Приемники излучения

Человеческий глаз способен воспринимать электромагнитное излучение с длинами волн, лежащими в пределах 4000—7000 А. Физические приборы чувствительны к электромагнитному излучению значительно более широкого диапазона от γ-лучей до радиоволн; они способны также регистрировать звуковые волны и материальные частицы. Некоторые общие понятия (базирующиеся на законе сохранения энергии и втором начале термодинамики) применимы ко всем источникам излучения и ко всем вопросам радиационного переноса энергии. В настоящей главе мы рассмотрим эти общие понятия в применении к обнаружению излучений, лежащих в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях электромагнитного спектра. Затем будут описаны некоторые свойства человеческого глаза как прибора для обнаружения и анализа световых волн. Мы рассмотрим применение физических измерений для сравнения различных видов освещения, а также обсудим некоторые вопросы колориметрии.

Селективные и неселективные приемники

Пучок лучей вызывает поток энергии через любую поверхность, пересекающую пучок. Поток энергии имеет размерность энергия/время, т. е. размерность мощности, и поэтому он может измеряться в ваттах. Приемником излучения называется прибор, помещаемый в пучок излучения, который поглощает всю или часть падающей на него энергии и дает определенную реакцию, называемую сигналом. Если величина сигнала зависит только от потока энергии и не зависит от длины волны, то такие приемники называются неселективными. Для примера рассмотрим тонкую зачерненную металлическую полоску, помещенную в пучок света (рис. 10.1). Ее температура будет расти до тех пор, пока поглощаемая из пучка энергия не станет равной энергии, теряемой вследствие теплопроводности, конвекции и излучения. Это увеличение температуры можно использовать для получения электрического тока, который в свою очередь вызовет отклонение S рамки гальванометра, т. е. сигнал. Нетрудно показать, что отклонение с большой степенью точности пропорционально потоку энергии Р в пучке. В таком случае приемник называется линейным, и его чувствительность г можно определить соотношением

S = rP. (10.1)

Размеры деталей, изображенных на рисунке, более чем в 10 раз превосходят истинные 1 — зачерненная золотая фольга, 2 — спай, в — брусок Bt из положительного термоэлектрического материала Mi, 4 — брусок В» из отрицательного термоэлектрического материала Мг

Относительная чувствительность

Тепловые приемники

Постоянная времени тепловых приемников

Селективные приемники

Фотоэлементы с внешним фотоэффектом

Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом и фотоэлементы с запирающим слоем

Минимальный регистрируемый поток



Фотографическая пластинка

Калибровка селективных приемников

Физическая фотометрия

Спектрофотометры

Абсорбционная спектрофотометрия

Глаз как приемник излучения

Фотометрическая шкала Международной осветительной комиссии

Темновая адаптация

Фотометрия. Определение фотометрических величин

Фотометрические единицы

Фотометрические измерения

Вопросы освещения

Характеристика цвета

Трихроматизм

Аддитивность