Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (СВ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 16 (всего у книги 28 страниц)
Световой вектор
Светово'й ве'ктор, определяет величину и направление переноса той части энергии электромагнитного излучения, которая может быть воспринята визуально, т. е. светового потока. Абсолютная величина С. в. – отношение переносимой через площадку DS в единицу времени световой энергии к DS при условии, что направление переноса (направление С. в.) перпендикулярно к DS. Понятие «С. в.» используется главным образом в теоретической фотометрии для количественного описания световых полей и является фотометрическим аналогом Пойнтинга вектора. ДивергенцияС. в. определяет объёмную плотность поглощения или испускания света в данной точке светового поля.
Иногда, особенно в старой научной литературе, С. в. назывался вектор Е напряжённости электрического поля электромагнитной волны.
Л. Н. Капорский.
Световой год
Светово'й год, единица длины, употребляемая преимущественно в популярной астрономической литературе; равна расстоянию, которое свет проходит за один тропический год. С. г. равен 63 240 астрономическим единицам; 0,3069 пс; 9,463×1012км.
Световой конус
Светово'й ко'нус, понятие, используемое при описании геометрических свойств четырёхмерного пространства-времени в частной (специальной) и общей относительности теории. С. к., соответствующим данной точке пространства-времени, называется трёхмерная поверхность в этом четырёхмерном пространстве, образованная совокупностью мировых линий свободно распространяющихся световых сигналов (или любых частиц с нулевой массой покоя), проходящих через эту точку (вершину конуса). Т. о., каждой точке четырёхмерного пространства-времени соответствует свой С. к.
В случае, если справедлива частная теория относительности, геометрия пространства-времени есть псевдоевклидова геометрия, названная. геометрией Минковского, в которой все точки пространства-времени равноправны. Поэтому достаточно рассмотреть С. к. с вершиной в начале координат О: х=0, у=0, z=0, t=0 (где х, у, z — пространственные координаты, t — время). Уравнение поверхности С. к. с вершиной в О имеет вид: х2+у2+z2—c2t2=0 (с — скорость света в вакууме); это уравнение инвариантно относительно Лоренца преобразований. Точки (события) с х2+у2+z2£ c2t2 и t>0, t<0 образуют т. н. верхнюю и нижнюю полости С. к., соответственно – области I, II; события с х2+у2+z2>c2t2образуют область III вне С. к.
Пересечение С. к. с плоскостью у=0, z=0 изображено на рис. Поверхность С. к. пересекает эту плоскость по прямым x=±ct. События А, лежащие в области I, образуют т. н. абсолютное будущее по отношению к событию О; событие О может оказать непосредственное воздействие на любое событие А, т. к. они могут быть связаны с О сигналами или взаимодействиями. Соответственно, события В в области II образуют абсолютное прошедшее для события О; любое событие В может влиять на событие О, сигналы из В могут достичь О. События в области III не могут быть связаны с О никаким взаимодействием, т. к. никакие частицы и сигналы не распространяются быстрее света.
Т. о., поверхность С. к. отделяет события, которые могут находиться в причинной связи с О, от событий, для которых это невозможно, – с этим связано фундаментальное значение понятия «С. к.». Наблюдатель, находящийся в О, может знать только о событиях в области II и воздействовать только на события в области I.
При наличии полей тяготения мировые линии, образующие поверхность С. к., уже не являются прямыми; свойства С. к. вблизи вершины такие же, как в частной теории относительности, но в целом они оказываются уже другими, т. к. геометрия пространства-времени не псевдоевклидова.
Лит.: см. при статьях Относительности теория, Тяготение.
И. Ю. Кобзарев.
Рис. к ст. Световой конус.
Световой поток
Светово'й пото'к, одна из световых величин, которая оценивает энергетическую величину – поток излучения, т. е. мощность оптического излучения, по вызываемому им световому ощущению [точнее, по его действию на селективный приёмник света, спектральная чувствительность которого определяется функцией относительной спектральной световой эффективности излучения V (l); l — длина волны света в вакууме]. Единица С. п. – люмен. С. п. Фv связан с потоком излучения Фе соотношением
, где Km – максимальное значение спектральной световой эффективности, равное » 680 лм/вт (при длине волны 555 нм).
