ФОТОМЕТРИЯ

ФОТОМЕТРИЯ (от
фото... и ... метрия), раздел физической оптики, в к-ром
рассматриваются энергетич. характеристики оптического излучения, испускаемого
источниками, распространяющегося в различных средах и взаимодействующего
с телами. При этом энергия электромагнитных колебаний оптич. диапазона
усредняется по малым интервалам времени, к-рые, однако, значительно превышают
период таких колебаний. Ф. охватывает как экспериментальные методы и средства
измерений фотометрических величин, так и относящиеся к этим величинам
теоретич. положения и расчёты.

Осн. энергетич. понятием
Ф. является поток излучения Фсредней мощности, переносимой электромагнитным излучением. Пространственное
распределение Фэнергетические фотометрические
величины, производные от потока излучения по площади и (или) телесному
углу. В фотометрии импульсной применяются также интегральные
по времени фотометрич. величины. В узком смысле Ф. иногда наз. измерения
и расчёт величин, относящихся к наиболее употребительной системе редуцированных
фотометрических величин - системе световых величин (освещённости,
силы света, яркости, освечивания, светимости и пр.; соответствующие
энергетические фотометрические величины - энергетическая освещённость,
энергетическая сила света, энергетич. яркость и т. д.). Световые величины
- это фотометрич. величины, редуцированные в соответствии со спектральной
чувствительностью т. н. среднего светлоадаптированного человеческого
глаза (важнейшего для деятельности человека приёмника света; см.
Адаптация физиологическая; об условиях, при к-рых получают характеристики
среднего глаза как приёмника, см. ст. Световые величины). Применяются
и др. системы редуцированных (по отношению к др. приёмникам) фотометрич.
величин: эритемные, бактерицидные, фотосинтетические. Изучение зависимостей
фотометрич. величин от длины волны излучения и спектральных плотностей
энергетич. величин составляет предмет спектрофотометрии и спектрорадиометрии.
Методы Ф. широко применяются в астрономии для исследования космич. источников
излучения в различных диапазонах спектра излучения (см. Астрофотометрия,
Показатель цвета). Сведение Ф. лишь к измерениям световых величин ошибочно.

Фундаментальный для Ф. закон
Е = I/l^г, согласно к-рому освещённость Е изменяется
обратно пропорционально квадрату расстояния l от точечного источника
с силой света /, был сформулирован И. Кеплером в 1604. Однако основоположником
экспериментальной Ф. следует считать П. Бугера, к-рый опубликовал
в 1729 описание визуального метода количественного сравнения источников
света - установления (путём изменения расстояний до источников) равенства
освещённостей соседних поверхностей с использованием в качестве прибора
глаза. Методы визуальной Ф. применяются в отд. случаях до наст. времени
(2-я пол. 20 в.) и в результате работ сов. учёных, к-рые ввели понятие
т. н. эквивалентной яркости, распространены на область малых яркостей.
В зависимости от используемых методов измерения фо-тометрич. величин Ф.
условно делят на визуальную, фотографическую, фотоэлектрическую, фотохимическую
и так далее.

Начатое И. Ламбертом (1760)
развитие теоретич. методов Ф. нашло обобщённое выражение в теории светового
поля, доведённой до стройной системы сов. учёным А. А. Гершуном (30-е
гг. 20 в.). Совр. теоретич. Ф. распространена на мутные среды. Теоретич.
Ф. основывается на соотношении dФLвыражающем
в дифференциальной форме закон квадратов расстояний; здесь dФ- дифференциал потока излучения элементарного пучка лучей, мерой множества
к-рых (см. Мера множества) является дифференциал dG фактора геометрического,
Lэнергетич. яркость излучения. Фотом етрич. свойства
веществ и тел характеризуются пропускания коэффициентами г, отражения
коэффициентами р и поглощения коэффициентами а, к-рые для одного
и того же тела связаны очевидным соотношением т+ р + а = 1. Ослабление
потока излучения узконаправленного пучка при прохождении через вещество
описывается Бугера - Ламберта - Бера законом.

Экспериментальные методы
Ф. основаны на абс. и относит. измерениях потока излучения различными селективными
и неселективными приёмниками излучения (т. е. приёмниками, реакция к-рых
зависит или не зависит от длины волны излучения). Для определения размерных
фотометрич. величин применяют либо фотометры с непосредственным
сравнением неизвестного и известного потоков, либо фотометры, предварительно
градуированные в соответствующих единицах измерения энергетич. или редуцированных
фотометрич. величин. В частности, для передачи значений световых величин
обычно используют сличаемые с гос. световыми эталонами образцовые
и рабочие светоизмерительные лампы - источники с известными фотометрич.
характеристиками. Ф. лазерного излучения в основном построена по
принципу использования образцовых и рабочих спектрально неселективных приёмников
излучения, сличаемых с гос. эталонами мощности и энергии когерентного излучения
лазеров. Измерение безразмерных величин т и р выполняется фотометрами
с применением относительных методов, путём регистрации отношения реакций
линейного приёмника
излучения на соответствующие потоки излучения. Применяется также уравнивание
реакций линейного или нелинейного приёмника излучения изменением по определённому
закону в известное число раз сравниваемых потоков излучения.

Теоретич. и экспериментальные
методы Ф. находят применение в светотехнике и технике сигнализации,
в астрономии и астрофизике, при расчёте переноса излучения в плазме
газоразрядных источников света и звёзд, при химич. анализе веществ,
в пирометрии, при расчётах теплообмена излучением и во мн.
др. областях науки и производства.

Лит.: Бугер П., Оптический
трактат о градации света, пер. с франц., М., 1950; Гершун А. А., Избр.
труды по фотометрии и светотехнике, М., 1958; Мешков

В. В., Основы светотехники,
ч. 1 - 2, М. -Л., 1957 - 61; Тиходеев П. М., Световые измерения в светотехнике.
(Фотометрия), 2 изд., М.- Л., 1962; Волькенштейн

А. А., Визуальная фотометрия
малых яркостей, М.-Л., 1965; Сапожников Р. А., Теоретическая фотометрия,
2 изд., Л., 1967; Гуревич М. М., Введение в фотометрию, Л., 1968. А.
С. Дойников.