофильтры. 40 Классификация. 41-42.Эффективная плотность. 36. Преобразование излучений оптическими средами. При попадании излучения на тело происходит их взаимодействие. Часть излучения отражается, часть проходит через него, часть поглощается телом. Отраженные и прошедшие излучения отличаются от упавшего на тело по мощности, спектральному составу и направлению потока излучения. Φ0 Φρ Φα Φτ Φ0 – излучение, Φ ρ – отраженное стеклом, Φτ – прошедшее, Φα – поглощенное. Способность тела к подобному преобразованию характеризуется коэффициентами: отражения – ρ=Φρ/Φ0; поглощения - α=Φα/Φ0 ; пропускания - τ=Φτ/Φ0 . Если коэффициенты определяются по преобразованию световых потоков (F,лм), то их называют световыми: ρсв=Fρ/F0 ; αсв=Fα/F0 ; τсв=Fτ/F0 Воздействие окрашенной оптической среды на излучение зависит от спектрального состава излучения Φ0(λ) и спектральной кривой оптической среды. При прохождении спектральной кривой Φ0(λ) через светофильтр со спектральной кривой пропускания τ(λ) вышедшее из светофильтра излучение имеет другой спектральный состав и другую мощность: Φ0 τ Φτ λ Спектральную кривую вышедшего из светофильтра излучения можно рассчитать по спектральным кривым, используя формулу Φτ(λ)= Φ0(λ)* τ(λ) 37. Понятие оптической среды. При попадании излучения на тело происходит их взаимодействие. Часть излучения отражается, часть проходит через него, часть поглощается телом. Отраженные и прошедшие излучения отличаются от упавшего на тело по мощности, спектральному составу и направлению потока излучения. Φ0 Φρ Φα Φτ Φ0 – излучение, Φ ρ – отраженное стеклом, Φτ – прошедшее, Φα – поглощенное. Способность тела к подобному преобразованию характеризуется коэффициентами: отражения – ρ=Φρ/Φ0; поглощения - α=Φα/Φ0 ; пропускания - τ=Φτ/Φ0 . 38. Характеристики преобразования излучения: световые коэффициенты, кратности, оптические плотности, связь между ними. Если коэффициенты определяются по преобразованию световых потоков (F,лм), то их называют световыми: ρсв=Fρ/F0 ; αсв=Fα/F0 ; τсв=Fτ/F0 Кратностью называют такое число, показывающее во сколько раз нужно увеличить время экспонирования данного светочувствительного материала при использовании светофильтра. Часто вместо коэффициентов пропускания и отражения используют оптическую плотность D. Она связана с оптическими коэффициентами формулами: Dτ = lg1/τ = - lg τ; Dρ = lg1/ρ = - lg ρ. Оптическая плотность может быть определена по световым коэффициентам. В этом случае ее называют визуальной. Визуальная плотность в проходящем свете: Dвиз τ = lg1/τсв = lg F0/Fτ в отраженном свете: Dвиз ρ= lg1/ρсв = lg F0/Fρ 39. Светофильтры – оптические детали, изготовленные из среды, обладающей избирательным пропусканием света и предназначенные для изменения спектрального состава или уменьшения интенсивности проходящего через них светового потока. 40 Классификация: по форме кривой спектрального пропускания: -монохроматические (пропускают только узкий диапазон волн) -селективные (задерживают часть спектра, а остальную пропускают) -нейтрально-серые (поглощают свет равномерно для всех длин волн) по целевому назначению: -компенсационные -аддитивные -субтрактивные -корректирующие -защитные 43. Эффективная плотность. Кратность (светофильтров) рассчитывают по формуле  или  Где- актиничность без светофильтра и - актиничность, при прохождении света через цветную оптическую среду. Рассчитаем эффективную оптическую плотность: визуальную D виз и D коп. Визуальная плотность в проходящем свете равна логарифму величины, обратной световому коэффициенту пропускания:  Копировальная плотность среды  Визуальная плотность по нормированным спектральным кривым излучения и спектральной кривой пропускания рассчитывается:  Эффективную оптическую плотность или копировальную рассчитывают, если оригинал цветной   - спектральная чувствительность материала, на который с помощью излучения копируют изображение, чья спектральная характеристика описывается кривой  .