Оптическое излучение

Излучение (радиация) является одной из форм существования материи в виде электромагнитного поля. Характерной особенностью излучения является корпускулярно - волновой дуализм. Фотон - элементарная частица излучения, энергия которой (квант) равна

e=hn

где h = 6.626´10^-34 Дж´с - постоянная Планка;

n- частота излучения, Гц. В вакууме фотоны движутся со скоростью света с₀ » 2.9979-10⁸ м/с. Корпускулярные свойства фотона определяются его массой и импульсом

m_ф = e/с₀, Р_ф= hn/c, l= с_0/n.

Генераторами излучения являются движущиеся молекулы и атомы вещества. Монохроматическое (однородное) излучение получить на практике нельзя, но под ним принято понимать совокупность выделяемых источником излучения фотонов, обладающих практически одинаковой длиной волны. Сложное излучение представляют состоящим из совокупности монохроматических излучений. Светотехника имеет дело с оптическим излучением, т.е. электромагнитным излучением с длинами волн примерно от 1 нм до 1 мм - лежащими в области между рентгеновскими лучами и радиоизлучением (рисунок 1.1). Оптическая область спектра делится на ультрафиолетовую (УФ) видимую и инфракрасную (ИК). Ультрафиолетовое излучение - оптическое излучение, длины волн монохроматических составляющих которого лежат в пределах от 1 до 380 нм. Видимое излучение (свет) - излучение, которое, попадая на сетчатую оболочку глаза, может вызвать зрительное ощущение (ощущение - превращение энергия внешнего раздражителя в факт сознания). Видимое излучение имеет длины волн монохроматических составляющих в пределах 380 – 780 нм. Инфракрасное излучение имеет длины волн монохроматических составляющих, больше длин волн видимого излучения (но не более 1 мм).

Спектр излучения - совокупность монохроматических излучений, входящих в состав сложного излучения.

Сплошной спектр – спектр, у которого монохроматические составляющие заполняют без разрывов интервал длин волн, в пределах которого происходит излучение.

Полосатый спектр – спектр, монохроматические составляющие которого образуют дискретные группы (полосы), состоящие из множества тесно расположенных линий.

Линейчатый спектр – спектр, состоящий из отдельных, не примыкающих друг к другу монохроматических излучений.

Поток излучения Ф – мощность излучения или мощность световой энергии, эффективная величина измеряется в люменах

Ф = dQ/dt.

Ф_е(l,dl) = dQ_e(l,dl)/dt,

где dQ_e, dQ_e(l,dl) - энергия сложного и монохроматического излучений, испускаемые за время dt;

Ф_е и Ф_е(l,dl) - потоки сложного и монохроматического излучений, Вт. Единица светового потока - люмен (лм). 1 лм соответствует световому потоку, излучаемому в единичном телесном угле точечным изотропным источником с силой света 1 кд (кандела). Т.к. во многих случаях размеры источника излучения намного меньше расстояния от него до облучаемого объекта, то можно рассматривать условный точечный источник излучения, т.е. такой, размеры которого настолько малы по сравнению с расстоянием до приёмника, что ими можно пренебречь при расчетах.