Глава 1 Общие свойства излучения

1.4. Световой поток

Излучения, находящиеся в интервале спектра 400 - 700 нм *, называются световыми: они вызывают реакцию органа зрения. Рассмотренные понятия об эффективном потоке, приемнике и его чувствительности относятся и к глазу. Эффективный в отношении этого приемника поток называется световым. Иначе говоря, световой поток есть количественная характеристика лучистого, выражающая его способность производить световое действие. Световое действие двухмерно: во-первых, с увеличением мощности возрастает уровень реакции органа зрения - излучение воспринимается как более светлое. Количественная характеристика реакции глаза, а также свойство излучения казаться более или менее светлым называется светлотой. Во-вторых, с изменением длины волны изменяется качество светового ощущения. Два излучения с длинами волн

1 = 400 нм и

2 = 500 нм представляются нам качественно различными - соответственно фиолетовым и голубым. Качественная характеристика реакции глаза и соответствующее свойство излучения называются цветностью. Реакции других приемников одномерны: фотоэлемент даст только фототек, и по его реакции невозможно различить длины волн, упавших на катод излучений.

Формула (1.3), связывающая эффективный поток с лучистым, применительно к зрительному приемнику - глазу - имеет вид

где

- световой поток, переносимый излучением с длиной волны

;
k - коэффициент, называемый световым эквивалентом лучистой энергии;

- спектральная чувствительность глаза, выраженная в относительных единицах и называемая видностью.

Так как одинаковые эффективные потоки дают равные реакции, то два равносветлых излучения, независимо от их цветностей и мощностей, выраженных в Вт, переносят одинаковые световые потоки. Поэтому для равносветлых монохроматических пучков

1 можно на основании (1.4) записать

Опыт показывает, что наибольшей светлотой при данной мощности обладает излучение

555 Из этого ясно, что S555 есть максимальная спектральная чувствительность глаза.

Пусть в предыдущем уравнении

1 = 555 нм. Тогда

Приняв U555=1 и учитывая (1.2), получим для произвольной длины волны

Следовательно, видность

есть доля чувствительности S555 и выражается она отношением лучистого потока Ф555 к данному Ф

при условии, что излучения указанных длин волн равносветлы.

Метод определения видности к излучениям с разными длинами волн понятен из рис. 1.3, на котором дана схема простейшего фотометра. В поле зрения наблюдателя находятся грани белой матовой призмы, на которую направлены сравниваемые излучения. Оба они, прежде чем упасть на призму, проходят через ослабители, например диафрагмы Д, позволяющие известным образом ослабить их мощности. Изменяя отверстия диафрагм, добиваются равенства светлот граней. Зная лучистые потоки, при которых устанавливается это равенство, определяют значение видности

Сложность определений состоит в том, что разноцветные пучки трудно сравнивать по светлоте. Применяются специальные облегчающие такое сравнивание которые рассматриваюся в курсах оптики.

Рис. 1.3. К измерению видности излучений.

* На глаз действуют излучения более широкого интервала - 380-770 нм. Однако чувствительность глаза к участкам 380-400 и 700-770 нм незначительна (см. табл. 1.2) и ею часто пренебрегают.

Оптические основы фотографии

Продолжение