Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 72. Единицы световых величин.

E-mail Печать PDF
В системе световых единиц за исходную величину принята единица силы света. Эта единица имеет условный характер: в качестве единицы силы света принята сила света некоторого эталонного источника. Таким источником, дающим силу света I=1, вначале условились считать пламя свечи, изготовленной строго стандартным образом. Однако этот эталонный источник оказался мало удобным, так как даваемая им сила света несколько изменяется по мере образования «нагара» и, кроме того, зависит от температуры и влажности воздуха. Для установления эталона силы света было предложено много других источников, в частности эталонные электрические лампы накаливания, образцы которых хранятся в крупных государственных измерительных лабораториях и контролируются взаимными сравнениями.

Единица силы света называется канделой (кд) — от латинского слова candela, что означает свеча. Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего излучение частоты 540•1012 Гц (длина волны в вакууме 555 нм), энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Кандела является одной из основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Эталоны в виде электрических ламп не являются достаточно постоянными я в случае их порчи не могут быть точно воспроизведены. Поэтому международным соглашением введен новый эталон, который можно точно воспроизвести. Он представляет собой специально устроенный сосуд, в котором расплавляется химически чистая платина; в платину вставлена тугоплавкая узкая трубочка, раскаляемая до температуры платины. Свет испускается внутренней полостью трубочки через ее открытый конец. При затвердевании чистой платины температура ее имеет строго определенное значение, равное 2042 К. Сила света, излучаемого при этой температуре в направлении оси трубочки с поверхности, равной 1/60p см2, будет строго определенной. Эта сила света равна одной канделе.

За единицу светового потока принят люмен (обозначается лм). Люмен есть световой поток, испускаемый точечным источником, сила света которого равна 1 кд, внутри единичного телесного угла (т. е. угла, равного 1 ср). Для излучения, соответствующего максимуму спектральной чувствительности глаза (l=555 нм), световой поток равен 683 люменам, если энергетическая сила света равна 1 Вт/ср.

За единицу освещенности принимается освещенность такой поверхности, на 1 м2 которой падает световой поток 1 лм, равномерно распределенный по площадке. Эта единица освещенности называется люкс (лк). Освещенность 1 лк получается на поверхности сферы радиуса 1 м, если в центре сферы помещен точечный источник, сила света которого равна 1 кд. Приведем значения освещенности для некоторых типичных случаев (табл. 1).

Таблица 1. Освещенность (в люксах) в некоторых типичных случаях

С открытием лазеров, обладающих высокой интенсивностью, появилась возможность создавать значительно большие освещенности, правда, в течение очень малых промежутков времени. Существенную роль играет то свойство лазеров, что они дают излучение с малой расходимостью светового пучка. Благодаря этому все излучение лазера практически можно собрать в пятнышко с площадью около 10-6 см2. Небольшой лазер с полной энергией 0,1 Дж за вспышку, длящуюся 10-8 с, создает в пределах такого пятнышка в течение вспышки «чудовищно» большую плотность мощности 1013 Вт/см2 или 10 тераватт/см2 (ТВт/см2). Заметим, что мощность всех электростанций на Земле составляет примерно 1 ТВт. Легко подсчитать, что освещенность, создаваемая таким лазером в пределах небольшого пятнышка, для света с длиной волны l=555 нм составляет примерно 1030 лк, т. е. почти в 1015 раз выше, чем максимальная освещенность, даваемая Солнцем.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: