Berdaq atíndaǵÍ qaraqalpaq mámleketlik universiteti
Download 0.79 Mb. Pdf ko'rish
|
ORAZBAYEV DAWIT kursavoy.pdf
- Bu sahifa navigatsiya:
- 1.6§ Jaqtılıq aǵımınıń intensivligi
- II bap. Energetikalıq shamalardan jaqtılıqtı xarakterlewshi shamalarǵa ótiw
- Jaqtılıq kúshi ólshem birligi kandella
- Jaqtılıq aǵımı ólshem birligi lyumen
- Jaqtılandırıw ólshem birligi lyuks
- 2.2§ Jaqtılıqqa tiyisli shamalardı ólshew
|
11
1.5§ Jaqtırtqıshlıq
Jarqınlıq túsinigi menen S jaqtılandırıw túsinigi menen baylanıslı bolıp, ol integral shama bolıp, yaǵnıy bir birlik bettiń barlıq baǵıtları boyınsha (2π denelik múyesh astında) tarqalıp atırǵan tolıq jaqtılıq aǵımı. Solay etip, jaqtılıq shıǵarıwshı ϭ betten barlıq baǵıtlar boyınsha tarqalıp atırǵan tolıq jaqtılıq aǵımı Φ bolsa, ol jaǵdayda jaqtırtqıshlıq
(9)
Jaqtırtqıshlıq hám jarqınlıq óz ara ápiwayı qatnas penen baylanısqan, ί baǵıtı boyınsha dΩ denelik múyesh astında jaqtılıq aǵımı
dΩ =
ϭ
boladı sebebi
bunda φ-azimutal múyesh, ϭ betten shıǵıp atırǵan jaqtılıq aǵımın tabıw ushın bul jaqardaǵı ańlatpanı yarım sfera ishki tárepine qaray baǵıtın anıqlaytúǵın ί hám φ múyeshlerdiń barlıq mánisleri boyınsha 0 den 1/2π ge shekem hám φ boyınsha 0 den 2π ge shekem integrallaw kerek. Demek tolıq jaqtılıq aǵımı (
baylanıslı emes dep qaraymız): ∫ ∫ ∫
Joqardaǵı ańlatpa menen birge usi jaqtılıq aǵımın S jaqtırtqıshlıq arqalıda ańlatıw múmkin: Φ=ϭS
Solay etip jaqtirtqıshlıq penen jarqınlıq arasındaǵı baylanıstı ∫
(10) Qatnas arqalı ańlatıw múmkin. Lambert nızamına boysınatuǵın dereklerde
∫ ( )
(11) Jaqtırtqıshlıq kóp esaplawlar ushın qolay bolıp esaplanadı. Φ=ϭS ańlatpasınına kórinip turǵanınday, S jaqtırtqıshlıq E jaqtılandırıwdıń ólshem birligi menen birdey ekenin kóremiz hám maydan bir birligine tuwra keletúǵın jaqtılıq aǵımınan ibarat. Jaqtırtqıshlıq bettiń jaqtılandırıwına yaǵnıy maydanıń bir birliginen aǵıp ótetúǵın jaqtılıq aǵımın xarakterleydi. Jaqtılandırıw 12
bolsa bettiń jarqınlıǵın, yaǵnıy maydan bir birligine tuwra keletuǵın jaqtılıq aǵımın xarakterleydi.
