Большая Советская Энциклопедия (ФО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (книги полностью бесплатно txt) 📗
Начатое И. Ламбертом (1760) развитие теоретических методов Ф. нашло обобщённое выражение в теории светового поля , доведённой до стройной системы сов. учёным А. А. Гершуном (30-е гг. 20 в.). Современная теоретическая Ф. распространена на мутные среды . Теоретическая Ф. основывается на соотношении d Фе = Le dG, выражающем в дифференциальной форме закон квадратов расстояний; здесь d Фе – дифференциал потока излучения элементарного пучка лучей, мерой множества которых (см. Мера множества ) является дифференциал dG фактора геометрического , Le – энергетическая яркость излучения. Фотометрические свойства веществ и тел характеризуются пропускания коэффициентами t, отражения коэффициентами r и поглощения коэффициентами a, которые для одного и того же тела связаны очевидным соотношением t + r + a = 1. Ослабление потока излучения узконаправленного пучка при прохождении через вещество описывается Бугера – Ламберта – Бера законом .
Экспериментальные методы Ф. основаны на абсолютных и относительных измерениях потока излучения различными селективными и неселективными приёмниками излучения (т. е. приёмниками, реакция которых зависит или не зависит от длины волны излучения). Для определения размерных фотометрических величин применяют либо фотометры с непосредственным сравнением неизвестного и известного потоков, либо фотометры, предварительно градуированные в соответствующих единицах измерения энергетических или редуцированных фотометрических величин. В частности, для передачи значений световых величин обычно используют сличаемые с государственными световыми эталонами образцовые и рабочие светоизмерительные лампы – источники с известными фотометрическими характеристиками. Ф. лазерного излучения в основном построена по принципу использования образцовых и рабочих спектрально неселективных приёмников излучения, сличаемых с государственными эталонами мощности и энергии когерентного излучения лазеров . Измерение безразмерных величин t и r выполняется фотометрами с применением относительных методов, путём регистрации отношения реакций линейного приемника излучения на соответствующие потоки излучения. Применяется также уравнивание реакций линейного или нелинейного приёмника излучения изменением по определённому закону в известное число раз сравниваемых потоков излучения.
Теоретические и экспериментальные методы Ф. находят применение в светотехнике и технике сигнализации, в астрономии и астрофизике, при расчёте переноса излучения в плазме газоразрядных источников света и звёзд, при химическом анализе веществ, в пирометрии , при расчётах теплообмена излучением и во многих др. областях науки и производства.
Лит.: Бугер П., Оптический трактат о градации света, пер. с франц., М., 1950; Гершун А. А., Избр. труды по фотометрии и светотехнике, М., 1958; Мешков В. В., Основы светотехники, ч. 1–2, М. – Л., 1957–61; Тиходеев П. М., Световые измерения в светотехнике. (Фотометрия), 2 изд., М. – Л., 1962; Волькенштейн А. А., Визуальная фотометрия малых яркостей, М. – Л., 1965; Сапожников Р. А., Теоретическая фотометрия, 2 изд., Л., 1967; Гуревич М. М., Введение в фотометрию, Л., 1968.
А. С. Дойников.
Фотометрия импульсная
Фотометри'я и'мпульсная, раздел фотометрии , в котором изучают импульсные потоки излучения и оценивают их параметры в интервалах времени, меньших периодов повторения исследуемых импульсов излучения.
После исследований, относившихся к т. н. проблесковым огням (франц. учёные А. Блондель и Ж. Рей), которые были выполнены в конце 19 – начале 20 вв., а также работ 20–30-х гг. 20 в., подытоженных французской фотометристкой М. Моро-Ано, современное развитие Ф. и. началось в 50–60-е гг. и связано с применением импульсных ламп и лазеров .
Ф. и. включает расчёт и измерение энергетических, пространственных, спектральных и временных характеристик источников импульсного излучения, теоретическое обоснование методов и расчёт погрешностей измерений, а также метрологическое обеспечение единства измерений (о том, насколько это важно, можно судить по приводимым в ст. Фотометр типичным значениям погрешностей). Система фотометрических величин в Ф. и. дополняется интегралами по времени от энергетических фотометрических величин и световых величин (освечивание , экспозиция , интеграл яркости по времени), характеризующими энергию импульсов излучения, а также величинами (параметрами), используемыми в измерительной импульсной технике.
Плотность потоков излучения импульсных источников, особенно в нано- и пикосекундном диапазонах длительностей импульсов (10-12 –10-9сек ), часто достигает значений, при которых не выполняются те или иные законы классической фотометрии, безусловно справедливые в области постоянства т. н. передаточной функции оптических материалов и приёмников излучения . Эта функция характеризует ряд важных свойств оптических сред и приёмников света при воздействии на них импульсов излучения или меняющегося во времени излучения вообще, например пропускания коэффициент образца среды или спектральную чувствительность фотоприёмника в определённый момент времени. Развитие лазерной техники ставит перед Ф. и. задачи разработки новых методов измерений, таких, как детектирование световых импульсов нелинейными кристаллами (см. Нелинейная оптика ), автоматическая обработка получаемых результатов измерения и создание приёмников излучения с высоким временным разрешением и с широким диапазоном линейной зависимости реакции приёмника от изменения воздействующего потока излучения.
Импульсные методы измерения излучений, обеспечивающие высокие точность и чувствительность, применяются и для получения фотометрических характеристик тел (коэффициент пропускания, отражения коэффициента и др.). Эти методы весьма перспективны в связи с применением в схемах фотометров цифровой вычислительной техники, быстродействие которой согласуется с длительностью импульсов распространённых источников излучения (обработка информации ведётся в т. н. реальном масштабе времени).
Лит.: Волькенштейн А. А., Кувалдин Э. В., Фотоэлектрическая импульсная фотометрия, Л., 1975.
Э. В. Кувалдин.
Фотометрия пламенная
Фотометри'я пла'менная, один из видов эмиссионного спектрального анализа . Применяется главным образом для количественного определения в растворах атомов многих металлов и редкоземельных элементов по их спектральным линиям или полосам. Источником возбуждения спектров является пламя светильного газа, водорода, ацетилена или дициана. Анализируемый раствор инжектируется в пламя в виде аэрозоля в токе кислорода или воздуха. Наиболее распространено водород-кислородное пламя, характеризующееся достаточно высокой температурой (2900 К), малой интенсивностью собственного излучения и отсутствием в пламени твёрдых частиц при неполном сгорании.
Определяемое излучение выделяется узкополосным фильтром или монохроматором , в котором в качестве диспергирующего элемента применяется призма или дифракционная решётка. Благодаря сравнительной простоте спектров пламени и высокой стабильности излучения пламени измерение интенсивностей спектральных линий производится почти исключительно фотоэлектрическим способом. Приёмником излучения служит фотоэлемент или фотоэлектронный умножитель, а регистрирующим прибором – гальванометр или самописец. Регистрация спектральных линий или полос на самописце обычно проводится методом сканирования, полученная запись выражает зависимость интенсивности излучения от длины волны. Мерой концентрации исследуемого элемента служит интенсивность его спектральной линии. Зависимость интенсивности линий от концентрации устанавливается по результатам фотометрирования спектров эталонных растворов. Преимущества Ф. п. – точность, скорость и высокая чувствительность (для щелочных элементов 0,01 мкг/мл, для щёлочноземельных – 0,1 мкг/мл ). Для анализа по методу Ф. п. применяют спектрофотометры с автоматической регистрацией спектров и выдачей результатов.
