Világítási törvények
A fényerő törvénye
Ez a törvény kimondja, hogy a fényerő (E) egy olyan síkon, amely merőleges a pont és a forrás közötti vonallal, fordítottan arányos a forrás és a sík közötti távolság négyzetével.
Ahol I a fényintenzitás egy adott irányban.
Tegyük fel, hogy van egy forrás fényintenzitással I bármilyen irányban. Ebből a forrásból két távolságot veszünk fel sugárként, a forrást középpontul véve.
Az ábrának megfelelően a két sugár r1 és r2. Az r1 távolságban dA1 az elemi felületi terület. Ebben az irányban, dA2-t veszünk fel az r2 távolságban.
dA1 és dA2 ugyanabban a szórt szögben Ω található, ugyanolyan elosztású fényfolyammal Φ.
A dA1 terület az r1 távolságban ugyanannyi fényfolyamot kap, mint a dA2 terület az r2 távolságban, mivel a szóródás ugyanaz.
Ismét, a szórt szög mindkét elemi felületre
A fényerő a távolságban
A fényerő a távolságban
Most, az (i) egyenletből kapjuk,
Most az (iii) egyenletben,
Ez mutatja a jól ismert fordított négyzetes törvény viszonyát a pontszerű forráshoz.
Látható, hogy a fényerő fordítottan arányos a fényforrásból mért távolság négyzetével.
Ha a fényforrás nem pontszerű, akkor ezt a nagy forrást sok pontszerű forrás összegeként tekinthetjük.
Ez a viszony alkalmazható minden fényforrásra.
A koszinusz törvénye a fényerőre
A törvény kimondja, hogy a fényerő egy ponton egy síkon arányos a fény esési szögének koszinuszával (a bejövő fény irányának és a sík normálvektorának szöge).
Ez a pontszerű forráshoz tartozó fényerő egyenlete.
Ahol, Iθ a forrás fényintenzitása a fényelt pont irányában, Ɵ a fényelt pontot tartalmazó síknak a normálvektora és a forrás és a fényelt pont közötti vonal szöge, és d a fényelt pontra való távolság.
De nem pontszerű forrás esetén a koszinusz törvényt a fényfolyamok segítségével elemezhetjük a fényintenzitás helyett.
A fényerő vagy a fényfolyamok sűrűsége, amelyet egy elemi felület fogad, függ a fényforrás távolságától és a felület szögtől a fényfolyam irányával.
A legnagyobb fényerő akkor jelentkezik, ha az elemi felület normálisan fogadja a fényfolyamat.
Ha az elemi felület ferde állást vesz fel a fényfolyam irányához képest, a fényerő vagy a fényfolyam sűrűsége a felületen csökken. Két módon gondolkodhatunk erről.
A ferde állású elemi felület (δA) nem tudja megszerezni az előzőleg kapott teljes fényfolyamot, így a fényerő csökken.
Ha az elemi felület (δA) növekszik, a fényerő
csökken.
Az (1) esetben, amikor az elem δA ferde állást vesz fel Ɵ szöggel, a folyam, amit δA fogad, a következőképpen adható meg:
Tehát a δA által fogadott folyam csökken a cosƟ tényezővel.
Akkor a fényerő a δA-nál
Az (2) esetben, ha az egész folyamot a nagyobb elem δA’ fogadja:
Tehát a fényerő
Mindkét esetben a következmény
Kijelentés: Tiszteletben tartsa az eredeti cikket, a jó cikkek megosztásra méltóak, ha sértést okoz, kérjük, lépjen kapcsolatba a törlésért.
