Оптика пәні Оптика
жүктеу/скачать 3.49 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Энергетикалық және фотометриялық шамалар
| Негізгі қорытындылар
Жарықтың энергия тасымалдайтындығы күнделікті тәжірибеден белгілі. Бірақ жарық қалай таралады және қандай түрдегі энергияны тасымалдайды? Энергия негізгі екі жолмен – бөлшектер немесе толқындар көмегімен тасымалдануы мүмкін. Бірінші жағдайда энергия тасымалдаушы материалдық бөлшектер болады, ал екінші жағдайда толқындар энергияны үлкен қашықтықтарға тасымалдай алады, бірақ осы жағдайда дәл осындай қашықтықтарға массаның орын ауыстырылуы болмайды. Осыған байланысты жарық табиғаты жайында сөз болғанда жарық көзінен жарық жеке бөлшектер ағыны түрінде тарала ма, әлде жарық көзі шығаратын толқындар түрінде тарала ма деген сұрақтың қойылуы заңды. Оптика тарихынан мұның шешуі қиын сұрақ болғандығы көрінеді. Мәселе мыңада: жарық өзінің корпускулалық табиғатын да айқын байқатпайды, дәл осылай су бетінде таралатын толқынға ұқсас, бірақ өркештері өте кішкентай жарық толқындарының бар екендігі де көрініп тұрмайды. Физиктердің көпшілігі толқындық теорияны мойындаған 19 ғ. 30-ы жылдарына дейінгі тәжрибелік деректер біресе бір көзқарастың, біресе басқа көзқарастың дұрыстығын қолдайтындай болып тұрған. 19 ғ. аяғында жарықтың электромагниттік толқын екендігі тағайындалды. 20 ғасырда бұған түзетулер мен өзгерістер енгізілгенімен, жарықтың толқындық теориясы өте сәтті болып шықты. Энергетикалық және фотометриялық шамалар Жарық толқыны энергия тасымалдайды. Әртүрлі оптикалық зерттеулерді жүргізгенде жарық энергиясын және онымен байланысты шамаларды өлшеу қажет болады. Оптикалық аумаққа жататын электромагниттік толқындардың тасымалдайтын энергиясын өлшеулермен шұғылданатын оптика бөлімі фотометрия деп аталады. Ескеретін нәрсе, жарық өте сирек жағдайларда ғана шамамен бір толқын ұзындықтан тұратын, монохроматты толқын болады. Көбінесе толқын ұзындықтары әртүрлі көрінетін де, көрінбейтін де аймаққа жататын толқындар қабаттасып тұрады. Қатты қыздырылған денелер шығаратын ақ жарықта толқын ұзындықтары әртүрлі толқындар болады. Сондықтан осындай жарықты толық энергетикалық сипаттау үшін энергияның толқын ұзындықтар бойынша үлестірілуі көрсетілуі керек. Бұдан басқа жарық өлшеулері үшін көбінесе іріктей қабылдағыштар (селективные приемники) қолданылады. Сонда осындай өлшеулер үшін осы қабылдағыштар толқын ұзындығы әртүрлі жарықты қалай қабылдайтындығын білу аса маңызды. Осы тұрғыдан алғанда энергияны жай қабылдау емес, жарық энергиясын қабылдау қызығушылық туғызады: демек, энергетикалық шамадан жарықтың қабылдануын сипаттайтын шамаларға қалай ауысуға болатындығын тағайындау қажет болады. Көп жағдайда жарықтың энергетикалық сипаттамаларының өзі емес, бұлармен байланысқан субъективті сезімдерді анықтау қажет. Мысалы, жұмыс істеу үшін жазу үстелінің ең қолайлы жарықталуын анықтау қажет болсын. Жарықтың энергетикалық сипаттамалары көмегімен мұны анықтай алмаймыз, өйткені үстелге бағытталатын сәуленің бірдей қуаты жарықтың спектрлік құрамы әртүрлі болған жағдайда тіпті әртүрлі жарықталу сезімін тудырады. Осындай мәселелерді шешу үшін энергетикалық шамалардан өзгеше, фотометриялық деп аталатын басқа шамаларды қолдануға тура келеді. Энергетикалық және фотометриялық шамалар өзара байланыста. Энергетикалық шамалар. Электромагниттік толқындардың энергетикалық жағын сипаттайтын шамалар энергияны, энергия ағынын және т.б. өлшеу үшін қолданылатын жалпы энергетикалық бірліктермен өлшенеді. Жарықтың қолданылу салаларында сәуле интенсивтігінің объективтік энергетикалық сипаттамасы ғана емес, бақылаушы көзіне оның әсер ету өлшемі де маңызды. Мәселен, 800 К-ге дейін қыздырылған дене инфрақызыл сәулелерді қарқынды шығарады, бірақ осы сәулелер көрінбейді және көздің қабылдаған бұлардың интенсивтігі нөлге тең болады. Сондықтан қос өлшеу бірліктерін: энергетикалық (объективті энергетикалық сипаттамалар бойынша бағаланатын) және фотометриялық (көзге әсер етуі бойынша бағаланатын) бірліктерді енгізуге тура келеді. Энергетикалық шамаларды анықтау сәуле қуатына негізделген. Егер сәуле түріндегі энергия уақыт ішінде шығарылатын болса, онда сәуле қуаты: , (1) Бұл қуат барлық мүмкін толқын ұзындықтар бойынша үлестіріледі. Сәуле қуатының спектрлік тығыздығы , (2) мұндағы -толқын ұзындықтарының ( ) аралығына келетін қуат: (3) Сәуле материалдық денелердің беттерінен шығарылады. Ауданы дене бетінің элементі элементар сәуле шығарғыш болады (1-сурет). -дене беті элементінің ауданы, -энергия ағыны тығыздығы, -элементар жарық көзі шығаратын сәуле қуаты. жүктеу/скачать 3.49 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|