Прикладная оптика — термин, используемый для обозначения инженерно-технической тематики, посвящённой непосредственной материализации положений физической (теоретической) оптики.
Предметом прикладной оптики является разработка теории, конструирование и практическое применение оптических приборов с учётом положений Теоретической оптики, но своим языком и с использованием собственной, основанной на энергетических характеристиках поля системы понятий.
Создание и расчёт оптических приборов
Создание и расчёт оптических приборов включают в себя:
- обоснование оптической схемы прибора.
- выбор из имеющейся элементной базы конкретных элементов (линз, зеркал, и т. п., создаваемых из определённых материалов, источников излучения и его приёмников и т. п.)
- расчёт ошибок (в том числе ошибок изготовления и сборки).[1]
Фотометрия
Общая для всех разделов прикладной оптики научная дисциплина, на основании которой производятся количественные измерения энергетических характеристик поля излучения. Реализация положений Фотометрии осуществляется инженерной дисциплиной — Светотехникой[2],[3].
Неотъемлемой частью расчёта оптических приборов является энергетический расчёт, проводимый с учётом чувствительности приёмника излучения. Именно такой расчёт определяет возможности прибора для решения поставленной перед его использованием задачи.
В физической оптике интенсивность поля электромагнитного излучения определяется квадратом модуля вектора напряженности электромагнитного поля и характеризуется плотностью поля (нем. Energiedichte)[4]
В оптическом диапазоне спектра частоты электромагнитных колебаний настолько высоки, что непосредственное измерение модуля этого вектора невозможно (в отличие от измеряемых частот радиоволн). Современными техническими средствами обеспечивается лишь усреднённое значение этой величины в интервале времени, характеризующемся инерционностью приёмника излучения.
Эффекты взаимодействия излучения с веществом, в том числе и с приёмником излучения, лежащие в основе выработке несущего информацию сигнала, определяются именно поглощённой энергией излучения, а не напряжённостью электромагнитного поля.
Переход на использование в теоретической оптике энергетических характеристик поля привёл бы к нелинейности уравнений, что лишило бы оснований использование принципа суперпозиции, как базового принципа, позволяющего объяснить многие оптические явления.
Наконец, уравнения Максвелла, позволяющие вычислить значения Е, не содержат в явном виде фотометрических характеристик ни поля излучения, ни характеристик прибора, и потому современная теория оптических приборов не использует математического аппарата теории Максвелла во всей полноте.
Будучи ориентированной на производство, теория оптических приборов продолжает базироваться на использовании геометрической оптики и закона сохранения энергии.[5]
Существует официально признанная совокупность терминов, описывающих энергетические характеристики поля излучения[6].
Примечания
- ↑ Из истории оптического приборостроения: Очерки. М.1951.222 с
- ↑ Мешков В. В. Основы светотехники: Учебное пособие для вузов. Ч. 1 — 2-е изд., перераб. — М.: Энергия, 1979. — 386 с., ил.
- ↑ Ландсберг Г.С. Оптика, 6-е изд., стереот. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 848 с.
- ↑ Dieter Meschede: Optik,Licht und Laser.B.G.Teubner Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005/ ISBN 3-519-13248-6
- ↑ Чуриловский В. Н. Теория оптических приборов. М.-Л.: Машиностроение, 1966
- ↑ ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. Дата обращения: 4 января 2009. Архивировано из оригинала 30 декабря 2008 года.
Эта страница в последний раз была отредактирована 11 декабря 2021 в 09:07.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.