Вопрос №9 44. Закон Бугера - Ламберта- Бера. 45. Величины, связываемые законом. 46. Смысл показателей К и Х. 47. Аддитивность оптических плотностей. 48. Отклонения от закона. 49. Закон Ламберта. 50. Индикатрисы светорассеяния, мутность сред. 51. Типы светорассеяния. 44. Закон Бугера - Ламберта- Бера. Для монохроматического излучения. 1) Бугер и Ламберт открыли закон, связывающий поглощение монохроматического излучения гомогенной средой с толщиной слоя этой среды. Ламберт предложил для закона математическое выражение:  Бэр установил, что при поглощении монохроматических излучений разбавленными растворами вещества в прозрачном растворителе коэффициент поглощения  . Зависимость - объединенный закон Бугера-Ламберта-Бэра 2) На практике закон Бугера-Ламберта и объединенный закон Бугера-Ламберта-Бэра записывают так:  т.е. переходят от основания натуральных логарифмов "е" к основанию "10", кроме того, обычно опускают индекс "  ".3) логарифмическое выражение закона Бугера-Ламберта-Бэра:  где  - (  )- удельный показатель поглощения. Это постоянная, не зависящая от толщины и концентрации светопоглощающего вещества, но зависящая от его природы и длины волны излучения. С – ( )- концентрация светопоглощающего вещества, l- (м)- толщина.Для сложного излучения. Для сложного излучения (дневной свет, свет реальных источников) выражение для Ф/Ф0 имеет более сложный вид, чем для монохроматического излучения:  для нейтрально-серых оптических сред можно перейти от потоков излучения Ф к световым потокам F. закона Бугера-Ламберта-Бэра в виде  Закон применяют когда: 1) исключено отражение излучения (  = 0) от поверхности материала или слоя вещества. Если  , входящий в материал поток равен не  2) Среда гомогенная . Если оптическая среда мутная, т.е. гетерогенная, она рассеивает часть света. Для таких сред закон не соблюдается. 45. Величины, связываемые законом. В Законе связываются поглощение монохроматического излучения гомогенной средой с толщиной слоя этой среды - Закон Бугера - Ламберта –Бэра. Законом связываются  - поток монохроматического излучения, падающий в виде пучка параллельных лучей на слой гомогенной поглощающей среды перпендикулярно ее поверхности;  - поток излучения, прошедший через слой;  - коэффициент поглощения, не зависящий от мощности излучения  , но зависящий от природы вещества, составляющего слой, и длины волны падающего излучения. При поглощении монохроматических излучений разбавленными растворами вещества в прозрачном растворителе коэффициент поглощения К в формуле Бугера -Ламберта пропорционален концентрации светопоглощающего вещества .В логарифмическом выражении закона Бугера-Ламберта-Бэра: связываются величины- удельный показатель поглощения (м2/г). Это постоянная, не зависящая от толщины и концентрации светопоглощающего вещества, но зависящая от его природы и длины волны излучения, концентрации вещества С (г/м3) и толщина слоя вещества l (м) 46. Смысл показателей χ ,К. логарифмическое выражение закона Бугера-Ламберта-Бэра: где - удельный показатель поглощения. Это постоянная, не зависящая от толщины и концентрации светопоглощающего вещества, но зависящая от его природы и длины волны излучения. Ее единица измерения определяется единицами измерения концентрации вещества С и толщины слоя вещества l. Если С выражена в , а l в метрах, то имеет размерность .Из формулы  , следует, что оптическая плотность зависит от природы светопоглощающего вещества и пропорциональна поверхностной концентрации вещества  .Бэром было установлено, что при поглощении монохроматических излучений разбавленными растворами вещества в прозрачном растворителе коэффициент поглощения К в формуле Бугера-Ламберта пропорционален концентрации светопоглощающего вещества . ЗависимостьНазывается объединенным законом Бугера-Ламберта-Бэра |