Зубарев Ю.Б. Телевизионная техника (1994) (1143038), страница 6
Текст из файла (страница 6)
К температурным излучателям, т. е. к излучателям, подчиняющимся законам теплового излучения, относятся такие источники света, как Солнце, свечи, лампы накаливания и т. п. Температурное излучение зависит не только от температуры тела, но и от его физических свойств. Чем больше тело поглощает падающую на него энергию, тем больше энергии оно испускает при нагревании.
Наибольшей поглощательной способностью обладают черные тела. Тело, которое поглощает всю падающую на него лучистую энергию, называют абсолютно черным. Прн увеличении температуры абсолютно черного тела максимум излучения смещается в сторону более коротких волн н быстро возрастает по абсолютному значению. Для реальных температурных излучателей, так же как и для абсолютно черного тела, весь ход кривой спектрального распределения энергии в видимой части спектра полностью определяется их температурой. Но чтобы от излучателей, изготовленных из разных материалов, получить одинаковый (или близкий) спектральный состав излучения, нужно нагревать их до разной температуры. Поэтому для удобства сравнения спектров излучателей принято пользоваться понятием цветовой температуры излучения. Дантовой температурой излучения данного источника называют то значение температуры, до которого надо нагреть абсолютно черное тело, чтобы получить от него излучение того же цвета. Если данный источник является температурным излучателем, 12 то совпадение по цвету его излучения и излучения абсолютно черного тела означает одинаковое распределение энергии обоих излучателей в видимой части спектра.
Однако спектральное распределение энергии таких источников света, например, как газоразрядных и люминесцентных ламп или голубого неба, характеризующихся определенным значением цветовой температуры, не будет соответствовать спектральной кривой температурного излучателя при той же цветовой температуре, хотя цвета их свечения очень похожи. 11ветовую температуру принято выражать в градусах абсолютной шкалы и обозначать К. На рис. 1.1.1 для удобства сравнения ординаты кривых, соответствующих значению а=555 ммк, приняты за 100а)а. 0 44)) ЛЮ ййг )РУ д, «зг рнс.
!.!.1. Спеатральныа распралеланнн анаргна температурных налучаталаа Нветовая температура, К, для источников Лампы накалввамля осветительные 100... 1000 Вт... 2700... 2950 црожекторные и вннопроекцнонные . 2900... 3300 Люминесцентные лампы дневного ЛЛ.......... 6000 холодного белого ЛХБ...... 4300 белого ЛБ...,....... 3450 теплого белого ЛТБ....... 2600 Солнце в летний день на гпироте Москвы 5100 Дневной свет при сплошной облачности 6300 — 67000 Международной осветительной комиссией в !931 г. для фотометрии и колориметрии были стандартизированы три цветовые температуры для источников А, В, С соответственно 2854, 4800, 6500 К. В цветном ТВ также 1,0 100 150 140 120 100 00 Ь 770 нм Х=тгз нм (1.2.6) 13 400 ЯЮ НЮ 700 Л, Мрг Рис.
ппх. спектральные распределения энергия стандартных истопников А, В, С применяют понятие стандартный источник с О с температурой 6500 К (рис. 1.1.2). В качестве источника А применяют отобранные, отожженные и проградуированные лампы накаливания. Источники В и С получают с помощью установки светофильтров перед лампой, имеющей цветовую температуру 2854 К. При передаче из студии обычно применяют источники света с цветовой температурой (3200~100) К с непрерывным спектром, т. е.
близкие по спектральному распределению энергии к стандартному источнику белого света А. Принято считать, что при наблюдении цветного изображения на экране телевизора (в неосвещенной комнате) цветовое ощущение у зрителей лучше при освещении передаваемой сцены дневным светом (источиик белого света С, 6500 К). Цветные кинофильмы на пленке шириной 35 мм также рассчитаны на применение в кинопроекторах источника света, близкого к С (ксеноиовая лампа, 5600 К). Кинофильмы на пленке шириной 16 мм рассчитаны на источник света 3200 К.
Для получения нужного белого света ыа экране телевизора независимо от типа источника, освещающего передаваемую сцену, используют различные методы цветокоррекции либо в передающей камере наборам соответствующих светофильтров, либо в усилительном тракте обработкой электрических сигналов. Ф.2. Основные свететехннчеснне веннчнны Диапазон электромагнитных волн охватывает 50 октав, из которых на видимый свет приходится только одна. Это диапазон длин волн 390...770 нм.
Следует различать величины, характеризующие любое электромагнитное излучение, н фотометрические величины. В то время как первые из них объективно характеризуют общие энергетические свойства излучения, вторые выражают субъективное восприятие света человеком. В фотометрии действие света характеризуют не энергией, или мощностью, излучения, а его восприятием человеческим глазом, которое зависит от длины волны. Отношение светового потока, который является физиологической величиной, к потоку излучения зависит от длины волны и называется спектральной видностью У(Л).
