Valguse seadused

Valguse intensiivsuse pöördvõrdeline seadus

See seadus ütleb, et valguse intensiivsus (E) mingil punktil tasandil, mis on risti liini, mis ühendab selle punkti ja allikat, on pöördvõrdeline ruutjuurega vahemikut allikast kuni tasandile.

Kus I on valguse tugevus antud suunas.

Oletame, et allikas on valguse tugevusega I mingis suunas. Sellest allikast võetakse kaks vahemikut, millel see allikas on keskpunktina.

Ülalmainitud joonisel on need raadiused r1 ja r2. Vahemikul r1 võetakse elementaarse ala dA1. Selles dA1 suunas võetakse dA2 vahemikul r2.
dA1 ja dA2 asuvad sama tverd nurgaga Ω ning jagavad sama valgustehingu Φ.
Ala dA1 vahemikul r1 saab sama hulga valgustehingu, nagu ala dA2 vahemikul r2, kuna tverd nurgad on samad.

Mõlemale elementaarala tverd nurk on

Valguse intensiivsus vahemikul

Valguse intensiivsus vahemikul

Nüüd, võttes vastavalt võrrandile (i)

Nüüd võrrandis (iii),

See näitab tuntud pöördvõrdelist seost punktallikate korral.
Näeme, et valguse intensiivsus muutub pöördvõrdeliselt ruutjuurega kaugusest allikast.
Kui valguse allikas ei ole punktallikas, siis võime seda suurt allikat pidada paljude punktallikate summana.
Seda seost saab rakendada kõigile valguse allikatele.

Valguse intensiivsuse kosinuse seadus

Seadus ütleb, et valguse intensiivsus mingil punktil tasandil on proportsionaalne selle tasandi normaali ja valguse sündmuse vahelise nurga koosinusega (nurk, mis moodustub sündmise valguse suuna ja tasandi normaali vahel).

See on punktallika valguse intensiivsuse võrrand.
Kus Iθ on allika valguse tugevus valguse sündmuse suunas, Ɵ on nurk, mis moodustub sündmise valguse suuna ja tasandi normaali vahel, ja d on vahemik sündmuse punktini.

Kuid mitte punktallika korral, valguse intensiivsuse kosinuse seadust saab analüüsida valgustehingu asemel valguse tugevuse järgi.
Valguse intensiivsus või valgustehingu pinnakogus, mida elementaarse ala saab, muutub valguse allika kauguse ja elementaarse ala nurga suhtes valgustehingu suuna järgi.
Maksimaalne valguse intensiivsus toimub, kui elementaarse ala saab valgustehingu risti oma pinna suhtes.
Kui elementaarse ala kaldutatakse valgustehingu suhtes, siis valguse intensiivsus või tehispinna kogus väheneb. Seda saab mõelda kahe viisil.

1. Kaldutud elementaarse ala (δA) ei saa enam kõiki varasemalt saadud valgustehinguid interceptida ja seega langes valguse intensiivsus.

2. Kui elementaarse ala (δA) suurendatakse, siis valguse intensiivsus

   

   langetab.

Juhtum (1) kui element δA kaldutatakse nurgaga Ɵ, siis tehis, mida interceptib δA, on antud valemiga

Nii et δA poolt saadud tehis vähenes cosƟ faktoriga.
Nüüd δA poolt saadud valguse intensiivsus on

Juhtum (2) kui kõik tehis, mida interceptib suurem element δA’:

Nii et valguse intensiivsus on

Mõlemad juhud viivad tulemuseks

Jälgimine: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.