Перегляд вихідного коду сторінки Фотометрія

{{Значення|Фотометрія (значення)}}

'''Фотомèтрія'''&nbsp;({{lang-grc|φῶς}}, родовий відмінок {{lang-grc2|φωτός}}&nbsp;— світло і {{lang-grc2|μετρέω}}&nbsp;— вимірюю)&nbsp;— загальна для всіх розділів [[Прикладна оптика|прикладної оптики]] наукова дисципліна, на основі якої проводяться кількісні вимірювання енергетичних характеристик поля випромінювання.

== Загальний опис ==

* 1. Комплекс методів вимірювання інтенсивності випромінювання у видимій, УФ- або ІЧ-області спектру. До фотометрії відносять [[атомно-абсорбційний аналіз]], [[фотометрія полум'я|фотометрію полум'я]], [[Турбідиметрія|турбідиметрію]], [[нефелометрія|нефелометрію]], [[люмінесцентний аналіз]], спектроскопію відбиття, [[молекулярно-абсорбційний фотометричний аналіз]]. Останній включає спектрофотометрію, фотоколориметрію та візуальну фотометрію (колориметрію). Спектрофотометрія і фотоколориметрія основані на визначенні оптичної густини речовин за допомогою [[спектрофотометр]]ів та фотоелектроколориметрів. Молекулярно-абсорбційний фотометричний аналіз застосовують для визначення більшості хімічних елементів при їх вмісті від 10-4-10-5&nbsp;% до десятків %, а також для дослідження процесів комплексоутворення, ідентифікації органічних сполук тощо.
* 2. Розділ прикладної оптики, в якому вивчаються методика і техніка вимірювання параметрів джерел світла, світлових пучків та освітлених поверхонь. Основними фотометричними величинами є світловий потік Ф, сила світла <math>I_\text{v}</math>, освітленість E, світність R та яскравість джерела B. За основну фотометричну величину в [[Міжнародна система величин|Міжнародній системі величин (ISQ)]] взято силу світла <math>I_\text{v}</math>. Фотометричні величини визначають фотометрами (потік), [[люксметр]]ами ([[освітленість]]).

В основі фотометрії як науки лежить розроблена [[Гершун Андрій Олександрович|А.&nbsp;Гершуном]] теорія [[Світлове поле|світлового поля]].<ref name="Гершун">Гершун А.&nbsp;А.&nbsp;Теория светового поля: Избранные труды по фотометрии и светотехнике</ref><ref name="ИТМО">ИТМО: Годы и люди: Часть первая/сост. М.&nbsp;И.&nbsp;Потеев. СПб.,2000.-284&nbsp;с. УДК 378.095’(09);ISBN 5-7577-0054-8;ISBN 5-93793-001-0</ref>

На практиці положення теорії світлового поля реалізуються [[інженер]]ною дисципліною&nbsp;— [[Світлотехніка|світлотехнікою]].

== Історія ==
Перший із законів фотометрії&nbsp;— [[закон обернених квадратів]]&nbsp;— був сформульований [[Йоганн Кеплер|Йоганном Кеплером]] у [[1604]] році.

<math>E={I \over r^2}\cos i</math> , (1)

де:
* E&nbsp;— [[освітленість]]
* <math>r\!</math>&nbsp;—відстань від джерела до об'єкта
* <math>I\!</math> —[[сила]] світла точкового джерела
* <math>i\!</math> —[[кут]] падіння променів відносно нормалі до поверхні.

Фотометрія як наука почалась в [[1760-ті|1760-х]] з робіт [[Йоганн Генріх Ламберт|Ламберта]], який сформулював закон [[Дифузне відбиття світла|дифузного відбиття світла]] ([[закон Ламберта]]) і [[П'єр Бугер|Бугера]], який сформулював закон [[Поглинання електромагнітного випромінювання|поглинання світла]] ([[Закон Бугера — Ламберта — Бера|закон Бугера&nbsp;— Ламберта&nbsp;— Бера]]).

Використання терміна «світло» щодо описання поля випромінювання в будь-якій області спектрального діапазону [[оптичне випромінювання|оптичного випромінювання]], а не лише в видимій його області, нині загальновизнане («[[швидкість світла]]», [[Світловий промінь|«промінь світла»]]).

Фотометрія&nbsp;— розділ [[Оптика|оптики]], в якому досліджуються [[Енергетична фотометрична величина|енергетичні характеристики]] [[світло|світла]] при його емісії, розповсюдженні і взаємодії з тілами. Оперує [[фотометрична величина|фотометричними величинами]].

У фізичній оптиці інтенсивність поля електромагнітного випромінювання визначається квадратом модуля вектора напруженості електромагнітного поля '''E''',(який є основною розрахунковою величиною у фізичній оптиці), і характеризуеться щільністю поля ({{lang-de|Energiedichte}}) dw: dw = dE / dV = ε x | '''E''' |(2)

де dV&nbsp;— елемент об'єму в заданій точці простору, а dE енергія поля, укладеного в даному об'ємі в цей момент часу<ref name="Pedrotti">Optik: eine Einführung/F- und L-Pedrotti; W.Bausch;H.Schmidt&nbsp;— 1 Aufl.München. 1996- ISBN 3-8272-9510-6
</ref>

ε&nbsp;— [[Діелектрична проникність|діелектрична стала середовища]], у якій поширюється випромінювання.

