Влияние окружающей среды на зрение
Восприятие яркости определенного предмета больше зависит от яркости соседних предметов, чем от действительной яркости самого предмета.
Когда мы воспринимаем предмет на темном фоне, мы видим его ярче и, наоборот, на более светлом фоне мы воспринимаем его как более темный, менее яркий, как это предстает на рисунке, это «одновременный контраст яркости», что объясняется фактом «латерального торможения клеток» (активность клетки зависит от активности соседей, если они не активны, то центральная клетка имеет максимальный разряд, а если периферические активируется, происходит торможение смежной, центральной). Это объясняет явление, известное как полосы Маха.
Это явление не всегда выполняется так, как мы его описали, мы знаем, что бывают ситуации, когда возникает восприятие, полностью противоположное ожидаемому согласно латеральному торможению, это изучалось гештальт-исследователями (нижний рисунок), где факторы когнитивного и высшего – вниз тип.
Методы измерения интенсивности света
Фотоэлектрический метод
Фотоэлектрический метод является одним из наиболее распространенных и точных методов измерения интенсивности света. Он основан на явлении фотоэффекта, который заключается в выбивании электронов из поверхности материала под воздействием световых квантов.
Данный метод основывается на использовании фотоэлементов, которые являются специальными полупроводниковыми устройствами. Фотоэлемент поглощает световую энергию и генерирует электрический ток, пропорциональный интенсивности света. Для измерения интенсивности света используется фотодиод, фототранзистор или фотоприемник.
Преимущества фотоэлектрического метода включают высокую точность и быстроту измерений, а также возможность работы с широким диапазоном интенсивностей света.
Колориметрический метод
Колориметрический метод основан на измерении спектрального состава света и определении его интенсивности на основе спектральных характеристик. Для измерения интенсивности света используется специальная приборная установка — колориметр.
Колориметрический метод направлен на измерение цветовых характеристик света, таких как цветовая температура и цветовая яркость. Он основывается на принципе работы спектрофотометра и использует знание о зависимости цветности света от его интенсивности.
Колориметрический метод является важным инструментом в области фотометрии и цветоведения. Он позволяет точно измерять интенсивность света и учитывать его спектральные особенности.
Другие методы
Кроме фотоэлектрического и колориметрического методов, существует ряд других методов измерения интенсивности света. Некоторые из них включают использование фотопленок, фотоэмульсий или даже нейтронов.
Однако, фотоэлектрический и колориметрический методы являются наиболее популярными и широко используемыми, благодаря своей точности и удобству в использовании.
Отличие освещенности от светового потока
При этом многие путают единицы измерения Люмены с Люксами. Запомните, в люксах измеряется именно освещенность.
Как наглядно объяснить их разницу? Представьте себе давление и силу. С помощью всего лишь маленькой иголки и небольшой силы, можно создать высокое удельное давление в отдельно взятой точке.
Также и с помощью слабого светового потока, можно создать высокую освещенность в отдельно взятом участке поверхности.
1 Люкс – это когда 1 Люмен попадает на 1м2 освещаемой площади.
На поверхности этого стола должна быть определенная норма освещенности, чтобы вы могли комфортно работать. Первоисточником для норм освещенности служат требования сводов правил СП 52.13330
Для обычного рабочего места это 350 Люкс. Для места, где производятся точные мелкие работы – 500 Лк.
Данная освещенность будет зависеть от множества параметров. К примеру, от расстояния до источника света.
От посторонних предметов рядом. Если стол находится около белой стены, то и люксов соответственно будет больше, чем от темной. Отражение обязательно скажется на общем итоге.
Любую освещенность можно замерить. Если у вас нет специальных люксометров, воспользуйтесь программами в современных смартфонах.
Правда заранее приготовьтесь к погрешностям. Но для того, чтобы сделать навскидку первоначальный анализ, телефон вполне сгодится.
использование
Сила света для монохроматического света с определенной длиной волны λ определяется выражением
- яv=683⋅у¯(λ)⋅яе,{ Displaystyle I _ { mathrm {v}} = 683 cdot { overline {y}} ( lambda) cdot I _ { mathrm {e}},}
куда
- яv сила света в канделах (кд),
- яе это интенсивность излучения в ваттах на стерадиан (Вт / ср),
- у¯(λ){ displaystyle textstyle { overline {y}} ( lambda)} это стандартная функция яркости.