Jaqtılıq aǵımın xarakterlew ushın jáne bir jaqtılıq aǵımınıń intensivligi túsinigin kirgiziw múmkin. R intensivlik degende jaqtılıq aǵımı baǵıtı menen kórinerlik bet hám betke túsirilgen narmalı arasındaǵı ί múyesh arqalı anıqlanatuǵın baǵıtı boyınsha kórinerlik bet kesiminiń birligi arqalı, bir birlik denelik múyesh astında aǵıp ótetuǵın jaqtılıq aǵımınıń shamasına teń bolǵan shamaǵa aytıladı:
(12)
Solay etip jaqtılıq shiǵarıp atirǵan betti xarakterlewde jarqınlıq qanday rólı oynasa, jaqtılıq aǵımınıń intensivligi jaqtılıq maydanın xarakterlewde sonday rólı oynaydı. Sonıń ushın kóbinshe onı jaqtılıq aǵımınıń jarqınlıǵı dep te ataydı. Jaqtılıq tasıytúǵın energiyaǵa baylanıslı bolǵan kóp túsinikler áqibetinde, jaqtılıqtıń tuwrı sızıq boyınsha tarqalıw nızamın dálilew joqardaǵı aytılǵanlarday ashıq aydın bolıw kerek. Bul nızamǵa muwapıq jaqtılıq energiyası hár qıylı baǵıtlarda hám bettiń hár qıylı noqatlarındaǵı elementler arqalı hár qıylı awısıwı múmkin. Keńisliktiń belgili bir noqatında belgili bir baǵıtta tarqalatúǵın jarqınlıǵı (yamasa intensivligi) jaqtılıq maydanınıń differenciyalanıwshı xarakteristikası boladı. Jaqtılıq kúshi de belgili bir baǵıtta tarqalıp atırǵan, belgili bir ólshemge iye tolıq betten shıǵıp atırǵan quwatlılıqtı tárepleydi. Jaqtılandırıw hám jaqtırtqıshlıq keńisliktiń belgili bir noqattında barlıq baǵıtlar boyınsha tarqalatuǵın quwatlılıqtı xarakterleydi. Pútkil bet boyınsha hám barlıq baǵıtlar boyınsha tarqalıp atırǵan quwatlılıq, yaǵnıy jaqtılıq aǵımınıń eń jaqsı xarakteristikası bolıp esaplanadı. Bul joqarda aytılǵanlardan kiritilgen shamalar menen jarqınlıq arasındaǵı qatnaslar dálileydi: ∫
, ∬
Ólshewshi apparatuwranıń qanday maqsetke mólshelenginine hám dúzilisi qanday bolıwına qarap ólshew nátiyjeleri qálegen fotometrilik shama arqalı eń tabiy tárizde ańlatıladı. Máselen juldızlardı gúzetkende juldızdıń putkil betin gúzetiwshi baǵıtında jiberilgen jaqtılıqtı kóz sezedi.Bul jaǵdayda juldızdıń jaqtılıq kúshi haqqında aytıw múmkin. Fotografiya asbaplarında fotoplyonkanıń belgili bir noqatına jaqtılıqtıń qaysı baǵıtta jetip keliwi hám onı qaraytırıwı áhámiyetke iye emes, yaǵnıy plyonka energiyanı múyeshler boyınsha integralaydı. Sonıń ushın bul jerde jaqtılandırıw anıqlanadı. Nurlanıwdıń fotoelektrik yamasa jilliqtı ótkiziwshi bolǵan ásbaplarda ádette qabıllaǵıshtın pútkil betine barlıq baǵıtlar boyınsha kelip atırǵan jaqtılıq aǵımı ólshenedi. Joqarda kiritilgen fotometriyalıq shamalardıń ólshem birlikleri, ólshem birlikler sistemasınıń tanlap alınıwına baylanıslı. SI ólshem birlikler sistemasında jaqtılıq
13
aǵımı vattlarda ólshenedı, jaqtılandırıw hám jaqtırtqıshlıq
jaqılıq kúshi Vt/sr ólshenedı, jarqınlıq hám intensivlik (
) ólshenedi. Biraq optikalıq eksperementlerde sızıqlı ólshemleri metrlerde bet aqalı ótip atırǵan jaqtılıq aǵımın ólshew kem ushıraydı. Ádette gáp ólshemleri santimetrlerde bolǵan betler (linzalar, aynalar hám optikalıq ásbaplardıń basqa elementleri) yamasa millimetrlerde bolǵan betler (kórinis) haqqında gáp baradı. Sonıń ushın quwatlılıqtı
ǵa salıstırǵanda alıw qolaysız. Ilimiy ádebiyatlarda 1Vt/
=
Vt/
hám 1Vt/
=
Vt/
ólshem birlikleri isletiledi.
14
Házirgi kúnge shekem biz jaqtılıq aǵımınıń shamasın hám ol menen baylanıslın bolǵan barlıq shamalardı anıqlaw ushın energiya hám quwatlılıqtıń ápiwayı ólshem birliklerin, Misalı jauıl hám vattan paydalanıp keldik. Jaqtılıqtı qabıllawshı asbaplar sıpatında onıń jutılǵan energiyan, jıllıq energiyasına aylanıwına tiykarlanǵan universal ásbap, máselen termoelementi qollanǵanda bunday energetikalıq ólshewlerdı orınlaw múmkin. Biraq biz sonı názerde tutıw kerek, kóbinshe biz qabıllawshı apparatlar sıpatında reakciyası (seziwi) tek jaqtılıq tasıytuǵın energiyaǵa emes, balkim onıń spektral sastabınada baylanıslı bolǵan arnawlı apparatlardı isletemiz. Sonday kóp tarqalǵan selektiv qabıllaǵıshlar fotoplastinka, fototelement hám adam kózi esaplanadı. Adam kózi jaqtılıqtı kúndelikli kóriwde de, optikalıq ásbaplar nurlanıwın qabıllawshı sıpatında da áhámiyetli bolıp esaplanadı. Usıǵan muwapıq jaqtılıqa baylanıslı kóp ólshewlerde elektromagnit shkalasınıń kózdiń belgili bir oblıstı ajıratıp alıw qásiyetin itibarǵa alıw kerek. Kóbinshe jaqtılıq degende 320 hám 700 nm arasındaǵı interval názerde tutıladı. Bul kóz qarastan qaraytın bolsaq energiyanı qabıl qılıwshılar emes, bálkim onı jaqtılıq tárizde qabıllawshılar áhámiyetke iye. Sonıń ushın energetikalıq shamalardan jaqtılıq sezgisin xarakterleytuǵın shamalarǵa ótiw qatnasların anıqlaw hám adam kózi qásetlerine sáykes bolǵan arnawlı ólshem birliklerdi kiritiw maqsetke muwapıq. Kózdiń hár qıylı tolqın uzınlıqtaǵı jaqtılıqqa salıstırǵanda sezgirligin kóriwshilik iymek sızıǵı menen xarakterlew mumkin. Bul iymek sızıqtıń abcisaları λ tolqın uzınliqları, ordinataları bolsa
sezgirlikleri, yaǵnıy birdey kóriw sezgirligin beretuǵın monoxromatik nurlanıw quwatılılıqlarına keri proporcional bolǵan shamaları. Bunday bahalawdıń subektivligine qaramay, olardıń qayta tikleniwshiligin jaqsı ólshewlerdiń kórsetiwinshe bir baqlawshıda ekinshisine ótkende kóriwshilik iymek sızıǵı kóp ózgermeydi. Tek ayrım adamlardıń kózi kóriw normasınan ádewir shetke shıǵadı.
5-súwret.Kóriwshilik iymek sızıǵı Kóp ólshewler tiykarında ortasha narmal kózdi xarakterleytuǵın kóriwshilik iymek sızıǵınıń kórinisi anıqlanadı. Kóriwshilk iymek sızıǵı λ=555 nm de 15
maksimumǵa iye hám bul maksimum shrtli tárizde birlik dep qabil etiledi. 5- súwrete kórstilgen iymek sızıqtıń ordinatasınıń san mánisleri tómendegi 1- tabilicada kórsetilgen.Bul tabilicadan kórinip turǵanınday, máselen jaqtılıq kúshi birdey bolǵan kóriw sezgisin payda etiw ushın λ=550 nm ge salıstırǵanda λ=760 nm de shamam menen 20000 ese úlken bolǵan quwatlılıq kerek boladı.
