İŞiq haqqinda təLİMİN İNKİŞafina dair qisa xülasə. FotometriYA

2. FOTOMETRİYA
Kainatda baş verən bir çox hadisələr elektromaqnit dalğaları və bu dalğa şkalasının müəyyən bir bölgəsində yerləşən işıqla əlaqədardır. İşıq gündəlik həyatımızın da ayrılmaz hissəsidir. Ona görə, işıqla əlaqədar hadisələri öyrənmək məcburiyyətindəyik. Bu hadisələr işığın maddə ilə qarşılıqlı təsirinin nəticəsi olduğundan, onları öyrənmək üçün işığın xarakteristikalarını – enerjisini, gücünü, intensivliyini, mənbənin parlaqlığını və sairləri müəyyənləşdirmək lazımdır. Optikanın fotometriya adlanan bölməsi məhz belə kəmiyyətlərin müəyyənləşməsi və ölçülməsi ilə məşğuldur. Bu kəmiyyətlər fotometrik kəmiyyətlər adlanır. Müşahidə üsulundan və işıq enerjisini qeyd edən cihazların işləmə prinsipindən asılı olaraq işığın müxtəlif xarakteristikalarından istifadə olunur. Məsələn, gözlə ulduzları müşahidə edərkən ulduzun tam səthinin yalnız müşahidəçi istiqamətində göndərdiyi işıq enerjisini, fotoelektrik hadisəsində isə şüa enerjisinin tam selini bilmək lazımdır. Elə bu səbəbdən, müxtəlif işıq qəbuledicilərinin ölçdüyü işıq kəmiyyətləri – fotometrik kəmiyyətlər müxtəlif olur. Həmin kəmiyyətlər və onların ölçülməsi haqqında qısa məlumat verək.


2.1. Fotometrik kəmiyyətlər
Şüa enerjisi seli. Gözün müxtəlif rənglərə həssaslığı müxtəlif olduğuna görə, görmə təsiri yaradan enerji seli, gözə düşən ümumi enerji selindən kiçik olur. Bu səbəbdən, ümumi enerji selini (buna şüa enerjisi seli deyəcəyik), görmə təsiri yaradan enerji selindən (buna işıq seli deyəcəyik) fərqləndirmək lazımdır. Şüa enerjisi seli anlayışı mexanika və elektrik bəhsindən məlum olan enerji seli anlayışına oxşar daxil edilir: verilmiş səthdən vahid zamanda keçən enerji miqdarı enerji seli adlanır. İşıq üçün, enerji selinə müvafiq olaraq şüa enerjisi seli anlayışı daxil edildiyindən, şüa enerjisi seli dedikdə, verilmiş səthdən vahid zamanda keçən şüa enerjisi miqdarı başa düşülür. Enerji seli kimi şüa enerjisi selini də vattla (Vt) ölçmək olar. Lakin gələcəkdə görəcəyimiz kimi, şüa enerjisi selini lümen adlanan xüsusi vahidlə ölçmək qərara alınmışdır.
Şüa enerjisi selini təyin etmək üçün ideal halı – bircins izotrop nöqtəvi mənbəyin (əslində enerji yalnız müəyyən ölçülü mənbəyin sonlu səthindən sonlu cisim bucağı daxilində şüalana bilər) şüaburaxmasını nəzərdən keçirək. Mənbəyin şüalandırdığı elektromaqnit dalğaları, o cümlədən işıq şüalanma adlanır. Deməli, şüalandırma prosesdir, şüalanma isə bu proses nəticəsində alınan məhsuldur. Hər iki termin bir-birinə çox oxşar olduğundan şüalandırma yerinə şüaburaxma terminindən istifadə etmək daha məqsədəuyğun olardı.
Nöqtəvi mənbə dedikdə, ölçüləri müşahidə nöqtəsinədək olan məsafəyə nəzərən kifayət qədər kiçik olan sonlu ölçülü mənbə başa düşülür. Mənbəyin xətti ölçüləri müşahidə nöqtəsinədək olan məsafədən 20 və daha çox dəfə kiçik olarsa, onu nöqtəvi mənbə kimi qəbul etmək olar. Bircins izotrop mühitdə nöqtəvi mənbədən şüalanan enerji, həmin nöqtədən çıxan düz xətlər istiqamətində yayılır. Bu səbəbdən, bircins izotrop mühitdə nöqtəvi mənbədən yayılan işığının dalğa səthi (eyni fazada rəqs edən nöqtələrin həndəsi yeri) sferik olur.
Sahəsi dσ olan səthdən t müddətində keçən şüa enerjisi miqdarını dW ilə işarə edək. Verdiyimiz tərifə görə, dW /t nisbəti baxılan dσ səthindən keçən işıq selidir:
dФ=dW/t
dФ mənbəyin vahid zamanda şüalandırdığı şüa enerjisi olduğundan, onu mənbəyin gücü də adlandırırlar. dW -ni təcrübədə təyin etmək üçün, dσ səthini mütləq qara götürməklə, işığın təsiri ilə həmin səthdə ayrılan istilik miqdarını təyin etmək lazımdır.


Şəkil 1.1. Nöqtəvi mənbəyin şüaburaxması
Baxılan dσ səthindən keçən işıq enerjisi dΩ cisimb ucağı daxilində şüalanır (şəkil 1.1). Həndəsədən məlum olduğu kimi, bu iki kəmiyyət arasında belə münasibətvardır: Burada φ–işıq konusunun oxu ilə dσ səthinin xarici normalı ( ) arasındakı bucaq, r - nöqtəvi mənbədən dσ səthinə qədər olan məsafədir. dΩ cisim bucağı daxilində yayılan dΦ şüa enerjisi selini bilməklə, verilmiş nöqtəvi mənbədən bütün istiqamətlərdə şüalanan yekun seli (Φ), başqa sözlə mənbəyin şüaburaxma gücünü təyin etmək olar:
Φ = ∫dΦ . (1.2)
İnteqrallama, nöqtəvi mənbəyi əhatə edən ixtiyari qapalı səth üzrə aparılır.
Bir çox qəbuledicilərin (göz, fotoaparat, fotoelement və s.) iş prinsipinin əsasını məhz, enerji selinin qəbulu təşkil edir.