2) Оптикада қолданылатын шамалардың өлшемдіктері

Энергетикалық шамаларды анықтау сәуле қуатына негізделген. Егер сәуле түріндегі энергияуақыт ішінде шығарылатын болса, онда сәуле қуаты:

, (1.61а)

Бұл қуат барлық мүмкін толқын ұзындықтар бойынша үлестіріледі.

Сәуле қуатының спектрлік тығыздығы

, (1.61б)

мұндағы -толқын ұзындықтарының () аралығына келетін қуат:

(1.61в)

Сәуле материалдық денелердің беттерінен шығарылады. Ауданы дене бетінің элементі элементар сәуле шығарғыш болады (1.12-сурет). -дене беті элементінің ауданы,-энергия ағыны тығыздығы,-элементар жарық көзі шығаратын сәуле қуаты.

Сәуленің энергетикалық күші. Элементар сәуле көзі шығаратын сәуленің энергетикалық күші деп денелік бұрыш элементіне келетінсәуле қуатының-ға қатынасын айтады:

(1.62а)

Сәуленің спектрлік тығыздығы үшін бұл формула мына түрге келеді

(1.62б)

мұндағы -толқын ұзындықтарлың () аралығына келетін сәуленің энергетикалық күшінің спектрлік тығыздығы.

жалпы алғанда сәуленің шығарылу бағытына тәуелді болады, яғни элементар сәуле шығарғышқа қатысты денелік бұрыш элементінің бағдарлануына тәуелді. Егер дене бетінің элементі элементар сәуле шығарғыш болса, ондабетке түсірілгеннормаль мен денелік бұрыш элементі бағдарланған бағыт арасындағыбұрыштан, және денормальды ось етіп айналысты сипаттайтын аксиалдық бұрыштан тәуелді болады. Нормаль беттен сәу ле шығарылатын жаққа бағытталған. Бұдан басқа, сірә,бет элементініңауданына да пропорционал болады.

Барлық бағыттар бойынша біркелкі шығаратын нүктелік сәуле көзінің энергетикалық күші (1.13-сурет) мынаған тең:

(1.63)

(1.62а) өрнегінен нүктелік көздің энергетикалық күшін оның толық қуатымен байланыстыратын мына қатынас келіп шығады:

(1.64)

Энергетикалық жарықтылық (яркость). Сәуле беттің элементінен бет элементіненормаль мен сәуленің таралу бағыты арасындағыбұрышпен сипатталатын барлық мүмкін бағыттар бойынша шығарылады (1.14-сурет). Сәуленің таралу бағытына перпендикуляр бетке-ның проекциясы

(1.65)

бет элементінің нүктесіндегі беттің энергетикалық жарықтылығы деп осы бет элементінен сәуленің энергетикалық күшініңауданға қатынасын айтады

(1.66а)

Спектрлік тығыздық үшін бұл формула мына түрде жазылады

( 1.66б)

Энергетикалық жарықтылық сәуле шығарылу бағытына тәуелді, жалпы ол беттің әртүрлі нүктелері үшін әртүрлі болады.

Энергетикалық жарқырау (светимость). Бет элементінен барлық бағыттар бойынша шығарылған сәуле қуатының элемент бетіне қатынасы, энергетикалық жарқырау деп аталады

(1.67а)

мұнда интегралдау элементінен сәуле шығарылатын жағына қарай барлық бағыт қамтылатынденелік бұрыш бойынша жүргізіледі.

Энергетикалық жарқыраудың спектрлік тығыздығы мына формула бойынша анықталады

, (1.67б)

Егер энергетикалық жарқыраудың спектрлік тығыздығы бағытқа тәуелді болмаса (яғни), онда (1.67 б)-дағы интегралды есептеуге болады. Сфералық координаталар жүйесініңосін бет элементіне нормаль бойынша бағыттап жәнеаксиал бұрышты белгілеп, (1.67 б)-ны мына түрде жазамыз

(1.68)

Интегралдауды орындап мына нәтижені табамыз

(1.69а)

(1.69а)-дан теңдігі шығады, ол (1.66а), (1.66б), (1.67а), (1.67б)-лар ескерілгенде, мына түрде жазылады

(1.69б)

мұндағы ;(1.69в)

-беттің энергетикалық жарқырауы және энергетикалық жарықтылығы.

Энергетикалық жарықталу (освещенность). Барлық алдыңғы шамалар сәуле шығару процесін сипаттады. Енді сәуленің бет элементіне түсуін қарастырамыз. Бұл құбылыс энергетикалық жарықталу деп аталатын шамамен сипатталады. Ол бет элементіне түсетін сәуле қуатыныңэлемент ауданына қатынасына тең

(1.70а)

Есептеулерде бетке нормальбетінен сәуле түсетін жаққа қарай бағытталған деп саналады (1.15-сурет).

Энергетикалық жарықталудың спектрлік тығыздығы

. (1.70б)

25-БИЛЕТ