kóriwshiliktiń mánisleri λ, nm
λ, nm
λ, nm
400 0,0004
520 0,710
640 0,175
410 0,0012
530 0,862
650 0,107
420 0,0040
540 0,954
660 0,061
430 0,0116
550 0,995
670 0,032
440 0,023
560 0,995
680 0,017
450 0,038
570 0,952
690 0,0082
460 0,060
580 0,870
700 0,0041
470 0,091
590 0,757
710 0,0021
480 0,139
600 0,631
720 0,00105
490 0,208
610 0,503
730 0,00052
500 0,323
620 0,381
740 0,00025
510 0,503
630 0,265
750 0,00012
760
0,00006
1-tablica.
Solay etip ortasha kóz túsinigi kiritiliwine qaramay belgili bahalaw usılı psixofizolagik túsiniklerge ele baylanıslı bolıp kelmekte sebebi ólshewlerde kóri sezgisinen paydanılmaqta. Ortasha kózdiń ekvivalent fizikalıq qabıllaǵısh menen, máselen belgili bir saylanǵan sezgirlik iymek sızıqa iye bolǵan fotoelement penen almastırıw jaqtılıqa baylanıslı ólshem birliklerdiń payda bolǵan fototoq kúshine, obektiv tárizde ólshew imkaniyatın beretuǵın edi. Belgili jaqtılıq aǵımı hám basqa jaqtılıq texnikası shamaların ámelge asırıw ushın shártli tárizde jaqtılıq etanolı isletiledi. Xalıqara kelisimge tiykarlanǵan halda 1948 jılı 1-yanvardan jaqtılıqtıń qaytadan taza etanolı kirgizilgen bolıp, ol platinanıń qatıw temperaturasında (2046,6 K) qollanılatuǵın absalyut qara dene kórinisinde soǵılǵan.
16
6-súwret. Sovet dáwrindegi jaqtılıq etanolı. 1-platina, 2-erigen toriy oksidinen soǵılǵan trubka, 3-erigen toriy oksidinen soǵılǵan ıdıs,4-toriy oksidi, kvarctan soǵılǵan ıdıs. Jaqtılıq etanolı bolǵan nurlanǵıshtıń dúzilisi hám ólshemleri 6-súwrette kórsetilgen. Platina joqarı jiylikli toqlar menen qizdırıladı hám eritiledi. Jaqtıılıq 2 nayshadan shıǵadı, naysha qızdırılǵan platinaǵa tiyip turǵanlıǵı sebepli diywallarınıń putkil uzınlıǵı boylap temperatura birdey boladı. Jaqtılıq kúshi
betten narmal baǵıtında shıǵıp atırǵan jaqtılıq kúshiniń 1/60 bolegine teń. Jańa etanoldan aldınǵı jaqtılıq kúshiniń tiykarǵı ólshem birligi xalıqaralıq sham bolıp, ol 1,005 kd ǵa teń edi, xalıqara sham arnawlı konstrukciyalı elektr lampaları sıyaqlı soǵılǵan edi.
1steradiyan denelik múyesh astında otip atirǵan jaqtılıq aǵımına aytıladı. Eger derektiń hár qanday baǵıtı boyınsha jaqtılıq kúshi 1 kd ten bolsa ol jaǵdayda derek 4π lm = 12,5 lm ge teń bolǵan jaqtılıq tolıq jaqtılıq aǵımın beredi.Yaǵnıy jaqtılıq etanolın narmal baǵıt boyınsha 1
dan 60 lm/sr ǵa ten jaqtılıq aǵımın beredi. Jaqtılandırıw ólshem birligi lyuks (lk) bolıp, ol 1
betten tegis bólistirilgen 1 lm jaqtılıq aǵımına sáykes keliwshi jaqtılandırıw bolıp esapılanadı:
Solay etip, 1lk orayında barlıq táreplerge tegis nurlanatuǵın 1 kd kúshli derek jaylasqan hám radiusı 1 m boǵan shar betinde payda etilgen jaqtılandırıw. Jaqtırtqıshlıq tap jaqtılandırıw sıyaqlı lm/
ólshem birliginde ańlatıladı. Biraq bul jerde bul ólshem birlik alınıp atırǵan jaqtılıq aǵımına emes, bálkim shıǵarılıp atırǵan jaqtılıq aǵımına tiyisli. Jarqınlıq ólshem birligi sipatında, betke perpendekulyar baǵıtta hár bir kvadrat metrden 1kd jaqtılıq kúshi beretuǵın bettiń jarqınlıǵı alınadı. Solay etip jarqınlıq ólshem birligi 1 kvadrat metrdegi kandellaǵa aytıladı.