Если присутствует более одной длины волны (как это обычно бывает), необходимо суммировать или интегрировать по спектр имеющихся длин волн для получения силы света:
- яv=683∫∞у¯(λ)⋅dяе(λ)dλdλ.{ displaystyle I _ { mathrm {v}} = 683 int _ {0} ^ { infty} { overline {y}} ( lambda) cdot { frac {dI _ { mathrm {e}} ( lambda)} {d lambda}} , d lambda.}
Практическое применение знания об интенсивности и давлении света
Интенсивность света и его давление имеют широкое применение в научных и технических областях.
Одно из практических применений знания об интенсивности света — это в области фотографии и видеосъемки. Зная интенсивность света, можно правильно настроить экспозицию камеры, чтобы получить оптимальное освещение и детализацию изображения. При съемке в слабом освещении можно увеличить интенсивность света и использовать специальную технику, такую как дополнительное освещение или подсветку, для создания яркого и четкого изображения.
Также знание давления света может применяться в различных областях, например, в космической технике. Известно, что солнечный свет создает давление на объекты в космосе. Используя этот принцип, космические аппараты могут использовать солнечные паруса для активного перемещения и маневрирования в космосе. Давление света позволяет управлять направлением и скоростью движения космического аппарата.
Еще одно практическое применение интенсивности и давления света — это в области лазерной технологии. Интенсивный свет, создаваемый лазером, может использоваться для точного и мощного резания и сварки материалов. Давление света, генерируемое лазером, позволяет контролировать точность и глубину резки. Лазерные технологии применяются в различных отраслях, включая медицину, промышленность и научные исследования.
Таким образом, знание об интенсивности и давлении света имеет практическую ценность и применяется в различных областях, где требуется точное и контролируемое использование световых эффектов.
Чувствительность к свету
Для измерения чувствительности к свету мы будем учитывать две величины:
абсолютный порог: Наименьшее количество света в радиометрическом (энергетическом) или фотометрическом (яркостном) выражении для обнаружения стимула и будет составлять максимальную чувствительность зрения, которая, в свою очередь, зависит от диаметра фоторецепторов в сетчатке.
отделимый минимум: Это способность различать две точки, два раздражителя. Областью наибольшей концентрации является макула и для того, чтобы были восприняты два отдельных раздражителя, должны быть раздражены две колбочки, разделенные между собой третьей, неактивной. Эта минимальная биологическая единица предполагает площадь, эквивалентную разрешению в 30 циклов, хотя мы знаем, что человеческий глаз способен обнаруживать изменения наклона, соответствующие углам обзора в 5 секунд, что в 25 раз меньше диаметра конуса. Это то, что известно как сверхострота зрения.
Стимулируемая область сетчатки также имеет значение для остроты зрения, наибольшая острота возникает у колбочек, и они с большей плотностью распределяются в центральной ямке, и по мере удаления их концентрация будет уменьшаться, поэтому острота зрения от 20º на периферии фовеа она значительно ниже (кривые Peichl, Wasle, 1979).
Отношение к другим показателям
Сила света не следует путать с другой фотометрической единицей, световой поток, которая представляет собой общую воспринимаемую мощность, излучаемую во всех направлениях. Сила света – это воспринимаемая мощность на единицу телесного угла. Если лампа имеет колбу 1 люмен и оптика лампы настроена так, чтобы равномерно фокусировать свет в 1 люмен стерадиан луч, то луч будет иметь силу света 1 кандела. Если бы оптику изменили, чтобы сконцентрировать луч на 1/2 стерадиана, то источник имел бы силу света 2 канделы. В результате луч становится уже и ярче, но его световой поток остается неизменным.
Сила света также не такая, как у интенсивность излучения, соответствующая цель физическое количество используется в измерительной науке радиометрия.
Интенсивность света, связь интенсивности света с амплитудой светового вектора.
Интенсивностью света называют электромагнитную энергию
Ни глаз, ни какой-либо иной приемник световой энергии не может уследить за столь частыми изменениями потока энергии, вследствие чего они регистрируют усредненный по времени поток. Поэтому правильнее определить интенсивность как модуль среднего по времени значения плотности потока энергии, переносимой световой волной. Плотность потока электромагнитной энергии определяется выражением
Поскольку световая волна- это электромагнитная волна, то
где V- объем, занимаемый волновым полем.
Из уравнений Максвелла следует, что векторы напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне связаны соотношением
Поэтому выражение (4.5) можно записать следующим образом
Из уравнений Максвелла скорость распространения электромагнитных волн
Выделим некоторый объем волнового поля в форме параллелепипеда (рис.4.5)
| Рис.4.5 |
Тогда
где n— показатель преломления среды, в которой распространяется волна. Таким образом, напряженность магнитного поля Н пропорционально напряженности электрического поля Е и n:
Тогда интенсивность волны будет определяться выражением
(коэффициент пропорциональности равен
Однако в случае прохождения света через границу раздела сред выражение для интенсивности, не учитывающее множитель n, приводит к не сохранению светового потока.
