مصادر الضوء الخطية والنقطية

حسب الحجم ، يمكن تقسيم جميع مصادر العالم بشكل مشروط إلى مجموعتين:

• نقطة،

• خطي.

يُطلق على مصدر الضوء النقطي مصدر الضوء الذي تكون أبعاده صغيرة جدًا مقارنة بالمسافة إلى جهاز استقبال الإشعاع بحيث يمكن إهماله.

من الناحية العملية ، يُعتبر مصدر الضوء النقطي المصدر الذي يكون حجمه الأقصى L أصغر بعشر مرات على الأقل من المسافة r إلى مستقبل الإشعاع (الشكل 1).

بالنسبة لمصادر الإشعاع هذه ، يتم تحديد الإضاءة بواسطة الصيغة E = (I / r2) · cosα ،

حيث E ، I - إضاءة السطح وشدة الضوء لمصدر الإشعاع ، على التوالي ؛ r هي المسافة من مصدر الضوء إلى جهاز الكشف الضوئي ؛ α - الزاوية التي تحول بها جهاز الكشف الضوئي عن الوضع الطبيعي.

أرز. 1. مصدر ضوء نقطة

على سبيل المثال ، إذا كان مصباح يبلغ قطره 10 سم يضيء سطحًا على مسافة 100 متر ، فيمكن اعتبار هذا المصباح مصدرًا نقطيًا. ولكن إذا كانت المسافة من نفس المصباح إلى السطح 50 سم ، فلا يمكن اعتبار المصباح مصدرًا نقطيًا.أحد الأمثلة النموذجية لمصدر نقطة للضوء هو وجود نجم في السماء. أحجام النجوم ضخمة ، لكن المسافة بينها وبين الأرض أكبر بكثير من حيث الحجم.

تعتبر مصابيح الهالوجين و LED لتركيبات الإضاءة المدمجة من مصادر الضوء النقطية في الإضاءة الكهربائية. يعتبر LED عمليا مصدر ضوء نقطي لأن بلورته مجهرية الحجم.

تشمل مصادر الإشعاع الخطية تلك البواعث حيث تكون الأبعاد النسبية في كل اتجاه أكبر من أبعاد نقطة باعث. مع زيادة المسافة من مستوى قياس الإضاءة ، يمكن أن تصل الأبعاد النسبية لمثل هذا المبرد إلى قيمة بحيث يصبح مصدر الإشعاع هذا مصدرًا نقطيًا.

أمثلة على مصادر الضوء الخطي الكهربائي: مصابيح الفلورسنت ، مصابيح LED الخطية، مع شرائط LED RGB. ولكن بحكم التعريف ، يمكن أن تُعزى جميع المصادر التي لا تعتبر مصادر نقطية إلى مصادر ضوء خطية (ممتدة).

إذا تم فصل متجهات شدة الضوء في اتجاهات مختلفة في الفضاء من النقطة التي يوجد بها مصدر نقطة للإشعاع ، ويتم رسم سطح من خلال نهاياتها ، فسيتم الحصول على الجسم الضوئي لمصدر الإشعاع. مثل هذا الجسم يميز تمامًا توزيع تدفق الإشعاع في الفضاء.

وفقًا لطبيعة توزيع شدة الضوء في الفضاء ، يتم أيضًا تقسيم المصادر النقطية إلى مجموعتين. تتكون المجموعة الأولى من مصادر ذات توزيع متماثل لشدة الضوء بالنسبة لمحور معين (الشكل 2). يسمى هذا المصدر متماثل دائريًا.

أرز. 2.نموذج المبرد المتماثل

إذا كان المصدر متماثلًا دائريًا ، فإن جسمه الضوئي يكون عبارة عن جسم قابل للدوران ويمكن تمييزه بالكامل بأقسام رأسية وأفقية تمر عبر محور الدوران (الشكل 3).

أرز. 3. منحنى طولي لتوزيع شدة الضوء لمصدر متماثل

تتكون المجموعة الثانية من مصادر ذات توزيع غير متماثل لشدة الضوء. في مصدر غير متماثل ، لا يحتوي جسم توزيع شدة الضوء على محور تناظر. لتوصيف مثل هذا المصدر ، يتم إنشاء مجموعة من منحنيات شدة الضوء الطولية المقابلة لاتجاهات مختلفة في الفضاء ، على سبيل المثال بعد 30 درجة ، كما في الشكل. 4. عادة ما يتم رسم هذه الرسوم البيانية في الإحداثيات القطبية.

أرز. 4. منحنيات طولية لتوزيع شدة الضوء لمصدر غير متوازن