tısqarı ilimiy ádebiyatlarda tómendegi ólshem birlikler isletiledi: 17
Atı
Belgileniwi
teń bolǵan mánisi Nit nt
1 Stilb
sb
Apostilb asb
Lambert lb
Nit joqarda kórinip turǵanında kd/
kvadrattan 1 kd jaqtılıq kúshin beretuǵın bettiń jarqınlıǵına sáykes keledi. Apostilb hám lambert ólshem birlikleri fizikalıq tárepten bette belgili bir jaqtılandırıw payda etilgen ideal derektiń jarqınlıǵın beredi. Betke túsken tolıq jaqtılıq aǵımın barlıq baǵıtlar boyınsha bir tegis shashıratıp beretuǵın bet ideal shashıratıwshı bet delınedi.Onıń baǵıtı baǵıtqa baylanıslı emes (Lambert nızamı orınlanadı). Ideal shashıratıwshınıń bul jaqtılandırılıwı 1 lyukske jetse, ol óz betine tusip atırǵan putkil jaqtılıq aǵımı hár bir metr kvadrattan 1lyuks jaqtılıq aǵımın shashıratadı. Solay etip S=πB qatnas tiykarında shashıratıwshı
jarqınlıqqa iye . Demek 1 apostilb = 0,318 kd/
1lyuks jaqtılandırıw payda etken ideal shashıratıwshınıń jarqınlıǵı. Lambert dep atalıwshı ólshem birlik, betinde
jaqtılandırıw payda etken ideal shashıratıwshınıń jarqınlıǵın bildiredi. Jaqtılıq shıǵarıwshı hár qıylı deneler jarqınlıǵı bir birinen júdá kóp parıq etedi.3,2-tablica bul hár qıylılıq kórsetilgen. Intensivligi tap jarqınlıqtikindey bolǵan
penen ańlatıladı. Lyumende ańlatılatuǵın belgili jaqtılıq aǵımı beretuǵın etanolǵa iye bolǵan jaǵdayda bul jaqtılıq aǵımın vatt esabında anıqlaw, jaqtılıq hám energetikalıq ólshem birlikler arasındaǵı qatnastı tabıwǵa bolatuǵın edi. Biraq sonı itibarǵa alıw kerek, kózdiń hár qıylı tolqın uzınlıǵına salıstırǵanda sezgirligi hár qıylı boǵanlıǵı sebebinen salıstırıw usılında járdeminde qollanılǵan etanaoldıń tek únemliligin xarakterlew múmkin hám kózdiń energetik sezgirligi haqqında hesh nárse aytıp bolmaydı.