Рассмотрим сферическую световую волну. Площадь сферического фронта волны
Эти выражения показывают, что амплитуда сферической волны уменьшается пропорционально расстоянию от источника световых волн. Если R достаточно велико, т.е. источник находится очень далеко от области наблюдения, то фронт волны представляется частью сферической поверхности очень большого радиуса. Ее можно считать плоскостью. Волна, фронт волны которой представляется плоскостью, называется плоской, так как энергия волны во всех плоскостях, представляющих фронты волны в различные моменты времени остается постоянной, то амплитуда у такой волны постоянна.
.Понятие интерференции, наложение гармонических волн, условия когерентности.
Свет является электромагнитной волной. Сложение волн, распространяющихся в среде, определяется сложением соответствующих колебаний. Рассмотрим наиболее простой случай сложения электромагнитных волн (колебаний):
1) частоты их одинаковы,
2) направления электрических векторов совпадают.
В этом случае для каждой точки среды, в которой происходит сложение волн, амплитуда результирующей волны для напряженности электрического поля определяется векторной диаграммой (рис.4.6)
Из диаграммы следует, что результирующая амплитуда определится следующим образом:
где d— разность фаз слагаемых волн (колебаний).
Результат сложения волн зависит от особенностей источников света и может быть различен.
Дата добавления: 2017-10-04 ; просмотров: 24919 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Видео:Физика 11 класс (Урок№16 – Интерференция света.)Скачать
Определение и единство
Большинство источников света излучают разное количество света в разных направлениях.
Световой поток, излучаемый источником света, по определению равен мощности излучения , взвешенной по чувствительности человеческого глаза, которая сильно зависит от длины волны . Однако интерес представляет не только общий световой поток, но и возможная фокусировка в одном направлении. Фара, которая фокусирует свет в одном направлении, кажется «ярче», чем лампа, излучающая одинаковый световой поток со всех сторон (изотропная). Эта характеристика направленности описывается силой света, которая определяется как световой поток через твердые углы : Если источник света излучает световой поток (измеряется в единицу СИ просвет ) равномерно в телесном угле (измеряется в единицу SI стерадиан ), сила светаΦv{\ displaystyle \ textstyle \ Phi _ {\ mathrm {v}}}Φе{\ displaystyle \ textstyle \ Phi _ {\ mathrm {e}}}Φv{\ displaystyle \ textstyle \ Phi _ {\ mathrm {v}}}Ω{\ displaystyle \ textstyle \ Omega}
- Я.vзнак равноΦvΩ{\ Displaystyle I _ {\ mathrm {v}} \, = \, {\ frac {\ Phi _ {\ mathrm {v}}} {\ Omega}} \,}.
Прожектор
Единица силы света в системе СИ – это люмен, разделенный на стерадиан (лм / ср), и называется « кандела » (кд) (1 кд = 1 лм / ср).
Например, если лампа накаливания излучает световой поток Φ v = 100 лм равномерно в полном телесном угле Ω = 4π ср, она имеет силу света I v = 100 / 4π лм / ср ≈ 8 кд во всех направлениях . Если, с другой стороны, этот световой поток сфокусирован как прожектор в телесном угле размером Ω = 0,1 ср, в результате получится сила света 1000 кд.
Как правило, источник света излучает разное количество света в разных направлениях . Следовательно, для общего определения сила света – это дифференциальная величина, т.е. То есть учитывается составляющая светового потока, которая излучается в бесконечно малом элементе телесного угла, и формируется частное:
dΦv{\ textstyle \ mathrm {d} \ Phi _ {\ mathrm {v}}}dΩ{\ textstyle \ mathrm {d} \ Omega}
- Я.vзнак равноdΦvdΩ{\ Displaystyle I _ {\ mathrm {v}} \, = \, {\ frac {\ mathrm {d} \ Phi _ {\ mathrm {v}}} {\ mathrm {d} \ Omega}}}.
Зависимость от расстояния
Интенсивность световой волны является наблюдаемым количеством энергии, переносимой единицей площади в направлении распространения света. Зависимость интенсивности света от расстояния определяется законом инверсного квадрата расстояния.
Согласно закону, интенсивность световой волны обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света. Другими словами, с увеличением расстояния от источника интенсивность света уменьшается.
