Возникновение оптического излуения его волновая и кванотовая природа
Оптическое излучение — одна из форм существования материи,имеющей массу покоя, равную нулю, и движущейся в вакууме со скоростью с = 2,988 ⋅ 108 м ⋅ с–1. Согласно волновой теории оптическое излучение распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн, редставляющих собой периодические колебания напряженностей электрического и магнитного полей.Оптическое излучение характеризуется волновыми и квантовыми свойствами. Оптическое излучение характеризуют длиной волны, скоростью распространения и частотой повторения амплитуды:
ν= с /λ,
где λ — длина волны, м (нм, мкм); ν — частота повторения амплитуды волны, с–1; с — скорость распространения волны, м ⋅ с–1.Согласно квантовой теории М. Планка энергия излучается порциями, минимальное значение которых называют квантом. Кванты оптического излучения называют фотонами.
СПЕКТР ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕГО ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ
Электромагнитное излучение характеризуется чрезвычайно широким интервалом длин волн. Лишь небольшую часть этого интервала между областями рентгеновских лучей (λ > 1…10 нм) и радиоизлучений (λ < (3,4…10) ⋅ 105 нм) составляет оптическое излучение.
Спектральное распределение оптического излучения
Вид оптического Излучения Зоны излучения Длина волны излучения, нм
Зона С (УФ-С) < 280 Зона В (УФ-В) 280…315
Ультрафиолетовое
излучение
Зона А (УФ-А) 315…380 Фиолетовый цвет 380…450 Синий цвет 450…480 Голубой цвет 480…510
Зеленый цвет 510…555 Желтый цвет 555…585 Оранжевый цвет 585…620
Видимое
излучение
Красный цвет 620…780 Зона А (ИК-А) 780…1400 Зона В (ИК-В) 1400…3000
Инфракрасное
излучение
Зона С (ИК-С) > 3000
Спектр оптического излучения неразрывно связан с процессом переноса лучистой энергии от тела излучающего к телу поглощающему. Он может быть линейчатым, состоящим из монохроматического излучения одной или нескольких длин волн, сплошным или смешанным спектральная плотность потока излучения
ϕ е λ= d Фλ/ d λ (Вт ⋅ м–1):
Значение спектральной плотности потока излучения ϕ е λ удобнее представлять графически в виде относительной спектральной плотности излучения ϕλ (относительные единицы):
φ λ=φ e λ /(φ e λ) mах
где (ϕ е λ)max — максимальное значение спектральной плотности излучения излучателя.
Сумма потоков монохроматического излучения источника определяет его полный поток излучения ФΣ (Вт): Ф Σ = ∫ Ф.
силой излучения. Сила излучения I, Вт ⋅ ср–1, определяется отношением потока излучения d Ф к телесному углу d ω с вершиной в точке расположения излучателя, в пределах которого равномерно распределен этот поток:
I =d Ф /d ω
Телесный угол — коническое тело, вершиной которого служит центр сферы произвольного радиуса, а основанием является часть поверхности этой сферы, на которую этот конус опирается
система энергетических величин ои плотность излучения облученность сила излучения экспозиция облучения
Энергетические хорактеристики
=энергия излучения Qe дж =поток излучения Фе Вт
=сила излучения Ie Вт
=олученность-Отношение потока излучения Ф, падающего на облучаемую поверхность, к площади этой поверхности S называют облученностью Ee вт/м^2
=энергетическая светимость Me Вт/м^2
=энергетическая экспозичияHe дж/м^2
Величина, определяющая общее количество энергии излучения, приходящейся на единицу площади облучаемой поверхности в течение времени действия излучения, называется дозой облучения или экспозицией Н, Дж ⋅ м–2:
Н = ∫ Е ⋅ dt
5 облученность от точечного источника и наклонной поверхность.
Облученность в какойлибо точке М, лежащей на поверхности dS, можно определить и через силу излучения точечного излучателя (рис. 1.4):
E М = I α cosβ/ l^2
или для поверхности, расположенной горизонтально (α = β, l = h / cos α):
E М = I α cos^3 α/ h^2
где I α — сила излучения от точечного излучателя в направлении облучаемой точки М, Вт ⋅ ср–1; β — угол между нормалью к поверхности и направлением силы излучения, град.; α — угол между
направлением силы излучения и осью симметрии излучателя, град.; l — расстояние между излучателем и облучаемой точкой, м; h —высота подвеса излучателя, м.
