Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання


НазваТеплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання
Дата конвертації07.02.2013
Розмір445 b.
ТипЗакон


Теплове випромінювання. Основи фотометрії


План лекції

  • 1.Теплове випромінювання

  • 1. Характеристика теплового випромінювання

  • 2. Закони випромінювання.

  • 3. Заcтосування інфрачервоного і ультрафіолетового випромінюваннь.

  • 2.Основи фотометрії

  • 1. Світловий потік.

  • 2. Сила світла і освітленість.

  • 3. Закони освітленості.

  • 4. Свiтимiсть джерел.

  • 5. Одиниці вимірювання світлових величин.



Характеристика теплового випромінювання

  • Середню потужність випромінювання за час значно більший періоду світлових коливань приймають за потік випромінювання Ф. Потік енергії, що випромінюється 1м поверхні тіла, називається енергетичною світимістю R, або випромінювальною здатністю R. Вона виражається у ватах на м2.



Енергетична світимість

  • Нагріте тіло випромінює хвилі різної довжини хвилі. Виділимо певний інтервал довжини хвилі від λ до +∆λ . Енергетична світимість, що відповідає цьому інтервалу, пропорційна його ширині.



Повна енергетична світимість

  • Проінтегрувавши попереднє рівняння знаходимо повну енергетичну світимість у всьому інтервалі довжин хвиль:



Коефіцієнт поглинання

  • Здатність тіла поглинати енергію випромінювання характеризується коефіцієнтом поглинання, рівним відношенню поглинутого тілом потоку випромінювання до падаючого потоку:



Монохроматичний коефіцієнт поглинання

  • Коефіцієнт поглинання залежить від довжини хвилі, то потрібно ввести поняття монохроматичного коефіцієнта поглинання:



Абсолютно чорне та сіре тіло

  • Тіло, коефіцієнт поглинання якого дорівнює 1 для всіх частот називається абсолютно чорним. Сірим називається тіло, коефіцієнт поглинання якого менше від 1. Для тіла людини приймають



Модель абсолютно чорного тіла



2. Закони випромінювання.



Закон Стефана-Больцмана

  • Зв’язок між енергетичною світимістю і температурою встановлює закон Стефана-Больцмана (енергетична світимість абсолютно чорного тіла пропорційна четвертому степені його температури):



Спектральний розподіл r(λ, T) випромінювання чорного тіла при різних температурах



Закон зміщення Віна

  • Довжина хвилі, на яку припадає максимум енергетичної світимості визначається за законом зміщення Віна:

  • b = 2,898·10–3 м·К – стала Віна



Висновок із закону Віна

  • Із закону зміщення Віна слідує, що зі збільшенням температури, максимум енергетичної світимості зміщується в бік коротких довжин хвиль.



Формула Релея–Джинса



Порівняння закону розподілу енергії по довжинам хвиль



Густина енергетичної світимості

  • На основі уявлень про квантовий характер теплового випромінювання Планк отримав наступний вираз для густини енергетичної світимості абсолютно чорного тіла:



Реєстрація інфрачервоного випромінювання

  • На реєстрації інфрачервоного випромінювання, що випромінюється шкірою людини, базуються сучасні термографічні прилади, які називаються тепловізорами.



Реєстрація інфрачервоного випромінювання

  • На екрані тепловізора виникає теплова картина, на якій більш світлі ділянки відповідають поверхням тіла з підвищеною температурою, що значно полегшує встановлення діагнозу хвороби.



Реєстрація інфрачервоного випромінювання

  • Фотографування в інфрачервоних променях сприяє діагностуванню шкірних та судинних захворювань.



Ультрафіолетове випромінювання

  • Ультрафіолетове випромінювання охоплює область довжин хвиль від 380 нм (межа видимого світла) і до 10 нм (межа рентгенівського випромінювання).

  • Воно підрозділяється на дальнє (200-10 нм) і ближнє (380-200 нм)



Поглинання ультрафіолетового випромінювання

  • Ультрафіолетове випромінювання (УФ) поглинається склом, але при довжині хвилі більше 200 нм проходить через кварц, кам’яну сіль і спеціальне скло. При довжинах меньше 200 нм випромінювання поглинається тонким шаром довільної речовини, навіть повітрям.



Дія ультрафіолетового випромінювання

  • У тканини організму УФ проникає на 0,1-1 мм і викликає при цьому сильну біологічну реакцію, що проявляється у вигляді еритеми.

  • Еритемою називають інтенсивне почервоніння шкіри, яке проявляється через 6-12 годин після опромінення, пізніше воно переходить у світло-коричневу пігментацію – загар.



Дія УФ опромінення

  • Під дією УФ опромінення утворюється вітаміну Д, який сприяє всмоктуванню з кишечника і засвоєння кальцію, що входить у склад кісток і виконує ряд суттєвих фізіологічних функцій.

  • Вітамін Д утворюється у організмі під дією УФ з довжинами хвиль від 280 до 315 нм.