Jaqtılıq shıǵarıwshı hár qıylı deneler jarqınlıǵı
Jarqınlıq, kd/
Túngi aysız aspan Shama menen 1·
Neonlı lampa 1·
Atmosfera arqalı kórinetuǵın tolı ay 2,5·
Ápiwayı sterin sham jalını 5·
18
Kúndizgi ashıq aspan 1,5·
Gaz razryadlı lamp 5·
Ápiwayı lampanıń metal sımı 1,5-2·
Ishine gaz toltırılǵan ápiwayı lampanıń sferalı 5·
Ápiwayı kómir doǵasınıń krateri 1,5·
Quyash
1,5·
Júdá joqarı basımlı kapilyar sınap doǵası 4·
Júdá joqarı basımlısferalıq sınap doǵası 1,2·
Implusı stroboskopik lampa 1·
2-tabilca Sonıń ushın 1lyumen jaqtılıq aǵımındaǵı júzege keletuǵın jaqtılıq sezgisin payda etiw ushın zárúr bolǵan quwatlılıq vatta anıqlaytuǵın ótkeriw kobiytiwshisi tolqın uzınlıqlarınıń kóz sezgirligi maksimumına sáykes keliwshi kishi intervalda λ= 555 nm de ólshenedi. A =0,00160 Vt/lm Bul A faktor jaqtılıqtıń mexanikalıq ekvivalenti delinedi. Bul shamanı ólshew qıyın bolǵanlıǵı hám baqlawshı baqlaǵan nátiyjelerdiń ortashasın alıw zárurligi sebepli A nı tabıw anıqlıǵı 2 ki 3٪ ten aspaydı. Qolay bolıwı ushın biz barlıq jaqtılıq hám energetikalıq shamaların 3,3- tablicada salıstıramız Jaqtılıq hám energetikalıq ólshem birlikler Ólshem
birlikler Belgileniwi Jaqtılıqa tiyisli ólshem birlikler Simbılı Energetikalıq ólshem birlikler Jaqtılıq aǵımı Φ
lm Vatt
Jaqtılıq kúshi
I Kandela
kd Vatt/steradian Jarqınlıǵı B Kandela/
kd/
Vatt/(steradian·
Jaqtırtqıshlı q S Lyumen/
lm/
Vatt/
Jaqtılandırı w E
lk Vatt/
3-tablica Fotometryalıq tusinikler hám tiyisli ólshemler ushın ólshem birlik sıpatında qabıl etilgen shamalar kópligi jaqtılıqtıń asbap hám duzilislerinde kórsetetuǵın kórinisin xarakterlew imkanyatın beredi.
Fotometryalıq ólshewler obektiv (kózdiń qatnaspaytuǵın, asbaplar, máselen fotoelementler járdeminde ótkeriletuǵın) ólshewlerge hám kóz benen kórip tawılǵan nátiyjelerge tiykarlanǵan subektiv ólshewlerge bólinedi. Obektiv (fotoelektrik) fotometrler keyingi jıllarda barǵan sayın rawajlanıp barmaqta, olar vizuwal ólshew metodlarına tiykarlanǵan asbaplardı áste aqırımlılıq penen gónerip barmaqta. Olardıń hámmesi fotoelektrik toqtıń fotoelementi jutqan
19
jaqtılıq aǵımına tuwra proporcional bolıwı nızamına tiykarlanǵanlıǵın kórestip ótemiz. Sonıń ushın fotoelementke jalǵanǵan elektr ólshew asbaplarınıń shkalasın qálegen fotometrlik ólshem birlikler, máselen lyuks esabınan dárejelew múmkin. Vizuwal ólshewlerde kóz qatnasadı. Bunda kózdiń qandayda bir eki qońısı betleri jaqtılandırıwları teńlıgin júdá jaqsı anıqlawın, biraq bir bettiń jaqtılandırıwı ekinshi bettin jaqtılandırıwınan neshe ese artıq ekenligin júdá jaman bahalawın názerde tutıw kerek. Sonıń ushın eki derekti salıstırıw ushın paydanılatuǵın fotometrler dep atalıwshı barlıq asbaplar sonday dúzilgen olarda kózlerdiń rolin salıstırıp atırǵan derekler jaqtılandırıp atırǵan eki qońısı bettiń jaqtılandırıwın tenligin anıqlawdan ibarat. Jaqtılandırıwların tenlestiriw ushın kúshlirek bolǵan derek payda etken jaqtılandırıw kemiytirge alıp keletuǵın hár qıylı usıllar qollanıladı. Bul usıllar ishinde principi jaǵınan eń ápiwayısı derekten fotometrge shekem bolǵan aralıqtı ózgertiw hám
Download 0.79 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|