22-ma’ruza mavzu: Geometrik optika. Fotometriya. Reja

Energetik kattaliklar
1. Yorug‘lik energiyasini ko‘zimiz bilan baholaydigan miqdorini bilish katta amaliy ahamiyatga egadir. Yorug‘likning energiyasini bunday baholash uchun yorug‘lik oqimi deb ataluvchi fizik kattalik kiritiladi F_e – nurlanish oqimi, nurlanish energiyasining (W) nurlanish vaqtiga (t) nisbatiga aytiladi:
(7)
Bunda: F – yorug‘lik oqimi.
W – nurlanish quvvati.
t – vaqt.
Barcha yo‘nalishlardagi nurlanish quvvati bilan o‘lchanadigan kattalik yorug‘lik manbaining to‘liq yorug‘lik oqimi deyiladi.
F₀ – to‘liq yorug‘lik oqimi.
Nurlanish oqimining o‘lchov birligi vattdan (Vt) iborat.
2. Yoritish yoki nurlanish qobiliyati R_e – sirtning F_e nurlanish oqimining shu sirtning ko‘ndalang kesimi yuzasiga nisbatiga teng:
(8)
ya’ni sirtning nurlanish oqimi zichligini bildiradi.
Nurlanishning birligi Vt/m² dan iborat.
3. Yorug‘lik manbaini xarakterlash uchun fotometriyada yorug‘lik kuchi deb ataluvchi kattalik kiritiladi.
Yorug‘likning energetik kuchi I_e nuqtaviy nurlanish oqimini F_e, shu nurlanish tarqalayotgan teles burchakka () nisbatiga teng kattalikdir:
(9)
bunda: I – yorug‘lik kuchi.
- fazoviy burchak bo‘lib, u
(10)
steradianga teng bo‘ladi, ya’ni nuqta atrofidagi to‘la fazoviy burchak steradianga tengdir. Demak, yorug‘lik kuchi bir steradian fazoviy burchak ichida tarqaladigan yorug‘lik oqimi bilan o‘lchanadi.
Yorug‘likning energetik kuchi birligi bir steradian burchakka to‘g‘ri kelgan bir vattli nurlanish oqimini bildiradi (Vt/sr).
4. Energetik ravshanlik Ve, nurlayotgan sirt elementi yorug‘ligi energetik kuchini Ie, nurlanish yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan tekislikdagi element yuzasi proeksiyasiga nisbatiga teng kattalik bilan o‘lchanadi:
(11)
Energetik ravshanlik birligi Vt/sr.m² ga tengdir.
Agar yorug‘lik ixtiyoriy yo‘nalishda chiqayotgan bo‘lsa
(12)
bo‘ladi.
Bunda - nurlanayotgan sirtga o‘tkazilgan normal bilan kuzatish yo‘nalishi orasidagi burchak (12) va (7) ifodadan
(13)
hosil bo‘ladi.
Nurlanayotgan sirtning ravshanligi ko‘rinish burchagiga bog‘liqdir. Ravshanligi hamma yo‘nalishlari bo‘yicha bir xil bo‘lgan ( ) manbalar – Lambert manbalar deb ataladi.
5. Yorug‘lik jismlarga tushib, ularni yoritadi. Yoritishni baholash uchun yoritilganlik deb ataluvchi fizik kattalik kiritiladi.
Energetik yoritilganlik Ee, yoritiladigan birlik yuzaga tushayotgan nurlanish oqimiga teng kattalikdir. Uning birligi Vt/m² dir.
Yorug‘lik oqimining o‘zi tushadigan sirt yuziga nisbati bilan o‘lchanadigan kattalik – yoritilganlik deb ataladi.
(14)
Bunda: E – yoritilganlik.
– yoritilayotgan sirt yuzasi.
– yorug‘lik oqimi.
Ish joylarimizda, o‘qish va dars tayyorlash xonalarimizda bajarayotgan ishimizni sifati yoritilganlikka bog‘liqdir. Shuningdek o‘simliklarning hayoti uchun ham yoritilganlik muhim ahamiyatga egadir.
Yorug‘lik kuchining SI – sistemasidagi birligi qilib, 1 Kandella (1Kd) qabul qilingan.
Yorug‘lik oqimining birligi qilib, SI – sistemasida – 1 Lyumen (1 Lm) qabul qilingan.

Ya’ni, yorug‘lik kuchi 1 Kd bo‘lgan nuqtaviy manbaning 1 sr bir fazoviy burchak ichida chiqargan yorug‘lik oqimi, bir lyumen deyiladi.
Agar nuqtaviy manba yorug‘likni hamma yo‘nalishlar bo‘yicha tekis tarqalayotgan bo‘lsa, uning to‘liq yorug‘lik oqimi
(15)
ga teng bo‘ladi.
Yoritilganlik birligi qilib, SI – sistemasida 1 lyuks (1 Lk) qabul qilingan.

Ravshanlik birligi qilib, 1 Nit (1 Nt) qabul qilingan.

Yorug‘lik ham yoritilganlik birliklarida o‘lchanadi.
Kuzatishlarning ko‘rsatishicha, buyumlarning yoritilganligi manbaning yorug‘lik kuchiga, manbadan yoritilayotgan sirtgacha bo‘lgan masofaga hamda yorug‘lik nurining yoritiluvchi sirtga qanday burchak ostida tushishiga bog‘liqdir. Buni yoritilganlik qonuni tushuntirib beradi. Yoritilganlik qonuni quyidagicha ta’riflanadi: nuqtaviy yorug‘lik manbaining biror sirtda hosil qilgan yoritilganlik manbaning yorug‘lik kuchiga va nurlarning tushish burchagi kosinusiga to‘g‘ri proporsional va manbadan sirtgacha bo‘lgan masofaning kvadratiga teskari proporsionaldir:
(16)
bunda: E – yoritilganlik.
I – yorug‘lik kuchi.
r – manbadan yorititilayotgan sirtgacha bo‘lgan masofa.
α – nurning tushish burchagi.

Nazorat savollari

1. 
   Yorug‘lik nima?
   
2. 
   Yorug‘lik manbai nima?
   
3. 
   Geometrik optika nimani o‘rganadi?
   
4. 
   Yorug‘likning to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalishini tushintiring?
   
5. 
   Yorug‘likning qaytish hodisasini tushintiring?
   
6. 
   Yorug‘likning sinish hodisasini tushintiring?
   
7. 
   Yorug‘lik tezligini tajribada qanday o‘lchash usullari mavjud?
   
8. 
   Fotometriya nimani o‘rganadi?
   
9. 
   Qanday fotometrik kattaliklar mavjud?
   
10. 
    Yoritilganlik qonunini tushintiring.