Система энергетических величин ои плотность излучения облученность сила излучения экспозиция облучения

Возникновение оптического излуения его волновая и кванотовая природа

Оптическое излучение — одна из форм существования материи,имеющей массу покоя, равную нулю, и движущейся в вакууме со скоростью с = 2,988 ⋅ 108 м ⋅ с–1. Согласно волновой теории оптическое излучение распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн, редставляющих собой периодические колебания напряженностей электрического и магнитного полей.Оптическое излучение характеризуется волновыми и квантовыми свойствами. Оптическое излучение характеризуют длиной волны, скоростью распространения и частотой повторения амплитуды:

ν= с/λ ,

где λ — длина волны, м (нм, мкм); ν — частота повторения амплитуды волны, с–1; с — скорость распространения волны, м ⋅ с–1.Согласно квантовой теории М. Планка энергия излучается порциями, минимальное значение которых называют квантом. Кванты оптического излучения называют фотонами.

СПЕКТР ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕГО ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ

Электромагнитное излучение характеризуется чрезвычайно широким интервалом длин волн. Лишь небольшую часть этого интервала между областями рентгеновских лучей (λ > 1…10 нм) и радиоизлучений (λ < (3,4…10) ⋅ 105 нм) составляет оптическое излучение.

Спектральное распределение оптического излучения

Вид оптического Излучения Зоны излучения Длина волны излучения, нм

Зона С (УФ-С) < 280 Зона В (УФ-В) 280…315

Ультрафиолетовое

излучение

Зона А (УФ-А) 315…380 Фиолетовый цвет 380…450 Синий цвет 450…480 Голубой цвет 480…510

Зеленый цвет 510…555 Желтый цвет 555…585 Оранжевый цвет 585…620

Видимое

излучение

Красный цвет 620…780 Зона А (ИК-А) 780…1400 Зона В (ИК-В) 1400…3000

Инфракрасное

излучение

Зона С (ИК-С) > 3000

Спектр оптического излучения неразрывно связан с процессом переноса лучистой энергии от тела излучающего к телу поглощающему. Он может быть линейчатым, состоящим из монохроматического излучения одной или нескольких длин волн, сплошным или смешанным спектральная плотность потока излучения

ϕеλ= dФλ/dλ (Вт ⋅ м–1):

Значение спектральной плотности потока излучения ϕеλ удобнее представлять графически в виде относительной спектральной плотности излучения ϕλ (относительные единицы):

φ λ=φeλ /(φe λ) mах

где (ϕеλ)max — максимальное значение спектральной плотности излучения излучателя.

Сумма потоков монохроматического излучения источника определяет его полный поток излучения ФΣ (Вт): Ф Σ = ∫ Ф.

силой излучения. Сила излучения I, Вт ⋅ ср–1, определяется отношением потока излучения dФ к телесному углу dω с вершиной в точке расположения излучателя, в пределах которого равномерно распределен этот поток:

I =dФ/dω

Телесный угол — коническое тело, вершиной которого служит центр сферы произвольного радиуса, а основанием является часть поверхности этой сферы, на которую этот конус опирается

система энергетических величин ои плотность излучения облученность сила излучения экспозиция облучения

Энергетические хорактеристики

=энергия излучения Qe дж =поток излучения Фе Вт

=сила излучения Ie Вт

=олученность-Отношение потока излучения Ф, падающего на облучаемую поверхность, к площади этой поверхности S называют облученностьюEe вт/м^2

=энергетическая светимость Me Вт/м^2

=энергетическая экспозичияHe дж/м^2

Величина, определяющая общее количество энергии излучения, приходящейся на единицу площади облучаемой поверхности в течение времени действия излучения, называется дозой облучения или экспозицией Н, Дж ⋅ м–2:

Н = ∫Е⋅dt

5 облученность от точечного источника и наклонной поверхность.

Облученность в какойлибо точке М, лежащей на поверхности dS, можно определить и через силу излучения точечного излучателя (рис. 1.4):

E М = I α cosβ/l^2

или для поверхности, расположенной горизонтально (α = β, l = h /cos α):

E М= I α cos^3 α/ h^2

где Iα — сила излучения от точечного излучателя в направлении облучаемой точки М, Вт ⋅ ср–1; β — угол между нормалью к поверхности и направлением силы излучения, град.; α — угол между

направлением силы излучения и осью симметрии излучателя, град.;l — расстояние между излучателем и облучаемой точкой, м; h —высота подвеса излучателя, м.