Фотометрия

Фотометри́я

(от Фото... и ...метрия (См. …метрия)

раздел физической оптики, в котором рассматриваются энергетические характеристики оптического излучения (См. Оптическое излучение), испускаемого источниками, распространяющегося в различных средах и взаимодействующего с телами. При этом энергия электромагнитных колебаний оптического диапазона усредняется по малым интервалам времени, которые, однако, значительно превышают период таких колебаний. Ф. охватывает как экспериментальные методы и средства измерений фотометрических величин (См. Фотометрические величины), так и относящиеся к этим величинам теоретические положения и расчёты.

Основным энергетическим понятием Ф. является Поток излучения Фе, имеющий физический смысл средней мощности, переносимой электромагнитным излучением. Пространственное распределение Фе описывают Энергетические фотометрические величины, производные от потока излучения по площади и (или) телесному углу (См. Телесный угол). В фотометрии импульсной (См. Фотометрия импульсная) применяются также интегральные по времени фотометрические величины. В узком смысле Ф. иногда называют измерения и расчёт величин, относящихся к наиболее употребительной системе редуцированных фотометрических величин (См. Редуцированные фотометрические величины) системе световых величин (См. Световые величины) (освещённости (См. Освещённость), силы света (См. Сила света), яркости (См. Яркость), освечивания (См. Освечивание), светимости (См. Светимость) и пр.; соответствующие энергетические фотометрические величины – энергетическая освещённость, энергетическая сила света, энергетическая яркость и т.д.). Световые величины – это фотометрические величины, редуцированные в соответствии со спектральной чувствительностью (См. Спектральная чувствительность) т. н. среднего светлоадаптированного человеческого глаза (важнейшего для деятельности человека приёмника света (См. Приёмники света); см. Адаптация физиологическая; об условиях, при которых получают характеристики среднего глаза как приёмника, см. ст. Световые величины). Применяются и др. системы редуцированных (по отношению к др. приёмникам) фотометрических величин: эритемные, бактерицидные, фотосинтетические. Изучение зависимостей фотометрических величин от длины волны излучения и спектральных плотностей (См. Спектральная плотность) энергетических величин составляет предмет спектрофотометрии (См. Спектрофотометрия) и спектрорадиометрии. Методы Ф. широко применяются в астрономии для исследования космических источников излучения в различных диапазонах спектра излучения (см. Астрофотометрия, Показатель цвета). Сведение Ф. лишь к измерениям световых величин ошибочно.

Фундаментальный для Ф. закон Е = I/l2, согласно которому освещённость Е изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния l от точечного источника с силой света I был сформулирован И. Кеплером в 1604. Однако основоположником экспериментальной Ф. следует считать П. Бугера, который опубликовал в 1729 описание визуального метода количественного сравнения источников света – установления (путём изменения расстояний до источников) равенства освещённостей соседних поверхностей с использованием в качестве прибора глаза. Методы визуальной Ф. применяются в отдельных случаях до настоящего времени (2-я половина 20 в.) и в результате работ сов. учёных, которые ввели понятие т. н. эквивалентной яркости, распространены на область малых яркостей. В зависимости от используемых методов измерения фотометрических величин Ф. условно делят на визуальную, фотографическую, фотоэлектрическую, фотохимическую и так далее.

Начатое И. Ламбертом (1760) развитие теоретических методов Ф. нашло обобщённое выражение в теории светового поля (См. Световое поле), 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 dФе = LedG, выражающем в дифференциальной форме закон квадратов расстояний; здесь dФе дифференциал потока излучения элементарного пучка лучей, мерой множества которых (см. Мера множества) является дифференциал dG фактора геометрического (См. Фактор геометрический), Le энергетическая яркость излучения. Фотометрические свойства веществ и тел характеризуются Пропускания коэффициентами τ, Отражения коэффициентами ρ и Поглощения коэффициентами α, которые для одного и того же тела связаны очевидным соотношением τ + ρ + α = 1. Ослабление потока излучения узконаправленного пучка при прохождении через вещество описывается Бугера – Ламберта – Бера законом (См. Бугера — Ламберта — Бера закон).

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 (См. Световые эталоны) образцовые и рабочие светоизмерительные лампы – источники с известными фотометрическими характеристиками. Ф. лазерного излучения (См. Лазерное излучение) 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 τ и ρ 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 (См. Светотехника) и технике сигнализации, в астрономии и астрофизике, при расчёте переноса излучения в плазме (См. Плазма) газоразрядных источников света и звёзд, при химическом анализе веществ, в пирометрии (См. Пирометрия), 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.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. ФОТОМЕТРИЯ — Раздел физ. оптики, в к-ром рассматриваются энергетич. характеристики оптического излучения в процессах его испускания, распространения и взаимодействия с веществом. Физический энциклопедический словарь
  2. фотометрия — Фото/ме́тр/и́/я [й/а]. Морфемно-орфографический словарь
  3. Фотометрия — Отдел научных измерений, трактующий о сравнении осветительной способности различных источников света и о сравнении степени освещения различных освещенных поверхностей; служащие для означенных целей приборы называются фотометрами. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  4. фотометрия — Точное определение звездных величин звезд или других астрономических объектов в заданном диапазоне длин волн. Фотометрические измерения применяются при определении физических характеристик звезд без детального изучения их спектров. Большой астрономический словарь
  5. фотометрия — -и, ж. Раздел физической оптики, занимающийся измерением световых величин (освещенности, яркости, силы света, светового потока и т. д.) и энергетических характеристик электромагнитного излучения. [От греч. φω̃ς, φωτός — свет и μετρέω — мерю] Малый академический словарь
  6. Фотометрия — (Фото- + греч. metreō измерять) совокупность методов измерения энергетических параметров оптического излучения, характеризующих процессы его испускания, распространения, поглощения и рассеяния. Фотометрия абсорбционная —... Медицинская энциклопедия
  7. фотометрия — Фотометрии, мн. нет, ж. [фото и metreo – измеряю]. 1. Измерение силы света; отдел оптики, занимающийся измерением силы света, яркости источников света (физ.). 2. Отдел астрономии, занимающийся определением яркости звезд (астр.). Большой словарь иностранных слов
  8. фотометрия — ФОТОМ’ЕТРИЯ, фотометрии, мн. нет, ·жен. (от ·греч. phos — свет и metreo — измеряю). 1. Измерение силы света; Отдел оптики, занимающийся измерением силы света, яркости источников света (физ.). 2. Отдел астрономии, занимающийся определением яркости звезд (астр.). Толковый словарь Ушакова
  9. фотометрия — ФОТОМЕТРИЯ -и; ж. [от греч. phōs (phōtos) — свет и metreō — измеряю] Спец. Совокупность методов измерения световых величин (освещённости, яркости, силы света, светового потока и т.п.) и энергетических характеристик электромагнитного излучения. Толковый словарь Кузнецова
  10. фотометрия — орф. фотометрия, -и Орфографический словарь Лопатина
  11. фотометрия — фотометрия ж. Раздел оптики, занимающийся измерением световых величин. Толковый словарь Ефремовой
  12. ФОТОМЕТРИЯ — ФОТОМЕТРИЯ (от фото... и...метрия) — .. 1) совокупность методов измерения энергетических характеристик электромагнитного излучения и световых величин: освещенности, силы света, светового потока, яркости и др... Большой энциклопедический словарь