Световой пробой
Светово'й пробо'й, оптический пробой, лазерная искра, переход вещества в состояние сильно ионизованного горячего газа – плазмы под действием электромагнитного поля оптической частоты. С. п. аналогичен СВЧ – пробою. С. п. впервые наблюдался в 1963 при фокусировке в воздухе излучения мощного импульсного лазера на кристалле рубина. При С. п. в фокусе линзы возникает искра, эффект воспринимается наблюдателем как яркая вспышка, сопровождаемая сильным звуком. Необходимые для достижения порога пробоя газов значения интенсивности светового потока в луче лазера ~109—1011вт/см2, что соответствует напряжённости электрического поля 106—107в/см. Наблюдение С. п. положило начало исследованиям распространения и поддержания газового разряда лазерным лучом с целью создания оптических плазматронов (см. Лазерное излучение).
С. п. наблюдается и в конденсированных средах при распространении в них мощного лазерного излучения и может являться причиной разрушения материалов и оптических деталей лазерных устройств.
Лит.: Райзер Ю. П., Лазерная искра и распространение разрядов, М., 1974; Мак-Дональд А., Сверхвысокочастотный пробой в газах, пер. с англ., М., 1969.
В. Б. Федоров.
Световой режим
Светово'й режи'м растений, условия освещения растений солнцем или различными искусственными источниками света. С. р. определяется приходом лучистой энергии и её распределением в биоценозе или посеве. С. р. характеризуется интенсивностью радиации, её спектральным составом, временной и пространственной изменчивостью. Большое значение имеет и соотношение длины дня и ночи (см. Фотопериодизм). При оценке С. р. учитывают не только видимую (физиологически активную) радиацию, при поглощении которой пигментами осуществляется фотосинтез и другие фотобиологические процессы, но и невидимую – ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, роль которых особенно велика в водно-тепловом режиме растений. Благоприятный С. р. достигается регулированием густоты посевов (и посадок), выбором направления рядков по отношению к сторонам света и пр. В условиях теплиц (или камер) благоприятный С. р. создаётся путём освещения растений излучением ламп (накаливания, ксеноновых, люминесцентных и др.), достаточным для фотосинтеза (см. Светокультура). Во избежание изгибов растений по направлению к свету (см. Фототропизм) их необходимо равномерно освещать со всех сторон.
И. А. Шульгин.
Световые величины
Световы'е величи'ны, система редуцированных фотометрических величин, характеризующих свет в процессах его испускания, распространения и преобразования (отражение, пропускание и пр.). С. в. определяют по отношению к так называемому среднему человеческому светлоадаптированному глазу (см. Адаптация физиологическая). Относительной спектральной чувствительностью этого условного приёмника света считают функцию относительной спектральной световой эффективности, нормализованную в результате экспериментальных статистических исследований (в них усреднение производится как по большой совокупности глаз отдельных людей с нормальным зрением, так и по реакциям одних и тех же глаз в различные моменты времени). В табл. приведены основные С. в. и единицы С. в. в Международной системе единиц (СИ). Их определения см. также в статьях Световой поток, Люмен и др.
| Величина | Обозначение | Связь с другими величинами | Единица | |
| Наименование | Обозначение | |||
| Световой поток | Фv | Люмен | лм | |
| Световая энергия | Q | Q = ∫Фvdt | Люмен-секунда | лм·сек |
| Сила света (источника в некотором направлении) | I | I = dФv/dW | Кандела | кд |
| Световая эффективность излучения | K | K = Фv/Фe | Люмен на ватт | лм/вт |
| Яркость (в заданной точке и в заданном направлении) | L |  | Кандела на кв. метр (уст. название нит) | кд/м2 |
| Освещенность (в точке поверхности) | E | E = dФv/dA | Люкс | лк |
| Светимость (в точке поверхности) | M | M = dФv/dA | Люмен на кв. метр | лм/м2 |
| Экспозиция (количество освещения) | H | H = dQ/dA = ∫Edt | Люкс-секунда | лк·сек |
| Освечивание | θ | θ = ∫Idt | Кандела-секунда | кд·сек |
| Спектральная плотность световой величины | Xl | Xl = dX/dl |
Лит.: International commission on illumination, 3 ed., P., 1970.
