Глава 1 Общие свойства излучения

Оптические основы фотографии

1.1. Введение
Фотография представляет собой метод записи световых излучений, как правило, организованных в оптическое изображение. Запись ведется на светочувствительных материалах или цифровых носителях. Они обладают чувствительностью как к видимой, так и ультрафиолетовой областям спектра. Это дает возможность в нужных случаях регистрировать не только световые, но и невидимые коротковолновые излучения. Созданы и применяются фотографические материалы и методы, позволяющие записывать также и длинноволновую (инфракрасную) часть спектра. Поэтому в теории фотографического процесса рассматриваются понятия и величины, относящиеся к широкой области спектра.

В связи с этим необходимо рассмотреть свойства оптических излучений * и, в частности, световых. Такой подход оправдан не только с практической точки зрения, но и потому, что дает достаточно общее представление о явлениях, протекающих при фотографической регистрации.
1.2. Лучистый поток
Свойства излучения выражают общей мощностью и ее распределением по спектру (т. е. по длинам волн или частотам).

Мощность Ф лучистой энергии называется лучистым потоком и измеряется в Ваттах, а также дольных и кратных им единицах. Лучистый поток определяют по реакции устройств, поглощающих энергию, - фотоэлементов, термоэлементов, болометров. По силе тока, даваемого фото- или термоэлементом, судят о мощности излучения. Реакция болометра - изменение сопротивления под влиянием нагревания, вызванного поглощением излучения.

Часто удобнее пользоваться не потоком, а производными от него величинами, показывающими, как он распределен на поверхности тел и в пространстве (табл. 1.1).

Таблица 1.1
Энергетические и световые величины

Величины и их обозначения Физический смысл величины Формула и единица измерения
энергетическая световая энергетической величины снетопой величины
Энергетическая сила света (сила излучения), Iэ Сила света I Пространственная плотность лучистого Ф (светового F) потока. В пределе I - величина потока в данном направлении. Iэ=dФ/dw
Вт*стер-1
I=dF/dw
кандела (кд) или лм*стер-1
Энергетическая освещенность (облученность), Еэ Освещенность, E Поверхностная плотность потока по площади Q** облучаемого (освещаемого) тела Еэ=dФ/dQ
Вт*м-2
Е=dФ/dQ
люкс (лк) или лм*м-2
Энергетическая экспозиция, Нэ Экспозиция (количество освещения), Н Поверхностная плотность лучистойй Wэ (световой W) энергии Hэ=Eэt=w/Q
Вт*-2*с
H=Et=w/Q
лм*м-2*с (лк*с)
Энергетическая светимость (плотность излучения), Rэ Светимость, R Поверхностная плотность лучистого Ф (светового F) потока по площади излучающего (светящегося) тела Rэ=dФ/dQ
Вт*м-2
R=dF/dQ
лм*м-2
Энергетическая яркость (лучистость), Вэ Яркость, В Поверхностная плотность энергетической силы I° света (силы света I) в данном направлении по площади излучателя Bэ=dIэ/dQ*cosA
Вт*м-2*стер-1
B=dI/dQ*cosA
лм*стер-1*м-2
Просмотреть таблицу в графическом виде
* Оптической областью спектра называется интервал длин поли спектра электромагнитных излучений в пределах 10-3,4-105 нм.
** Здесь площадь обозначается буквой Q (вместо S). Символ S оставлен для обозначения светочувствительности фотографических материалов.

Оптические основы фотографии Продолжение