|
|
ные И. о. и. в зависимости от вида преобладающего элементарного процесса испускания ≈ вынужденного или спонтанного ≈ разделяются на когерентные (см. Когерентность] и некогерентные. Когерентные И. о. и. (лазеры) генерируют излучение с чрезвычайно большой спектральной интенсивностью и высокой степенью направленности и монохроматичности. Излучение большинства И. о. и. некогерентно н представляет собой суперпозицию' эл.-магн. волн, спонтанно испускаемых совокупностью независимых элементарных излучателей.
Описываемые нпже искусств, некогерентные И. о, и. Классифицируют по видам излучений, роду вводимой в них Ешорпш и способам преобразования е╦ в световую, по назначению, виду н области спектра (ИК, видимая, ближняя УФ, вакуумная УФ), конструктивным особенностям и режимам эксплуатации, обусловленным разл. требованиями, предъявляемыми к И. о. и. в их разнообразных научных и прикладных применениях.
Излучение И. о, и. характеризуется энергетич. (е) или световыми {;∙) фотометр ич. величинами ≈ потоком Фе, v, силой света /└, яркостью Le, щ светимостью Л/г. р, а его распределение по спектру описывается их спектральной плотностью. Многие И. о. п., иреим. со сплошным спектром, удобно аттестовать по их яркостной TK или цветовой TC темп-ре. В ряде применений существенно знать освещ╦нность Ее_ v, создаваемую И, о. п., иди для их характеристики используются нестандартные величины, напр, поток фотонов" Фу. Импульсные И. о, и. характеризуются длительностью т а формой импульса излучения, к-рое описывается пиковыми значениями и интегралами по времени фотометрич. величин (см. Фотометрия импульсная). Эффективность преобразования вводимой в И, о. и. знергии в световую определяется энергетич. (спектральным) кпд или световой отдачей f]v, В число техн. характеристик И. о. и. входят также вводимая мощность Р или энергия W, размер светящегося тела S, пространственное распределение и стабильность излучения, срок службы и т. п. Наиб, важные для конкретных И. о, и, показатели определяются их назначением.
Самыми распростран╦нными являются выпускаемые промышленностью осветительные лампы и И. о. и., используемые в серийных приборах и техн. устройствах. В научных исследованиях наряду с серийными используются также спец. лаб. И. о. и., наиболее соответствующие требованиям эксперимента.
По видам излучения, определяемым термодинамич. состоянием светящегося тела, И. о. и. разделяются на тепловые с равновесно нагретым телом в конденсированном состоянии и люминесцирующие с неравновесно возбуждаемым телом в любом агрегатном состоянии. Особый класс составляют плазменные И. о. и,, излучение к-рых в зависимости от параметров плазмы и спектрального интервала может быть равновесным и неравновесным, тепловым или люминесцентным.
Тепловые И. о. и. имеют сплошной спектр и энергетич. характеристики, описываемые законами теплового излучения, в к-рых осн. параметрами являются темп-pa Т и коэф. излучения светящегося тела е (Я, Т), С повышением Т быстро возрастают Le и Ме и спектральные плотности этих величин, а их максимум смещается в коротковолновую область. В пределе е (>,) = ! достигается излучение абсолютно ч╦рного тела, что близко выполняется, напр., для Солнца (7V≈6-103К, 10=2-10е кд/м2, £е≈1,37 кВт/м2 ≈ вне атмосферы), излучение к-рого используется в теилофиз. и энергетич. гелиоустановках, а также может применяться для накачки лазеров. В искусств, тепловых И. о. и. излучающее тело нагревается электрич. током или в результате выделения анергии в хим. реакциях горения.