Д. Н. Лазарев.
Световые единицы
Световы'е едини'цы, единицы световых величин: силы света, освещённости, яркости, светового потока и т. д. Единица силы света называется кандела(кд, ранее – свеча); она воспроизводится по световым эталонам и входит в качестве основной единицы в Международную систему единиц (СИ). Принадлежащие к этой системе С. е. приведены в табл. к ст. Световые величины. Употребляют также другие единицы освещённости и яркости: 1 фот=104 люксов; 1 люмен на кв. фут (лм/фут2 или 1 фут-свеча)=10,764 люкса; 1 стильб=104 кд/м2; 1 ламберт= =(1/p)×104кд/м2; 1 фут-ламберт= 3,426 кд/м2.
Д. Н. Лазарев.
Световые измерения
Световы'е измере'ния, количественные определения величин, характеризующих оптическое излучение (свет в широком смысле слова), оптические свойства материалов (прозрачность, отражательную способность) и пр. С. и. производятся приборами, в состав которых входят приёмники света. В простейших случаях в диапазоне видимого света приёмником, с помощью которого оцениваются световые величины, служит человеческий глаз. Подробно о С. и. см. в ст. Фотометрия.
Световые приборы
Световы'е прибо'ры, предназначаются для освещения, облучения, световой сигнализации или проекции (см. Светотехника) и делятся на осветительные, облучательные, сигнальные и проекционные. Обычно С. п. состоит из источника оптического излучения (см. Источники света), устройства для перераспределения лучистого потока в пространстве по заданным направлениям, а также конструкционных деталей, объединяющих все части С. п. и обеспечивающих необходимую защиту источника излучения и светоперераспределяющего устройства от механических повреждений и воздействия окружающей среды. С. п. с газоразрядными источниками света могут дополняться устройствами для зажигания лампы и стабилизации её работы.
В зависимости от назначения С. п. используется либо излучение только части оптического спектра (ультрафиолетовое, видимое или инфракрасное), либо излучение всего оптического спектра. По степени концентрации лучистого потока С. п. делят на три класса: максимально концентрирующие световой поток вдоль оптической оси (прожекторы), максимально концентрирующие световой поток в малом объёме на некотором участке оптической оси (проекторные приборы) и перераспределяющие световой поток в большом телесном угле (светильники).
Для перераспределения светового потока в С. п. используют: направленное отражение света зеркальными отражателями параболоидной (рис., а), эллипсоидной (рис., б) или произвольной (рис., в) формы; направленное пропускание света френелевскими (дисковыми или цилиндрическими) линзами (рис., г), асферическими или конденсорными линзами (рис., д) либо призматическими устройствами (рис., е); диффузное и направленно-рассеянное отражение света диффузными, эмалированными и матированными отражателями (рис., ж); диффузное и направленно-рассеянное пропускание света глушёными (молочными), опаловыми и опалиновыми или матированными рассеивателями (рис., з). Основные светотехнические характеристики С. п. – распределение силы света, яркости и освещённости, а также кпд, равный отношению полезно использованного светового потока к полному световому потоку источника излучения.
Лит.: Карякин Н. А., Световые приборы прожекторного и проекторного типов, М., 1966; Айзенберг Ю. Б., Ефимкина В. Ф., Осветительные приборы с люминесцентными лампами, М., 1968; Трембач В. В., Световые приборы, М., 1972.
В. В. Трембач.
Схематическое изображение световых приборов с различными способами светоперераспределения: прожекторы (а, г), проекторные приборы (б, д), светильники (в, е, ж, з); 1 – источник света; 2 – отражатель; 3 – линза; 4 – рассеиватель. Стрелками показан ход световых лучей.