Этот закон очень важен для понимания физических свойств света и его распространения в пространстве. Именно благодаря этому закону мы можем объяснить, почему свет отдаленных источников кажется слабее, чем свет ближних источников.
Закон инверсного квадрата расстояния применяется для оценки интенсивности света в различных ситуациях. Например, при проектировании освещения в помещениях нужно учитывать этот закон, чтобы правильно расположить источники света и достичь необходимого уровня освещенности в каждой точке.
Пример:
Предположим, у нас есть источник света мощностью 100 Вт. Если мы измерим интенсивность света на расстоянии 1 метр от источника и получим значение 10 лк (люкс), то на расстоянии 2 метра интенсивность света будет равна всего 2,5 лк (люкс). Это происходит из-за того, что интенсивность света уменьшается в 4 раза при удвоении расстояния.
Таблица ниже иллюстрирует зависимость интенсивности света от расстояния:
| Расстояние (м) | Интенсивность (лк) |
|---|---|
| 1 | 10 |
| 2 | 2,5 |
| 3 | 1,1 |
| 4 | 0,6 |
| 5 | 0,4 |
Из таблицы видно, что с увеличением расстояния интенсивность света снижается многократно.
Связь интенсивности излучения с другими физическими величинами
Интенсивность излучения — это величина, определяющая количество энергии, передающейся через единичную площадку в единицу времени. Интенсивность излучения тесно связана с другими физическими величинами, такими как площадь излучающей поверхности, мощность и энергия излучения.
Площадь излучающей поверхности является одним из факторов, влияющих на интенсивность излучения. Чем больше площадь излучающей поверхности, тем больше энергии может быть излучено или принято. Это объясняется тем, что большая площадь поверхности позволяет большему количеству фотонов или волн распространяться одновременно.
Мощность излучения — это количество энергии, передаваемое излучателем или поглощаемое приемником за единицу времени. Мощность излучения напрямую связана с интенсивностью излучения, поскольку она определяет количество энергии, передающейся через единичную площадку в единицу времени.
Энергия излучения — это суммарная энергия, передаваемая излучателем или поглощаемая приемником за определенный период времени. Энергия излучения пропорциональна интенсивности излучения и времени, в течение которого излучение осуществляется или поглощается.
Все эти физические величины тесно связаны между собой и представлены в единицах, таких как ватт, джоуль и ватт на квадратный метр (Вт/м²). Связь между этими величинами позволяет более полно оценить интенсивность излучения и его энергетический потенциал.
Что такое рабочая формула для определения длины волны света?
Определение длины волны света важно во многих областях науки и техники, таких как оптика, физика, астрономия и спектральный анализ. Рабочая формула позволяет вычислить длину волны света на основе других известных параметров, таких как частота или скорость распространения
Также формула может использоваться для нахождения других параметров светового излучения, если известна длина волны.
Рабочая формула для определения длины волны света может быть представлена различными способами в зависимости от используемых единиц измерения и конкретных условий задачи. Например, для определения длины волны света в вакууме можно использовать формулу:
где λ — длина волны света в вакууме, c — скорость света в вакууме, f — частота световой волны.
Если известны скорость света и частота, то с помощью этой формулы можно вычислить длину волны света. Например, при известной частоте 500 мегагерц и известной скорости света в вакууме, равной примерно 299,792,458 метров в секунду, можно вычислить длину волны света, используя формулу.
Рабочая формула для определения длины волны света является важным инструментом для измерения и анализа светового излучения. Она позволяет определить длину волны на основе известных параметров, что имеет практическое применение во многих областях науки и техники.
Интенсивность света
Интенсивностью света ($I$) в избранной точке называют модуль средней по времени величины плотности потока энергии, которую световая волна переносит. В свою очередь плотность потока электромагнитной энергии определяют с помощью вектора Умова — Пойнтинга ($\overrightarrow
$). Значит, в математическом виде определение интенсивности света можно записать как:
\[I=\left|\left\langle \overrightarrow
\right\rangle \right|=\left|\left\langle \overrightarrow\times \overrightarrow\right\rangle \right|\left(1\right),\]
где усреднение производят за время ($t$) много большее, чем период ($T$) колебаний волны: ($t\gg T$). Определение интенсивности света можно записать в виде:
Единицами измерения интенсивности света в $СИ$, обычно служат $\frac.$
Модули амплитуд ($E_m\ и\ H_m$) векторов напряжённостей электрического ($\overrightarrow$) и магнитного ($\overrightarrow$) полей в электромагнитной волне связаны соотношением:
где считаем, что $\mu \approx 1.$ Выразим из (3) амплитуду $H_m$, получим:
где $n=\sqrt=\sqrt$ при $\mu \approx 1$- показатель преломления вещества, в котором распространяется свет. Из выражения (4) следует, что:
Модуль среднего значения вектора Умова — Пойнтинга пропорционален произведению амплитуд $E_m\ \cdot \ H_m$, значит можно записать, что интенсивность света:
Интенсивность света не может быть измеряна в связи с тем, что поле изменяется с высокой частотой ($\nu =^Гц$), соответственно период колебаний составляет $T=^с$, тогда как приемники колебаний имеют время инерции существенно больше, чем $^с$. Следовательно, регистрировать мы можем среднее значение интенсивности. Кроме того, можно измерять среднюю интенсивность, но не фазу поля.