Зони ультрафіолетового випромінювання

  • Зона А – антирахітна. Довжина хвилі від 400 до 315 нм; відрізняється зміцнюючою і загартовуючою організм дією. Використовується в гігієнічних і профілактичних цілях.



Зони ультрафіолетового випромінювання

  • Зона В – еритемна. Довжина хвилі від 315 до 280 нм;, що характеризується еритемною дією, найбільше виражена при довжині хвилі 296,7 нм. Використовується з лікувальною метою.



Зони ультрафіолетового випромінювання

  • Зона С – бактерицидна. Довжина хвилі від 280 до 200 нм, що відрізняється бактерицидною дією, яка найбільше виражена при довжині хвилі 253,7 нм. Використовується в якості засобів дезинфекції.



Фотометрія

  • Розділ оптики, що вивчає методи і прийоми вимірювання енергії, яку переносять електромагнітні світлові хвилі, називається фотометрією.



Світловий потік

  • Світловим потоком Ф називається потужність видимого випромінювання, оцінюваного за зоровим відчуттям.



Спектральна чутливість

  • Відношення світлового потоку до потоку випромінювання залежить від довжини хвилі і називається спектральною чутливістю U .



Залежність відносної спектральної чутливості U людського ока від довжини хвилі 



Точкове джерело світла

  • Точковим джерелом світла називається джерело, лінійні розміри якого значно менші від відстані між ним і точкою спостереження.



Сила світла

  • Силою світла називають величину світлового потоку Ф усередині тілесного кута до величини цього кута. Якщо точкове джерело рівномірно випромінює світло у всіх напрямках, то:

  • де Ф - потужність джерела у всіх напрямках.



Освітленість

  • Освітленість - це величина світлового потоку, що падає на одиницю площі:



Освітленість

  • Освітленість площадки S перпендикулярної до осі світлового потоку, визначається силою світла i і відстанню R вiд точкового джерела до площадки S:



Порівняння освітленості площадок

          • Порівнюючи освітленості площадок, розташованих на різних відстанях від точкового джерела, знайдемо:


Свiтимiсть

  • Свiтимiсть - це величина, рiвна вiдношенню свiтлового потоку Ф, яке випромiнює поверхня джерела до площi S , цiєї поверхнi:



Яскравiсть

  • Яскравiстю B у напрямку  називається величина, що рiвна вiдношенню сили свiтла I у цьому напрямку до площi проекцiї S свiтної поверхнi на площину, перпендикулярну напрямку спостереження:

  • де площина проекцiї S =S cos , S - площа поверхнi.



Сила світла

  • Сила світла - одна з основних величин міжнародної системи одиниць СІ; вона вимірюється в канделах (кд) і позначається через І. Кандела рівна силі світла у заданому напрямку, що випромінює монохроматичне випромінювання частотою 540·1012 Гц, сила випромінювання якого у цьому напрямку складає



Одиниці вимірювання світлового потоку

  • За одиницю світлового потоку взято люмен (лм). Люмен рівний світловому потоку, який випромінює джерело всередині одиничного тілесного кута 1 ср при силі світла 1 кд.



Одиниці вимірювання освітленості

  • Одиницею вимірювання освітленості являється люкс (лк). Люкс рівний освітленості поверхні площею 1м при падаючому на неї світловому потоку 1 лм.





Схожі:

Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconТеплове випромінювання План лекції Основи фотометрії
...
Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconТеплове випромінювання План лекції Основи фотометрії
...
Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconВзаємодія світла з речовиною Теплове випромінювання. Основи фотометрії
Кафедра медичної інформатики з фізикою Тернопільський державний медичний університет ім. І. Я. Горбачевського
Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconВзаємодія світла з речовиною Теплове випромінювання. Основи фотометрії
Кафедра медичної інформатики з фізикою Тернопільський державний медичний університет ім. І. Я. Горбачевського
Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconВзаємодія світла з речовиною Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Взаємодія світла з речовиною
Певна частина енергії хвилі переходить в інші види енергії. Відбувається підвищення інтенсивності теплового руху атомів і молекул...
Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconТеплове випромінювання Электролюмінесценція

Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconУся область ультрафіолетового випромінювання умовно ділиться на
Ультрафіолетове випромінювання, скорочено уф-випромінювання або ультрафіолет невидиме оком людини електромагнітне випромінювання...
Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconГенерація рентгенівського випромінювання Інтенсивність гальмівного випромінювання
Генератор : схема живлення, яка забезпечує високу напругу на рентгенівську трубку Рентгенівська трубка: пристрій, який продукує рентгенівське...
Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconЗахист від випромінювання оптичного діапазону випромінювання оптичного діапазону
Залежно від довжини хвилі ці випромінювання поділяються на: випромінювання видимого діапазону, інфрачервоні
Теплове випромінювання. Основи фотометрії План лекції Теплове випромінювання iconДо природних випромінювань можна віднести сонячне, атмосферне випромінювання та випромінювання земної поверхні


Додайте кнопку на своєму сайті:
dok.znaimo.com.ua


База даних захищена авторським правом ©dok.znaimo.com.ua 2013
звернутися до адміністрації
dok.znaimo.com.ua
Головна сторінка