Спектральная плотность потока излучения

Фотомéтрия – это раздел оптики, в котором изучаются способы измерения параметров источников света, световых пучков и освещенных поверхностей.

Световая волна несет некоторую энергию, называемую лучистой энергией или энергией излучения. Энергия излучения , как и любая другая энергия, измеряется в джоулях: . Количество энергии, переносимое световой волной за единицу времени через какую-то поверхность, называется потоком излучения или лучистым потоком. Поток излучения измеряется в единицах мощности – ваттах: .

Энергия световой волны, поглощенная телом, превращается в другие виды энергии, например, в тепловую. Важнейшим свойством света является его способность действовать на глаз, производя в нем зрительное ощущение. Но человеческий глаз воспринимает световое излучение ограниченного диапазона – от 0,38 мкм до 0,76 мкм, а уровень зрительной чувствительности зависит от длины волны. Предметом фотометрии является измерение энергии оптического излучения, оцениваемой по его энергетическому действию (энергетическая фотометрия) или по воздействию на человеческий глаз (световая фотометрия).

Поэтому применяется два ряда фотометрических величин – энергетических и световых, а соответственно, и два ряда единиц измерения этих величин (см. табл. 30.1).

Любая реальная световая волна представляет собой волновой пакет, т. е. является совокупностью волн различной длины в некотором интервале . Функция распределения потока излучения по длинам волн называется спектральной плотностью потока излучения

, (30.1)

где – энергетический поток, приходящийся на интервал длин волн от до . Вид этой функции (см. рис. 30.1) различен для световых волн, испускаемых разными источниками.

Таблица 30.1

Энергетич. фотометрические величины	Световые фотометрические величины
Величина	Обоз-наче-ние	Единица измерения и формула	Величина	Обоз-наче-ние	Единица измерения и формула
Поток излучения		Вт	Световой поток		кд·ср = лм (люмен)
Сила излучения		Вт/ср	Сила света		кд (кандела)
Энергетическая освещенность		Вт/м2	Освещенность		лм/м2 = лк (люкс)
Энергетическая яркость		Вт/(ср·м2)	Яркость		кд/м2 = нт (нит)
Энергетическая светимость		Вт/м2	Светимость		лм/м2
Энергетическая экспозиция		Дж/м2	Экспозиция		лк·с

Поток излучения, переносимый световой волной в интервале длин волн от до , можно выразить интегралом (площадь фигуры АВСD):

. (30.2)

Поток излучения, переносимый всеми волнами электромагнитного спектра от до ,

. (30.3)