Световые эталоны
Световы'е этало'ны, меры для воспроизведения, хранения и передачи световых единиц. В качестве С. э. в разное время применялись: пламя свечи или лампы с заданными характеристиками (размеры пламени, топливо и пр.); 1 см2 поверхности платины при температуре затвердевания; электрические лампы накаливания. Различают первичный и вторичные С. э. Первичный С. э. единицы силы света – канделы, постоянный и воспроизводимый на основе законов теплового излучения, осуществлен в виде обладающего свойствами абсолютно чёрного телат. н. полного излучателя (см. рис.) при температуре затвердевания платины: огнеупорная трубочка погружена в металл, расплавляемый токами высокой частоты. Этот С. э. разработан в США, принят по международному соглашению 1 января 1948 и осуществлен в 8 национальных лабораториях. Его яркость 6×105кд/м2, международная согласованность около ±0,6% при внутрилабораторной погрешности ± 0,2%. Вторичные С. э. для единиц силы света, освещённости и для единицы светового потока представляют собой группы светоизмерительных ламп накаливания различного устройства и разной цветовой температуры.
В. Е. Карташевская.
Устройство первичного светового эталона: 1 – трубка из плавленой окиси тория ThO2, температура которой поддерживается равной температуре затвердевания платины 2042 К; 2 – тигель из плавленой ThO2 с химически чистой платиной 3; 4 – кварцевый сосуд с засыпкой 5 из ThO2; 6 – смотровое окно; 7 – призма полного внутреннего отражения; 8 – объектив, создающий изображение светящегося отверстия излучателя на диффузной белой пластинке 10; с другой стороны пластинка 10 освещается лампой сравнения 11; 9 – диафрагма. Платина в тигле разогревается токами высокой частоты в индукционной печи (температура плавления ThO2 выше 2042 К). Меняя расстояния между светомерной головкой, полным излучателем и лампой сравнения, добиваются уравнивания освещенностей на двух сторонах пластинки 10. Последнюю часто заменяют фотоэлементом, освещаемым попеременно первичным и вторичным световыми эталонами.
Светогорск
Светого'рск (до 1948 – Энсо), город в Выборгском районе Ленинградской области РСФСР. Расположен на р. Вуокса, близ границы с Финляндией. Ж.-д. станция в 196 км к С.-З. от Ленинграда. ГЭС. Целлюлозно-бумажный комбинат.
Светодальномер
Светодальноме'р, см. Дальномер, Электрооптический дальномер.
Светозарево
Светоза'рево (до 1946 – Ягодина; переименован в честь Светозара Марковича), город в Югославии, в Социалистической Республике Сербии, на р. Белица, притоке Моравы. 29 тыс. жителей (1972). Пищевая промышленность (сахарная, овоще-фруктоконсервная, мясная и пивоваренная). Производство кабеля, инструмента и электротехнических изделий; мебели, кирпично-керамические предприятия. Машиностроительно-электротехнический факультет Белградского университета.
Светоизлучающий диод
Светоизлуча'ющий дио'д, светодиод, полупроводниковый прибор, преобразующий электрическую энергию в энергию оптического излучения на основе явления инжекционной электролюминесценции (в полупроводниковом кристалле с электронно-дырочным переходом, полупроводниковым гетеропереходом либо контактом металл – полупроводник). В С. д. при протекании в нём постоянного или переменного тока в область полупроводника, прилегающую к такому переходу (контакту), инжектируются избыточные носители тока – электроны и дырки; их рекомбинация сопровождается оптическим излучением. С. д. испускают некогерентное излучение, но, в отличие от тепловых источников света, – с более узким спектром, вследствие чего излучение в видимой области воспринимается как одноцветное. Цвет излучения зависит от полупроводникового материала и его легирования. Применяются соединения типа AIII BV и некоторые другие (например, GaP, GaAs, SiC), а также твёрдые растворы (например, GaAs1-xPx, AlxGa1-xAs, Ga1-xlnxP). В качестве легирующих примесей используются: в GaP—Zn и О (красные С. д.) либо N (зелёные С. д.), в GaAs—Si либо Zn и Te (инфракрасные С. д.). Полупроводниковому кристаллу С. д. обычно придают форму пластинки или полусферы.