Максимум спектральной видности (рис, 1.2.1) соответствует длине волны 555 нм и составляет 680 лм/Вт. Здесь люмен в фотометрическая величина, называемая световым потоком и обозначаемая обычно буквой Р. Для количественной оценки силы воздейст- 4/Ю Я0 б00 /Ь,я» Рис. Код. Кривая видности вия лучистой энергии на глаз необходимо учитывать два обстоятельства: 1) видыость излучения, т. е. неодинаковую чувствительность глаза к излучениям разных длин волн, даваемую кривой спектральной видности; 2) неравномерность плотности распределения мощности излучения по разным длинам волн реальных источников света: р(Л) =йр/йЛ, (1.2.1) где р(Л) — плотность мощности электромагнитного излучения, Вт/нм; Р— мощность излучателя, Вт; длина волны, нм. Мощность электромагнитного излучения видимой части диапазона длин волн, Вт Ров — — ) У (Л) р (Л) йЛ, (1.2.2) Л=ЗЗО нм где У(Л) — величина безразмерная; р(Л), Вт/нм, Рвы Вт.
Мощность светового электромагнитного излучения, оцениваемая по воздействию на нормальный глаз, называют световым потокам Р. Единицей светового потока является люмен. Между мощностью электромагнитного излучения и световым потоком в максимуме кривой видности (Ла=555 нм) экспериментальна установлена следующая связь: Рь,=683 Ров. (1.2.3) Соотношеыия (1.2.2) и (1.2.3) позволяют определять световой поток любого источника Х 770 нм Р=683 ) У (Л) р(Л) йЛ. (1,2.4) х ззо Пример. Оценим световой поток, испускаемый источником с равномерным распределением плотности мощности излучения по длине волны (такой источник, у которого р(Л) =сопз1, называют равноэнергетическим).
Если в пределах видимой части света (380... 770 нм) мощность излучения Р=,1 Вт, то плотность этой мощности, Вт/нм р(Л) =йР/йЛ=Р/(Лмо — Лма) =1/(Лгтв — Лвво). (1.2.5) Таким образом для равноэнергетического (белого) из- лучения йЛ Ро,д — — 683 ~ У (Л) Л 1 втв ввв х-зао Л 77О нм — Л ~ "(Л) "Л. 683 Л вЂ” Л х-ззо В (1.2.6) интеграл равен площади под кривой видности У(Л). Поскольку У(Л) известна, можно численно определить интеграл, который составляет 0,332.
Сле- довательно, создаваемый излучателем равноэнергетического типа поток белого света Раек=683 0,322 =220 лм. Таким образом имеются два эквивалента лучистой энергии н светового потока для цветов: желто-зеленого за=550 нм, Уа= 1„ 1 Вт=683 лм, белого р(й) =сопл! 1 Вт=220 лм. Лампа накаливания имеет коэффициент светоотдачи 8...15 лм/Вт и создает световой поток Р=800...1500 лм. Световой поток может неравномерно распределяться в пространстве. Для учета этого распределения введена единица силы света.
Сила света — одна нз основных величии Международной системы единиц СИ; она измеряется в канделах (кд) и обозначается через 1. Кандела †э сила света, излучаемого черным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 см' прн температуре 2042,5 К (температура затвердевания платины при нормальном давлении). Отметим, что кандела — основная единица, определяемая с помощью эталона, а световой поток — единица производная. Зависимость силы света от направления характеризуется диаграммой направленности излучателя. Поскольку излучение неравномерно в пространстве в определенном фиксированном направлении должна быть сила света 1= бр/е(ю, (1.2.7) где е(Р— световой поток в пределах телесного угла 85.
Если б5= 1 стр., проходит, равномерно распределяясь, световой поток в 1 лм, то в этом направлении сила света 1= 1 кд. Среднее значение силы света 1ер точечного источника определяется отношением всего излучаемого им светового потока Р„„ к полному телесному углу (в стерадианах) ал а=4п: 1е а = Раааа/4я. (1.2.8) Прлмгр: Для лаки накаливания с Р= 100 Вт, излучающей световой поток Реала=800...1500 лм, 1еу= =Р , /4п= (800 ... 1500)/4я=60 ... 120 кд. Наиболее регулярный характер имеет (ДН) диаграмма направленности диффузно излучающей поверхности, называемая излучателем Ламбгргп. Для источника, излучаемого в направлении, составляющем угол а с нормалью к поверхности, сила света 1 равна сова (рис.
1.2.2). Для других излучателей, например ламп накаливания, ДН менее регулярны. Большинство объектов, изображение которых передается с помощью ТВ, обладают способностью отражать, а не излучать световую энергию. Количество отраженной энергии зависит от свойств отражающей поверхности (коэффициента отражения) и количества падающей энергии. Отражающие поверхности выступают в роли вторичных источников света. Для светотехнических расчетов вводят физическую величину — освещенность.
Огвгщгллосгао называют отношение светового потока к площади освещаемой поверхности. Если световой поток распределен по поверхности неравномерно, то освещенность †э плотность светового потока по поверхности, лк (1.2.9) В= бр/г/5 (освещенность в 1 лк создается световым потоком в 1 лм на плошади в ! м'). Рле.
!.2.2. Длаграмла калраалеаалетв азлучателеа Ламберта 14 Освещенность, лк, объектов Киноэкран...,......., 40 .. „.200 Книга при ее чтении........ 20 Телевизионная студня....., ., 2000 Предметы в тени в лемгий день..., 1000 Предметы на открытом месте в солнечный день.............. 100 000 Яркость В, характеризуется плотностью силы света по площади. Важно отметить, что, в отличие от освещенности, имеется в виду площадь поверхности, не на которую падает свет, а с которой он излучается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
