Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
§ 72. Единицы световых величин
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 72. Единицы световых величин. В системе световых еди-
ниц за исходную величину принята е д и н и ц а с и л ы с в е т а. Эта единица имеет условный характер: в качестве единицы силы света принята сила света некоторого эталонного источника. Та- ким источником, дающим силу света I = 1, вначале условились считать пламя свечи, изготовленной строго стандартным обра- зом. Однако этот эталонный источник оказался мало удобным, так как даваемая им сила света несколько изменяется по мере образования «нагара» и, кроме того, зависит от температуры и влажности воздуха. Для установления эталона силы света бы- ло предложено много других источников, в частности эталонные электрические лампы накаливания, образцы которых хранятся в крупных государственных измерительных лабораториях и кон- тролируются взаимными сравнениями. Единица силы света называется канделой (кд) — от латин- ского слова candela, что означает свеча. Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего излу- чение частоты 540 · 10 12
энергетическая сила света которого в этом направлении состав- ляет 1/683 Вт/ср. Кандела является одной из основных единиц Международной системы единиц (СИ). Эталоны в виде электрических ламп не являются достаточно по- стоянными и в случае их порчи не могут быть точно воспроизведены. Поэтому международным соглашением введен новый эталон, который можно точно воспроизвести. Он представляет собой специально устро- енный сосуд, в котором расплавляется химически чистая платина; в платину вставлена тугоплавкая узкая трубочка, раскаляемая до тем- пературы платины. Свет испускается внутренней полостью трубочки через ее открытый конец. При затвердевании чистой платины темпе- ратура ее имеет строго определенное значение, равное 2042 К. Сила света, излучаемого при этой температуре в направлении оси трубочки 7*
196 Гл. VIII. Фотометрия и светотехника с поверхности, равной 1 / 60
см 2 , будет строго определенной. Эта сила света равна одной канделе. За е д и н и ц у с в е т о в о г о п о т о к а принят люмен (обо- значается лм). Люмен есть световой поток, испускаемый то- чечным источником, сила света которого равна 1 кд, внутри единичного телесного угла (т. е. угла, равного 1 ср). Для излуче- ния, соответствующего максимуму спектральной чувствительно- сти глаза (λ = 555 нм), световой поток равен 683 люменам, если энергетическая сила света равна 1 Вт/ср. За е д и н и ц у о с в е щ е н н о с т и принимается освещен- ность такой поверхности, на 1 м 2 которой падает световой поток 1 лм, равномерно распределенный по площадке. Эта единица освещенности называется люкс (лк). Освещенность 1 лк по- лучается на поверхности сферы радиуса 1 м, если в центре сферы помещен точечный источник, сила света которого равна 1 кд. Приведем значения освещенности для некоторых типичных случаев (табл. 1). Т а б л и ц а 1. Освещенность (в люксах) в некоторых типичных случаях Освещенность под прямыми солнечными лучами 100 000 в полдень (средние широты) » при киносъемке в ателье 10 000 » на открытом месте в пасмурный день 1 000 » в светлой комнате не очень далеко от окна 100 » на рабочем столе для тонких работ 100–200 » необходимая для чтения 30–50 » на экране кинотеатра 20–80 » от полной Луны 0,2 » от ночного неба в безлунную ночь 0,0003 С открытием лазеров, обладающих высокой интенсивностью, появилась возможность создавать значительно большие освещен- ности, правда, в течение очень малых промежутков времени. Существенную роль играет то свойство лазеров, что они дают излучение с малой расходимостью светового пучка. Благодаря этому все излучение лазера практически можно собрать в пят- нышко с площадью около 10 − 6
2 . Небольшой лазер с пол- ной энергией 0,1 Дж за вспышку, длящуюся 10 − 8 с, создает в пределах такого пятнышка в течение вспышки «чудовищно» большую плотность мощности 10 13 Вт/см 2 или 10 тераватт/см 2
Гл. VIII. Фотометрия и светотехника 197
(ТВт/см 2 ) 1 ). Заметим, что мощность всех электростанций на Земле составляет примерно 1 ТВт. Легко подсчитать, что осве- щенность, создаваемая таким лазером в пределах небольшого пятнышка, для света с длиной волны λ = 555 нм составляет примерно 10 20 лк, т. е. почти в 10 15 раз выше, чем максимальная освещенность, даваемая Солнцем.
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|