X. ФОТОМЕТРИЯ. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

Основные законы и формулы по данному разделу представлены в таблице 10.

Таблица 10 – Основные законы и формулы

Наименование величины или физический закон	Формула
Световые фотометрические величины Полный световой поток от точечного источника света в люменах. J – сила света в канделах
Сила света J. Ф – световой поток,ω – телесный угол в стерадианах
Освещенность в люксах, Sобл – площадь облучаемой поверхности
Освещенность, создаваемая точечным источником света на расстоянии R от него. i – угол падения световых лучей
Светимость М. Sизл – излучающая поверхность
Соотношение между светимостью М и яркостью L для источников, удовлетворяющих закону Ламберта
Эффективные фотометрические величины для ультрафиолетовой части спектра Поток излучения Ф (эр или бакт)
Сила излучения (эр/ср или бакт/ср)
Облученность (эр/м² или бакт/м²)
Облученность от точечного источника
Угловое увеличение микроскопа Г. а – расстояние наилучшего зрения (25 см), L – расстояние между фокусами объектива и окуляра. F₁ и F₂ – фокусные расстояния объектива и окуляра

Вопросы для самоконтроля

1. Сформулируйте законы отражения и преломления света. Дайте определение показателя преломления.

2. Покажите, как связаны между собой абсолютный и относительный показатели преломления на границе раздела двух сред.

3. В чем заключается явление полного внутреннего отражения? Как применяется это явление в оптических приборах (например, в рефрактометре)?

4. Каков принцип действия световодов? Расскажите об их применении в ветеринарной практике.

5. Выведите формулу линзы. Какие типы линз вам известны? Что называют оптической силой линзы и в каких единицах она измеряется?

6. Нарисуйте оптическую схему микроскопа. Чему равно увеличение микроскопа?

7. Что называют апертурным углом? Что называют числовой апертурой?

8. Дайте определения энергетических фотометрических величин и единиц их измерения.

9. Получите выражение для освещенности, создаваемой точечным источником света.

10. Дайте определения эффективных фотометрических величин в эритемной и бактерицидной областях ультрафиолетовой части спектра.

11. Дайте определения фотометрических величин в видимой части спектра. Каковы единицы их измерения?

12. Каково значение фотометрических измерений в ветеринарии и зоотехнии? Какое влияние оказывает видимый свет на сельскохозяйственных животных и птицу?

13. С какой целью применяют ультрафиолетовое излучение в ветеринарии и зоотехнии?

Примеры решения задач

ЗАДАЧА № 1

Ультрафиолетовая лампа ЛЭ-30, применяемая в животноводстве и ветеринарии, создает световой поток 110 лм, эритемный поток 750 эр и бактерицидную отдачу лампы, если ее мощность 30 Вт. Вычислить силу света и силу эритемного и бактерицидного излучения лампы. Какие облученности и освещенность создает эта лампа на расстоянии 3 м от нее при нормальном падении света? Считать лампу точечным источником.

Дано:

Решение: Светоотдача определяется как отношение светового потока к мощности источника света. Аналогично определяются и остальные отдачи.

Световой поток и сила точечного источника связаны соотношением:

Отсюда

Аналогично

Освещенность, создаваемая точечным источником света:

Аналогично

ЗАДАЧА №2

Окно в виварии имеет размеры 2,5 3,5м и на него в полдень падает световой поток 0,11 Млм. Считая коэффициент отражения света от каждой поверхности оконного стекла по 4 %, определить освещенность окна с наружной его стороны, а также яркость и светимость окна внутри вивария. Поглощением света внутри стекла пренебречь.

Дано:

Решение: Вычисляем освещенность окна:

Часть светового потока, отраженная от внешней поверхности стекла, равна ρФ. Поэтому световой поток, прошедший в стекло, равен

Точно так же можно написать, что световой поток, вышедший из стекла после отражения на внутренней поверхности, равен

Таким образом, светимость стекла внутри вивария создается тем световым потоком, который прошел через стекло, т. е.

Поскольку яркость и светимость связаны между собой соотношением

Произведем вычисления:

Контрольные задачи

91. Фокусное расстояние объектива микроскопа 5 мм, окуляра 28 мм. Расстояние от объектива до окуляра 18 см. Какое увеличение дает микроскоп? Определить оптические силы линз микроскопа.

92. Расстояние между фокусами объектива и окуляра внутри микроскопа 150 мм. Фокусное расстояние объектива 6 мм. С каким фокусным расстоянием следует взять окуляр, чтобы получить увеличение в 850 раз. Определить оптические силы линз микроскопа.

93. Определить оптическую силу окуляра микроскопа, если фокусное расстояние объектива 1,5 мм. Расстояние между объективом и окуляром 21 см. Микроскоп обладает 64-кратным увеличением.

94. Энергетическая освещенность, создаваемая Солнцем на границе земной атмосферы, равна 1,37 кВт/м² (солнечная постоянная). Вычислить мощность излучения Солнца, если среднее расстояние от него до Земли равно 150 млн км.

95. На рабочих столах пункта ветеринарного обслуживания животных по санитарным нормам полагается освещенность 30 лк. Какую минимальную силу света должна иметь лампа, повешенная на высоте 2 м от поверхности рабочего стола? Какой световой поток будет давать эта лампа? Какова должна быть мощность лампы, если ее светоотдача 12,6 лм/Вт?

96. В коровнике повешен светильник из молочного стекла, имеющий форму шара диаметром 20 см. Сила света светильника 80 кд. Определить световой поток, светимость и яркость светильника.

97. Ультрафиолетовая лампа ДРТ-400 создает на расстоянии 3,5 от нее при нормальном падении лучей эритемную облученность в 30 мэр/м2. Вычислить величину эритемного потока, создаваемого лампой, и эритемную отдачу лампы, если она потребляет мощность 400 Вт. Считать лампу точечным источником.

98. Для обезвреживания бактериального токсина необходимо создать бактериальную облученность 156 мбакт/м2. Токсин в чашке Петри помещают под УФ-источником БУВ-30, создающим поток 4,5 бакт. На каком расстоянии от чашки следует поместить облучатель, считая его точечным источником?

99. Над центром круглой клетки диаметром 2,5 м на высоте 3 м от пола подвешена лампа ЭУВ-30, создающая силу эритемного облучения 19,9 мэр/ср. Определить эритемную облученность в центре пола клетки и на краю клетки на полу.

100. Вертикальная поверхность клетки с животным находится на расстоянии 8 м от ультрафиолетового источника света, состоящего из трех ламп ЛЭ-15. Одна из ламп вышла из строя. На сколько нужно передвинуть источник к клетке, чтобы облученность ее не изменилась?

Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 1112; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!