Пламена, возникающие при горении газовых, жидких или тв╦рдых горючих веществ, имеют сплошной спектр излучения с Тн до 300(3 К, образованный раскал╦нными тв╦рдыми микрочастицами. В отсутствие таких частиц наблюдается полосатый и линейчатый спектр излучения, создаваемый газообразными продуктами горения или хим. элементами, специально вводимыми в пламя, напр, для спектрального анализа методом пламенной фотометрии или атомно -абсорбционным. В пиротехн. осветительных и сигнальных средствах (ракеты, фейерверки и др.), излучение к-рых имеет /j,≈10≈300 ккд и длительность т=5≈20U с, используются спрессованные пламенные составы, содержащие горючее вещество (порошок Mg или Al, их смеси и сплавы или органич. вещества) и окислитель (богатые кислородом соли Na, К. или Ва). Аналогичные составы для освещения при фотографировании обеспечивают большую скорость горения (т ~ ~ 0,1 с) и Lv ~ 1C7 кд/м2. Фотогр. лампы-вспышки одноразового действия дают импульс излучения с т ~ 10~2 с и Lv до 108 кд/м2 при сгорании Mg- или Zr-фольги в наполненной 02 колбе.
В качестве источника ИК-излучения используют керамич. и металлич. тела разных форм (плиты, трубы, сетки и др.) и размеров (от неск. см до десятков см), нагреваемые до 7'=500≈1800 К пламенным или каталитическим (без пламени) сжиганием газа. К ним относятся газовые ИК-излучатели, калильные сетки.
В электрич. И К-и злучателях накаливаемый током нагреватель (нихромовая или вольфрамовая спираль) помещается в излучающую оболочку из кварцевого стекла (Р≈0,5≈5 кВт, Т до 1400 К), керамики (Р~ОД ≈1,2 кВт, 7" до 1300 К), жароупорной стали (трубчатый электронагреватель, Р = 0,05≈ 25 кВт, Т≈400≈1000 К) либо излучает само тело накала, изготовляемое в виде ленты, спирали, стержня, трубы и т. д, из тугоплавких металлов (W, Мо, Та, Pt и др.) или проводящих немегаллич. материалов (графит, тугоплавкие карбиды и окислы металлов). Графит [возгоняется при 7=3640 К, е{Х)≈0,7≈0,9| и металлы, напр. W [плавится при Г≈3650 К, е(А>1 мкм)= = 0,4≈0,1, е(Я>0,25 мкм)=0,5≈0,4], вследствие большой хим. активности при рабочих темп-рах 7=1800≈ 3200 К могут использоваться только в вакууме или инертной газовой среде (за исключением Pt). Перечисленные источники ИК-излучения применяются в тец-лофиз. исследованиях и для промышл, термообработки материалов.
Эталонные излучатели для ИК-спект-рофотометрии ≈ штифт Нернста, глобар ≈ имеют хорошо воспроизводимую зависимость е (?.т 7)≈0,8≈ 0,95 в ИК-области. Штифт Нернста представляет собой стержень 0 (0,1≈ 0,3)Х (1≈3) см из спец. оксидно-керамич. массы (ZrO2, У203, Т1Ю2), проводящий при Т >1000 К. Разогреваемый током до Т = = 1700 К, он излучает как серое тело при Х>7 мкм. Г л о б а р ≈ проводящий силитовый (S1C) стержень размером 0 (0,6≈2,5)X (6≈40) см при рабочей Т= = 1400 К имеет Ме~80 кВт/м2 и немонотонную зависимость е(Х) в области Я=2≈200 мкм; нанесение покрытия из ThO2 позволяет дсаысить Т до 2200 К.
Для метрологич. измерений используется определяемое только величиной Т равновесное излучение моделей ч╦рного тела с е(Я)>0,99. Модели ч╦рного тела представляют собой сферыч., конич., клиновидные, цилиндр ич. полости с малым отношением диаметра выходного отверстия (0^3 см) к глубине полости, изготовляемой из графита, стеклоуглерода, металлов или их карбидов, нагреваемых до 7X3000 К 0,1≈25 кВт).
Электрич. вольфрамовые лампы накаливания (ЛН) являются самыми распростран╦нными тепловыми И. о. и,, применяемыми для общего и спец. освещения, сигнализации, в кинопроекц. аппаратуре, прожекторах, в качестве эталонов в пирометрии и фо-
^^≥»
Т
О
и
з:
