Лекция 1. Основные общие понятия оптики

Основные общие понятия оптики. Электромагнитное излучение – электромагнитные волны, испущенные каким-либо источником, свободно распространяющиеся в пространстве и ничем не связанные с источником, образовавшим эти волны.

Процесс испускания электромагнитных волн тоже называют электромагнитным излучением. Но из контекста всегда можно понять, в каком смысле применяется термин «электромагнитное излучение».

Оптическое излучение – электромагнитное излучение, характеризующееся длинами волн, расположенными в диапазоне м. В указанном диапазоне электромагнитные волны наиболее эффективно изучаются оптическими методами, для которых характерно формирование направленных потоков электромагнитных волн с помощью оптических систем.

В состав оптического излучения входят видимое излучение (свет), ультрафиолетовое излучение и инфракрасное излучение.

Видимое излучение (свет) – излучение, которое может непосредственно вызывать зрительное ощущение. Видимое излучение характеризуется длинами волн, заключенными в диапазоне м.

Границы спектральной области видимого излучения условны, они могут выбираться различными для разных применений. Нижняя граница считается обычно лежащей между 380 и 400 нм, верхняя – между 760 и 780 нм.

Инфракрасное излучение – оптическое излучение, характеризующееся длинами волн, расположенными в диапазоне .

Границы спектральной области ИК излучения условны и могут выбираться различными в зависимости об области применения. В спектральной области между 780 нм и 1 мм различают:

ИК-А – от 78- до 1400 нм;

ИК-В – от 1,4 мкм до 3 мкм;

ИК-С – от 3 мкм до 1 мм.

Ультрафиолетовое излучение – оптическое излучение, характеризующееся длинами волн, заключенными в диапазоне м.

Указанное разграничение электромагнитных волн по диапазонам условно и в значительной степени определяется общностью технических средств и методов исследования явлений в каждом диапазоне.

Монохроматическое излучение – излучение, характеризуемое одним значением частоты. В более широком смысле – это излучение очень узкой области частот или длин волн, которое может быть охарактеризовано одним значением частоты или длины волны.

Непрерывное оптическое излучение – оптическое излучение, существующее в любой момент времени.

Импульсное оптическое излучение – оптическое излучение, существующее в интервале времени , меньшем времени наблюдения.

Различают три вида величин, характеризующих оптическое излучение:

1) энергетические фотометрические величины Х_е – величины, определяющие временное, пространственное, спектральное распределение энергии оптического излучения, количественно выражаемые в единицах энергии или мощности или производных от них;

2) фотонные фотометрические величины Х_р, количественно выражаемые в безразмерных единицах числа фотонов и производных от него;

3) редуцированные фотометрические величины (ранее они назывались эффективными фотометрическими величинами) - величины, характеризующие оптическое излучение по его воздействию на заданный селективный приемник. Каждая из редуцированных фотометрических величин есть интеграл от произведения спектральной плотности соответствующей фотометрической величины, характеризующей излучение, на относительную спектральную чувствительность S() данного приемника:

, (В.1)

где К – переводной множитель от единиц энергетических к единицам, применяемым в данной системе редуцированных величин.

В международную систему единиц включены единицы только одного вида редуцированных величин – световых величин. Поэтому мы рассмотрим ниже из всех редуцированных величин только световые величины.

Для обозначения фотометрических величин разных видов установлены подстрочные индексы: обозначения энергетических величин снабжаются индексом е, обозначения фотонных величин – индексом р, обозначения световых величин – индексом . Допускается не использовать эти индексы в обозначениях величин, если возможность их различного толкования исключена.

[1] Октава – единица частотного интервала. Октава равна интервалу между двумя частотами f₂ и f₁, логарифм отношения которых при основании 2 равен 1:, что соответствует. 1 октава = 1200 центов=301 савар. Понятие применяется в акустике.

Дата добавления: 2014-01-06