Зависимость интенсивности световой волны от других факторов
1. Расстояние от источника света
Интенсивность световой волны обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до точки наблюдения. То есть с увеличением расстояния от источника света интенсивность световой волны уменьшается.
2. Поглощение света в среде
Поглощение света в среде приводит к уменьшению его интенсивности. Различные материалы могут поглощать свет различной степени, что влияет на его интенсивность.
3. Угол падения светового луча
Интенсивность световой волны зависит от угла падения светового луча на поверхность. Чем больше угол падения, тем меньшую площадь поверхности освещает свет и, соответственно, меньшей будет интенсивность световой волны.
4. Поляризация света
Интенсивность световой волны может зависеть от ее поляризации. В зависимости от направления колебаний электрического вектора света, интенсивность световой волны может меняться.
5. Длина волны
Интенсивность световой волны может зависеть от ее длины волны. Различные материалы и среды имеют различные оптические свойства, и в зависимости от длины волны света может меняться его интенсивность.
Обратите внимание:
- Зависимость интенсивности световой волны от других факторов может быть сложной и включать еще множество других параметров и свойств.
- Изменение одного из факторов, влияющих на интенсивность световой волны, может привести к изменению интенсивности как в более малой, так и в более большей степени.
Интенсивность света: основное понятие
Интенсивность света влияет на восприятие человеком светового потока. Чем выше интенсивность, тем ярче свет кажется нам. Также интенсивность света важна при оценке освещенности помещений, качества фотографий и видеозаписей.
Какие качества вы считаете важными для идеального подарка?
Уникальность и оригинальность 30.03%
Полезность и практичность 20.61%
Эмоциональная связь с дарителем 19.33%
Соответствие интересам и предпочтениям именинника 30.03%
Проголосовало: 1019
Интенсивность света зависит от нескольких факторов, включая источник света, его мощность и расстояние от него до наблюдателя. Например, лампа с большей мощностью будет излучать свет большей интенсивности, чем лампа с меньшей мощностью. Однако, с увеличением расстояния от источника света интенсивность будет уменьшаться, и свет кажется тусклее.
Использование интенсивности света позволяет нам количественно оценить яркость света и учитывать этот параметр при проектировании освещения, выборе фото- и видеоаппаратуры, а также при решении множества других практических задач.
Что такое интенсивность излучения?
Интенсивность излучения обычно измеряется в единицах, зависящих от типа излучения и исследуемой области науки. Например, в оптике часто используется величина интенсивности излучения в ваттах на квадратный метр (Вт/м²).
Интенсивность излучения может зависеть от множества факторов, таких как мощность источника излучения, его расстояние до точки наблюдения, а также характеристики среды, через которую проходит излучение. Например, чем ближе источник излучения, тем выше его интенсивность, а при прохождении излучения через определенные среды (например, стекло или атмосферу) интенсивность может изменяться из-за поглощения или рассеяния.
Интенсивность излучения является важной физической величиной, используемой в многих областях науки и техники, таких как физика, оптика, радиоэлектроника, астрономия и др. Она позволяет описывать и измерять свойства излучения, а также прогнозировать его взаимодействие с окружающей средой
Определение и основные понятия
Единица измерения интенсивности излучения в Международной системе единиц (СИ) – ватт на квадратный метр (Вт/м²). Ранее также использовалась единица «эрг/см²».
Интенсивность излучения может быть измерена с помощью различных приборов, таких как пирометр, радиометр и других.
Величина интенсивности излучения влияет на многое: яркость света, теплопередачу, спектральный состав излучения, а также на его оптические и тепловые свойства. Поэтому при измерении интенсивности излучения необходимо учитывать влияние всех этих факторов.