В оптичному діапазоні спектру частоти електромагнітних коливань настільки високі, що безпосереднє вимірювання модуля цього вектора (на відміну від радіотехніки) неможливе. Сучасними технічними засобами забезпечується лише посереднє значення цієї величини в інтервалі часу, які характеризують [[інерційність прийомача випромінювання|інерційністю приймача випромінювання]]. Ефекти взаємодії випромінювання з речовиною, в тому числі і з приймачем випромінювання, визначаються саме поглиненою енергією випромінення, а не напруженістю електромагнітного поля.

Перехід на використання в теоретичній оптиці енергетичних характеристик поля привів би до нелінійності рівнянь, що залишило б засноване використання принципу суперпозиції, як базового принципу, який дозволяє пояснити багато оптичних явищ.

Окрім того, рівняння Максвелла, яке дозволяє вирахувати значення '''Е''' не враховує в явному вигляді ні геометрії поля випромінення, ні його фотометричних характеристик, і тому сучасна теорія оптичних приладів не використовує математичного апарату теорії Максвелла у всій його повноті.<ref name="Чуриловский">Чуриловский&nbsp; В.&nbsp;Н. Теория оптических приборов. М.;Л.,1966.564 &nbsp;с.</ref>

Будучи орієнтованою на практику, теорія оптичних приладів продовжує базуватись на використанні [[геометрична оптика|геометричної оптики]] і закону збереження енергії.

Існує офіційно признана сукупність термінів, які описують енергетичні характеристики поля випромінювання<ref name="ГОСТ">http://www.yondi.ru/inner_c_article_id_635.phtm {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081230172620/http://www.yondi.ru/inner_c_article_id_635.phtm |date=30 грудня 2008 }} ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин</ref>.

У зв'язку з цим теоретик світового поля Гершун казав:
<blockquote> Той, хто при спробі описати [[світове поле]] користується терміном «інтенсивність» або навмисно відмовляється від можливості його кількісного опису, або не розуміє того, про що говорить<ref name=autogenerated1>Гершун. Лекции по физической оптике, читавшиеся на Инженерно-физическом факультете ЛИТМО до конца 1951 года</ref>,<ref name="Гершун А.А.1">Избранные труды по фотометрии и светотехнике"</ref></blockquote>

== Теорія світлового поля ==
{{main|Світлове поле}}
Вихідною енергетичною характеристикою поля випромінювання є «спектральна густина енергетичної яскравості» <blockquote>

B(λ)= d(E) / [d(λ) x d(t) x dS x d(ω)], </blockquote>

яка означає долю енергії випромінювання, що знаходиться в одиничному інтервалі довжин хвиль, і яка проходить за одиницю часу через перпендикулярну до поширення випромінювання територію одиничної площі в межах одиничного тілесного кута. Якщо додати до цього ще і орієнтацію плоскості поляризації, то сукупність значень спектральної щільності яскравості вичерпним чином описує поле випромінювання.

Спектральна щільність яскравості&nbsp;— скаляр, величина якого залежить від орієнтації в просторі нормалі до області dS. Відкладаючи в бажаному масштабі значення B(λ) за різними напрямками нормалі при різноманітній орієнтації області, отримуємо [[тіло спектральної густини яскравості]], як вихідну характеристику поля неполяризованого випромінювання для даної точки поля випромінювання.

== Фотометричні вимірювання ==
{{main|Фотометр}}
'''Фото́метр'''&nbsp;— [[Вимірювальний прилад|пристрій]] для вимірювання будь-яких із [[фотометрична величина|фотометричних величин]], частіше інших&nbsp;— одної або багатьох [[світло]]вих величин.

При використанні фотометра здійснюють конкретне просторове обмеження потоку випромінювання і реєстрацію його приймачем випромінювання із заданою [[спектр]]альною чутливістю. Освітленність вімірюють [[люксметр]]ами, світловий потік і світлову енергію&nbsp;— за допомогою інтегруючого фотометра. Пристрої для вимірювання кольору об'єкта називають [[кольорометр]]ами.

== Див. також ==
* [[Фотометрія полум'я]]
* [[Термофотометрія]]
* [[Фотометричне стерео]]

== Примітки ==
{{reflist|2}}

== Література ==
* Теоретична та прикладна фотометрія: навч. посіб. / уклад.: К.&nbsp;Ю.&nbsp;Зенкова, А.&nbsp;О.&nbsp;Карачевцев; Чернів. нац. ун-т ім. Ю.Федьковича.&nbsp;— Чернівці, 2009.&nbsp;— 74 c.

== Посилання ==
* {{УСЕ-4|[http://slovopedia.org.ua/29/53412/23070.html Фотометрія]}}
* [https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/26238/1/ЕІРП_2018-Page258-261.pdf Вплив дискретизації фокальної площини на функціонал еліпсоїдального рефлектора] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20220321120405/https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/26238/1/ЕІРП_2018-Page258-261.pdf |date=21 березня 2022 }} І.&nbsp;В.&nbsp;Геліч, 2018

{{Доробити}}
{{Оптика}}
{{Зорі}}

[[Категорія:Фотометрія|*]]
[[Категорія:Оптика]]