Яркость излучения большинства С. д. находится на уровне 103кд/м2, у лучших образцов С. д. – до 105кд/м2. Кпд С. д. видимого излучения составляет от 0,01% до нескольких процентов. В С. д. инфракрасного излучения с целью снижения потерь на полное внутреннее отражение и поглощение в теле кристалла для последнего выбирают полусферическую форму, а для улучшения характеристик направленности излучения С. д. помещают в параболический или конический отражатель. Кпд С. д. с полусферической формой кристалла достигает 40%.
Промышленность выпускает С. д. в дискретном и интегральном исполнении. Дискретные С. д. видимого излучения используют в качестве сигнальных индикаторов; интегральные (многоэлементные) приборы – светоизлучающие цифро-знаковые индикаторы, профильные шкалы, многоцветные панели и плоские экраны – применяют в различных системах отображения информации (см. Отображения информации устройство), в электронных часах и калькуляторах. С. д. инфракрасного излучения находят применение в устройствах оптической локации, оптической связи, в дальномерах и т. д. (см. также Оптоэлектроника), матрицы таких С. д. – в устройствах ввода и вывода информации ЭВМ. В ряде областей применения С. д. конкурирует с родственным ему прибором – инжекционным лазером (см. Полупроводниковый лазер), который генерирует когерентное излучение и отличается от С. д. формой кристалла и режимом работы.
Лит.: Берг А., Дин П., Светодиоды, пер. с англ., «Тр. института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике», 1972, т. 60, № 2.
П. Г. Елисеев.
Светокопировальная бумага
Светокопирова'льная бума'га диазотипная, диазобумага, бумага, покрытая с одной стороны (реже с двух) тонким слоем светочувствительного вещества на основе диазосоединений (ДС). Применяется при диазотипном светокопировании (диазокопировании), осуществляемом в светокопировальных аппаратах. Процесс получения видимого изображения на С. б. протекает в два этапа: экспонирование, при котором в светочувствительном слое образуется неустойчивое позитивное изображение – участки с неразложившимися ДС под непрозрачными местами оригинала; проявление – превращение неразложившихся ДС в устойчивые к свету азокрасители(чёрного, коричневого, красного, оранжевого, синего или фиолетового цвета).
По составу светочувствительного слоя различают С. б. однокомпонентную, содержащую только ДС (её проявляют в водных растворах азосоединений – «мокрым» способом); двухкомпонентную, содержащую и диазо-, и азосоединения (проявление – «сухое», обычно в парах аммиака); термопроявляющуюся, содержащую, помимо диазо– и азокомпонентов, соединения, которые при нагревании выделяют вещества, необходимые для проявления («горячее» проявление). С. б. выпускают преимущественнно в рулонах длиной от 20 до 100 м при ширине от 0,3 до 1,2 м. Кроме диазобумаги, выпускают диазокальку на светопроницаемой бумажной основе для изготовления дубликатов и промежуточных оригиналов.
С. Р. Гаевская.
