Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Теория переноса излучения: Статистические и волновые аспекты - Апресян Л.А.

Апресян Л.А., Кравцов Ю.А. Теория переноса излучения: Статистические и волновые аспекты — М.: Наука, 1983. — 216 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyaperenosaizlucheniya1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 102 >> Следующая


Из (11) следует, что полная (по всем направлениям) плотность потока энергии излучения в данной точке г дается интегралом от яркости по единичной сфере:

S(г) = f JS (г, п) = * п/(г,п)<Шп, (1.2)

4 1Г 4 If

что соответствует некогерентному сложению энергий пучков, имеющих всевозможные направления п.

Поток энергии, протекающий в направлении п через элементарную ориентированную площадку nr JEr с нормалью пг, равен

JP = <1Р (г, n) = cos 0 / (г, n) Jnn JEr, (1.3)

где cosd = п пг, а в — угол между нормалью к площадке пг и направлением

потока излучения п (рис. 1.1).

В соответствии с (1-3) яркость / связана с потоком энергии излучения сIP соотношением

/ (г, n) = JP (г, n)/cos б JT2„ JEr (1.4)

и измеряется в Вт/(ср • м2) в системе СИ или в эрг/(с ¦ ср • см2) в гауссо-

вой системе.

В фотометрии характеристики светового поля обычно определяют с учетом спектральной чувствительности глаза. Если же эта чувствительность не учитывается, то к названию соответствующих величин добавляют прилагательное "энергетический” (например, "энергетическая яркость"). Мы будем иметь дело исключительно с энергетическими характеристиками, опуская всюду для краткости прилагательное "энергетический”.

16
2. Спектральная яркость. Для стационарного излучения можно отнести плотность потока энергии к интервалу частот (со, со + с/ со) и ввести спектральную плотность потока dSu, по формуле

(JS (г, п, со) = CiSui (г, п) с/со. (1.5)

Это позволяет по аналогии с (1.1) определить спектральную плотность яркости излучения в единичном интервале положительных1 частот /ы соотношением

c/S (г, п, со) = c/Sw (г, п) с/со = п Iul (г, п) (ІПп с/со. (1.6)

Величину Icj принято называть спектральной яркостью или, когда зависимость от частоты соне существенна, просто яркостью (в таком случае индекс со у /ш опускается). Спектральная яркость Iul измеряется в Вт/(ср -M2 • Гц) или зрг/ (с • ср • см2 • Гц).

Полные величины(JS и /выражаются как интегралы от соответствующих спектральных плотностей:

dS (г, n) = / (JSul (г, n) (Juj, I (г, п) = / /ы (г, п) с/со. (1.7)

3. Освещенность, сила света и плотность энергии. Другие фотометрические характеристики излучения можно выразить через яркость / или спектральную яркость Ibj при помощи наглядных представлениях о потоках энергии, текущих вдоль лучей. Напомним наиболее важные из этих характеристик 2.

Освещенность E элементарной площадки с/Ег определяется как полный поток энергии, падающий на c/Et со всех направлений со стороны нормали пг (рис. 12), и равняется

E = ?(г) = - J nrc/S = /cos в /(г,п) <Я2П, (1.8)

2ir

где знак минус соответствует тому, что единичные векторы направления распространения волны п и нормали к площадке пг образуют тупой угол: Iint = -COSfl,.

Если точка наблюдения расположена вдали от излучающего плоского элемента поверхности S на расстоянии, много большем его размеров, то Z можно трактовать, как точечный источник. Для характеристики такого источника вводится понятие силы света .'/(п) (по-английски radiant intensity), определяемое как поток энергии в единицу телесного угла. Величина .'У(п) выражается в виде интеграла от яркости по поверхности источника:

J(n) = / cos 0/(г,п)</?г. (1.9)

1 Ограничение положительными значениями частот естественно, если говорить об

описании конкретных физических экспериментов. Ему отвечает переход к так называемому аналитическому сигналу (см. |2], а также ниже, п. 11 § 4). При теоретическом анализе далее нам будет удобней равноправно рассматривать положительные и отрицательные частоты, считая спектры четными функциями частоты (Іі.і - /--Ujt “ S..y и т.д.).

2 Болес подробно ознакомиться с понятиями классической фотометрии можно, например, по монографиям [1,3,4].

17
Отсюда видно, что для изотропно излучающей плоской площадки, яркость которой / одинакова для всех направлений п, угловая зависимость силы света определяется множителем cos в = n пг (закон Ламберта).

Объемную плотность энергии излучения И>) также можно выразить через яркость /(г, п), считая, что излучение распространяется со скоростью с: поскольку IdSln — энергия, а с — объем, занимаемый излучением, которое проходит через единичное сечение 1=1 за единицу времени, каждый

Рис. 1-2. Падение излучения на элемент площадки dxt.

пучок дает в W вклад, равный с'1 IdSl, выражается интегралом

W = W(r) = с-1 / /(г, п)сШ„.

так что полная плотность энергии

(1.10)

4. Фотометрические величины в анизотропных, слабонеоднородных и диспергирующих средах. Дня применимости основного фотометрического понятия пучка излучения, очевидно, необходимо, чтобы в среде могли распространяться локально-плоские волны. Точнее, свойства среды должны допускать описание волнового поля в рамках метода геометрической оптики. Ho зтот метод применим не только в простейшем случае однородной и стационарной изотропной среды без поглощения и дисперсии, HO и в более общем случае, а именно, для слабонеоднородиой и медленно нестационарной анизотропной слабопоглощающей среды с пространственной и частотной дисперсией (см. [5], а также Приложение А). В такой среде в приближении геометрической оптики энергия переносится с групповой скоростью Vg, величина которой может зависеть от частоты и направления распространения волны (в общем случае анизотропной среды не совпадающего с направлением волнового вектора к). По определению групповой скорости плотность энергии Wil квазиготаской волны с волновым вектором к связана с вектором плотности потока энергии Sic соотношением
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 102 >> Следующая