Основні світлотехнічні поняття

Будь-яке тіло, що має температуру вище абсолютного нуля, випромінює в навколишній простір променисту енергію, перенесення якої здійснюється електромагнітними хвилями. Особливістю випромінювання є його двоїстість, тобто корпускулярно-хвильовий дуалізм.

З одного боку, випромінювання здійснюється елементарними частинками – фотонами, енергія яких (кванти) визначається з виразу

,

де – постійна Планка;

ν –частота випромінювання, Гц.

Швидкість поширення фотонів у вакуумі дорівнює швидкості світла З іншого боку, хвильові властивості фотонів характеризуються довжиною хвилі і частотою, довжина хвилі фотона у вакуумі визначається

Електромагнітні хвилі характеризуються широким діапазоном від , що відповідає гама-випромінюванню, до – випромінювання генераторів змінного струму промислової частоти.

Світлотехніка вивчає оптичні випромінювання, що є електромагнітними хвилями з довжиною приблизно від і знаходяться між рентгенівськими променями і радіохвилями (рисунок 1).

Рисунок 1 – Діапазон електромагнітного і оптичного випромінювання

Оптичне випромінювання по-різному впливає на об'єкти, особливо на біологічні, тому діапазон оптичного випромінювання ділять ще на три області електромагнітних хвиль: 1 – 380 нм – ультрафіолетове випромінювання, нм – видиме, 780 нм – 1 мм – інфрачервоне випромінювання.

Видиме випромінювання має великий вплив на життя на Землі. Воно дає можливість живим організмам, зокрема людині, бачити й орієнтуватися в просторі. Під дією видимого випромінювання Сонця рослини і водорості виробляють продукти харчування для живих істот. Енергія органічних речовин у надрах Землі – це теж результат дії оптичного випромінювання Сонця протягом мільйонів років.

Спектр сонячного випромінювання являє собою суцільний спектр, у якому всі кольори плавно переходять один в інший. Випромінювання окремого кольору, однієї довжини хвилі, виділене з усього спектра, називається монохроматичним. Взагалі, суцільний спектр – це спектр, у якого монохроматичні складові заповнюють без розривів інтервал довжини хвиль, у межах якого відбувається випромінювання.

Розрізняють також смугастий і лінійчатий спектри. У смугастого спектра монохроматичні складові утворюють окремі групи (смуги), що складаються з множини тісно розташованих ліній. Лінійчатий спектр складається з окремих монохроматичних випромінювань, що мають вільні проміжки між собою.

Лінійчаті спектри випромінювання характерні для розрядних джерел, а суцільні – для джерел теплового випромінювання. Варто мати на увазі, що спектри люмінесцентних речовин, що складаються з нескінченно великого числа монохроматичних випромінювань, що примикають одне до одного, можна розглядати як суцільні спектри.