Светокопировальный аппарат
Светокопирова'льный аппара'т, диазокопировальный аппарат, средство оргтехники, применяется для оперативного копирования и размножения документов (преимущественно чертежей) на основе диазотипии. Технологический процесс получения светокопий осуществляется в 2 этапа: экспонирование и проявление. В большинстве С. а. экспонирование производится контактным способом «на просвет»: прозрачный или полупрозрачный оригинал (например, кальку) с односторонним изображением накладывают на светочувствительный слой диазоматериала (ДМ) и подвергают интенсивному ультрафиолетовому облучению, вследствие чего на ДМ получается скрытое изображение. Экспонированный ДМ проявляют «сухим», «мокрым» или «горячим» способом (в зависимости от типа ДМ). С. а. классифицируют по способу обработки ДМ – аппараты «сухого», «мокрого» и «горячего» проявления; по конструктивному исполнению – стационарные и настольные, с рулонной и листовой подачей ДМ, с отдельным проявочным устройством и совмещенные; по степени автоматизации – полуавтоматические и автоматические; по оснащённости вспомогательными устройствами – агрегатированные с бумагорезальным, листоподборочным и фальцевальным оборудованием и неагрегатированные. Как правило, экспонирование в С. а. осуществляется при перемещении оригиналов в контакте с ДМ вокруг прозрачного цилиндра, внутри которого помещены источники ультрафиолетового излучения, например ртутно-кварцевые лампы (рис. 1, а). Движение ДМ обеспечивается лентопротяжным устройством (транспортёром). Экспонированные ДМ поступают в проявочное устройство. Однокомпонентные ДМ проявляют «мокрым» способом с применением щелочных растворов (рис. 1, б). Такие С. а. чаще всего выполняют настольными, они не нуждаются в специальной вентиляции и могут быть установлены непосредственно в рабочем помещении конструкторов или в канцелярии; таковы, например, С. а. типа СКМ-22 (рис. 2), изготовляющий светокопии на рулонной диазобумаге шириной до 460 мм при скорости движения ленты 0,5—5,5 м/мин, и настольный конторский С. а. (рис. 3), позволяющий получать копии на листах размером 210x297 мм (формат А4). Двухкомпонентные ДМ проявляют «сухим» способом в парах аммиака (рис. 1, в). С. а. «сухого» проявления обычно выпускаются в стационарном исполнении, с рулонной подачей ДМ; скорость движения ДМ достигает 42 м/мин. Наиболее широко их применяют в проектно-конструкторских организациях; эти С. а. часто агрегатируют с резальным и листоподборочным устройствами (рис. 4). Термопроявляющиеся ДМ, содержащие не только диазо– и азокомпоненты, но и соединения, выделяющие при нагревании необходимые для проявления вещества со щелочными свойствами, обрабатывают в нагревательном устройстве («горячее» проявление). По конструкции С. а. «горячего» проявления аналогичны аппаратам «сухого» проявления.
К 1975 разработаны качественные высокочувствительные ДМ, позволяющие использовать С. а. для копирования репродукционным способом, а также для получения дешёвых микрокопий. Благодаря повышению светочувствительности ДМ и их сенсибилизации не только к ультрафиолетовым, но и к зелёным лучам увеличилась скорость экспонирования (свыше 50 м/мин), а также стало осуществимо проекционное диазокопирование с микрофильмов (в т. н. диазодубликаторах).
Лит.: Бурцев В. В., Каплан Э. Б., Средства оргатехники. Справочник-каталог, М., 1971; Алферов А. В., Резник И. С., Шорин В. Г., Оргатехника, М., 1973.
А. В. Алферов.
Рис. 4. Автоматический агрегатированный конторский светокопировальный аппарат с листовой подачей бумаги и листоподборочным устройством (производительность до 50 копий в мин).
Рис. 3. Малогабаритный настольный конторский светокопировальный аппарат с листовой подачей бумаги (производительность до 8 копий в мин).
Рис. 2. Малоформатный настольный рулонный светокопировальный аппарат СКМ-22 (СССР).
Рис. 1. Схемы узлов светокопировальных аппаратов. а – экспонирующее устройство: 1 – рулон диазобумаги, 2 – подача оригинала, 3 – светоотражатель, 4 – приемный лоток для использованных оригиналов, 5 – экспонированный диазоматериал, 6 – стеклянный цилиндр, 7 – ртутно-кварцевые лампы, 8 – лента транспортера; б – устройство для «мокрого» проявления: 1 – ванна с щелочным раствором, 2 – направляющие, 3 – экспонированный диазоматериал, 4 – отжимающие валики, 5 – сушильное устройство; в – устройство для «сухого» проявления: 1 – проявленный диазоматериал, 2 – труба подачи аммиака, 3 – решётка, 4 – жёлоб, 5 – корпус, 6 – нагревательные элементы.
