1. Свет. Лучистый поток. Типы спектров излучения.

Свет – это электромагнитное излучение в интервале длин волн от 400 до 760 Нм.(физический объективный процесс). Свет – это зрительное ощущение, вызываемое действием этого излучения.(физиологический субъективный процесс). Физические характеристики света:С=λ*v; λ-длина волны, Нм.;v-частота, Гц.; С-скорость света, м/с. Монохроматическое излучение - характеризуется одной длиной волны или очень узким интервалом длин волн;- действуя на глаз, вызывает ощущение того или иного цвета. Сплошное излучение – совокупность монохроматических излучений разных длин волн; - характеризуется спектром излучения. Под спектром излучения понимают распределение в пространстве сложного излучения в результате его разложения на монохроматические составляющие. Типы спектров излучения:1.Сплошной спектр – спектр излучения, состоящий из монохроматических излучений всех длин волн в некотором интервале.(лампа накаливания). 2.Линейчатый спектр – спектр излучения, состоящий из отдельных монохроматических составляющих с определенными длинами волн.(Электролюминисценция ртутных ламп). 3.Полосатый спектр – молекулярные излучения газа. Является промежуточным между сплошным и линейчатыми спектрами. Лучистый поток – это энергия, переносимая излучением в единицу времени (энергия, излучаемая в 1 секунду). Измеряется в Вт. Ф=W/t, Вт. где W- энергия, излучаемая в единицу времени t.

2. Оптические свойства тел. Коэффициенты и виды отражения и пропускания света.

Самосветящиеся тела излучают свет под действием внутренних процессов(солнце, лампа). Не самосветящиеся тела отражают подающий на них свет. Отраженная лучистая энергия поступает в орган зрения и вызывает зрительный образ. При падении на тела светового потока, часть этого потока отражается от него, часть поглощается телом, а часть проходит через него. На основании закона сохранения энергии имеем, что падающий световой поток: F_пад= F_отр+ F_погл+ F_прош. ^Fотр _Fпад=ρ- коэф. отражения света. . ^Fпогл_Fпад=α – коэф. поглощения света. ^Fпрош_Fпад= τ – коэф. пропускания света. ρ+α+ τ=1.

Основные типы отражения и пропускания света: направленное отражение и пропускание света. отражение (зеркальное); дуффузное отражение и пропускание света(рассеянное),отражение (снег, оштукатуренная стена), пропускание (полупрозрачное стекло, молочное); смешанное отражение и пропускание света (направленно – диффузное),отражение (поверхности покрытые маслом) пропускание(матовое стекло).

Блескость – это свойство светящихся поверхностей нарушать условия комфортного зрения в следствии большой яркости световых пятен, попадающих в поле зрения человека. Виды блескости: 1.прямая – в поле зрение попадают сами источники света. 2.отраженная – в поле зрения возникают блики от зеркально отражающих поверхностей. Устранение отраженной блескости основано на построении мнимых изображений источников света; при этом поверхность отражения рассматривается как зеркало.

3. Спектральные коэффициенты отражения, поглощения и пропускания света.

Цвет тела.

ρ = ρ (λ) - ρ зависит от длины волны падающего света

α = α (λ) - α зависит от длины волны отраженного света

τ = τ (λ) - τ зависит от длины волны прошедшего света

Для характеристики отражающих свойств поверхности пользуются понятием спектрального коэффициента отражения ρλ, поглощения αλ и пропускания τλ .

F отр λ / F падλ = ρλ – спектральный коэффициент отражения

F погл λ / F пад λ = αλ - спектральный коэффициент поглощения

F прош λ / F пад λ = τλ - спектральный коэффициент пропускания

Рассмотрим непрозрачные тела: τ λ = 0; ρλ + α λ = 1. В зависимости от длин волн падающих излучений все тела можно разделить на серые и цветные.

1. Серые тела (ахроматические) ρ λ = const < 1 - для всех длин волн

Пример: белая штукатурка, белая бумага – это серые тела.

Разделение по спектральному коэффициенту отражения - белые, серые и черные тела: ρλ ≥ 0,75 - белые тела; 0,005 < ρλ ≤ 0,75 - серые тела; ρλ ≤ 0,005 - черные тела

Крайний случай:

а) ρλ = 1; αλ = 0. Тело, полностью отражающее свет - это абсолютно белое тело.(в природе не существует). Пример: ρλ ~ 0,98 ÷ 0,99 - зеркало(почти абсолютно белое тело) ρλ = 1 - для всех длин волн. б) ρλ = 0; αλ = 1 Тело, которое полностью поглощает свет - это абсолютно черное тело. Пример: сажа

2. Цветные тела обладают избирательной способностью по-разному отражать и поглощать излучения разных длин волн, а цветные стекла - пропускать.

Цвет поверхности определяется в основном: 1.Зависимостью ρ от λ – ρ(λ); 2.Спектром падающего света, т.е. зависит от спектрального коэффициента отражения и от спектра падающего излучения. Способы получения цвета: Обычно все способы получения цветов подразделяют на два основных: аддитивный и субтрактивный.

1. Аддитивный - происходит при смешении цветных световых потоков.

2. Субтрактивный - образование цвета при смешении красок.

При аддитивном смешении - чем больше смешивается разных цветных световых потоков, тем ярче и тем менее насыщенным получается результирующий цвет.

Аддитивное смешение широко встречается в архитектурной среде: на театральной сцене, в декоративном освещении скульптуры, памятников, архитектурных ансамблей, интерьеров.

При субтрактивном смешении – все красители обладают поглощением и пропусканием в пределах всего видимого диапазона спектра.

Степень поглощения краской лучей белого света зависит не только от цвета и прозрачности краски, но и от толщины ее слоя.