Чем отличается лазерное излучение от света лампы накаливания прошедшего через красный светофильтр
Лазеры – источники высококогерентного и интенсивного монохроматического излучения. Излучение генерируется за счет возбуждения активной среды (обычно газ или полупроводниковый элемент), заключенной в резонаторе. Лазерный резонатор представляет собой полое тело цилиндрической формы, изнутри покрытое отражающим слоем. Один из торцов резонатора закрыт частично отражающим зеркалом, противоположный – полностью отражающим. При накачке световые волны перемещаются внутри резонатора до тех пор, пока не станут достаточно интенсивными, чтобы пройти через частично прозрачное зеркало.
Лазерное излучение относится к вынужденному, также его называют стимулированным. Сфера применения лазеров широка и постоянно растет, на сегодняшний день лазерные источники применяются в медицине, машинном зрении, в лазерной сварке, маркировке изделий и т. д.
Основные параметры и характеристики лазерного излучения
Диаметр пучка. За диаметр пучка принимается диаметр сечения пучка лазерного излучения на выходном торце резонатора. Способов измерения диаметра пучка достаточно много, от способа зависят и единицы измерения. Если пучок принимается за Гауссов, диаметр будет измеряться по уровню интенсивности 1/e 2 : это расстояние между такими двумя точками одномерного распределения интенсивности излучения, значение интенсивности которых в 0.135 раз меньше пика интенсивности.
Отклонение пучка. Несмотря на то, что лазерные пучки принимаются за параллельные, некоторый угол расходимости все же присутствует. Эта характеристика показывает, на какую величину отклоняется пучок от оптической апертуры по ходу распространения и измеряется в угловых единицах (радианах). В лазерных диодах угол расходимости определяется сразу двумя значениями – так проявляется астигматизм. В этом случае направление угла расходимости нужно проверять и уточнять в зависимости от конкретной схемы. На рис. 1 показана общая конфигурация лазерного диода и проявление расходимости лазерного пучка по ходу удаления экрана от источника излучения.
Рисунок 1. Общая структура полупроводникового слоя диода: профиль пучков, излучаемых такими диодами, чаще всего эллиптический
Угол веерного пучка. Обычно за веерный угол принимается угол отклонения пучка в определенной плоскости от нормали направления распространения. На рис. 2 показан вид веерного пучка лазерного диода и приведен его расчет.
Рисунок 2. Веерный угол пучка излучения лазерного диода
Класс. Диапазон мощностей лазерных источников невероятно широк. По этой причине была разработана классификация источников по силе воздействия на человека. В таблице приведена классификация лазерных источников, предложенная Центром по контролю приборов и радиационной безопасности (CDRH).
Полезные статьи:
Для наших целей мы будем использовать свет для обозначения всех частот излучения, известных как электромагнитный спектр или EMS. Он всегда находится в движении и не может быть сохранен, поэтому это кинетический тип энергии.
Определение световой энергии
Световая энергия - это электромагнитное излучение. С овременная теория объясняет излучение света с помощью уровней энергии электронов. Электроны с высоких энергетических уровней могут перескакивать на электроны с более низким энергетическим уровнем и испускать световую энергию.
Свет можно определить как форму энергии, содержащую подобные частицам фотоны с волнообразными свойствами. Это может повлиять на физиологию организма. Например, фотосинтез, зрение.
Световая энергия - это форма энергии, видимая человеческим глазом на определенной длине волны около 400-700 нанометров. Его называют видимым светом электромагнитного спектра.
Свет представляет собой лучистую энергию и представляет собой электромагнитное излучение, которое распространяется по прямой линии и может быть замечено невооруженным глазом на определенной длине волны.
Из чего состоит свет?
- Свет состоит из энергии. Свет имеет два типа природы. Он может действовать как частица, а также как волна.
- Он в основном состоит из частиц, которые называются фотонами. Они несут фиксированное количество энергии, но не имеют массы. Следовательно, энергия фотона зависит от длины волны. Фотоны с большей длиной волны обладают меньшей энергией.
- Теория волн показывает, что свет - это электромагнитная волна, содержащая рентгеновские лучи, УФ-лучи, инфракрасные лучи, гамма-лучи и т. д.
Скорость света около 300 000 км / с. Чтобы представить это в перспективе, когда вы смотрите на закат, на самом деле прошло 10 минут с тех пор, как этот свет покинул Солнце. Энергия света измеряется двумя основными наборами единиц: радиометрия измеряет мощность света на всех длинах волн, а фотометрия измеряет свет с длиной волны, взвешенной по стандартизированной модели восприятия яркости человека. Фотометрия полезна при измерении света, предназначенного для использования человеком.
Единицы фотометрии отличаются от большинства единиц, поскольку они учитывают реакцию человеческого глаза на свет. Исходя из этого, два источника света, которые производят видимый свет одинаковой интенсивности, не обязательно выглядят одинаково яркими. Свет оказывает физическое давление на объекты на своем пути. Это объясняется частицей света, в котором фотоны ударяются и передают свой импульс.
Световое давление равно мощности светового луча, деленной на скорость света. Для повседневных предметов влияние светового давления незначительно. Например, вы можете поднять монету с помощью лазерных указателей, но для этого потребуется 1 миллиард штук. Легкое давление может заставить астероиды вращаться быстрее, воздействуя на них, как ветер, толкающий ветряную мельницу. Вот почему некоторые ученые исследуют солнечные паруса, чтобы двигать межзвездные полеты.
.jpg)
Типы световой энергии
Световую энергию можно разделить на несколько видов.
Видимый свет
Невооруженным глазом можно увидеть только видимый свет. Это разновидность электромагнитной энергии. Основным источником видимого света является солнце, его также могут излучать фонари, фонарики, лампочки и т. д.
Инфракрасный свет
Это также тип электромагнитной энергии, излучающей тепло. Он используется для включения телевизора с помощью пульта дистанционного управления, поскольку инфракрасные волны передаются от пульта дистанционного управления к телевизору.
Рентгеновские лучи и ультрафиолетовый свет
Это короткие световые волны, которые врачи используют для фотографирования внутри нашего тела, чтобы обнаружить переломы костей. Даже стоматологи используют рентгеновские лучи, чтобы проверить глубину кариеса.
.jpg)
Ключевые свойства света
Интенсивность
Это скорость, с которой световая энергия излучается источником. Мощность часто выражается в ваттах. Интенсивность также можно определить как яркость, измеренную со скоростью, с которой излучается свет на единицу поверхности или энергии в единицу времени на единицу площади.
Частота
Определяется как количество гребней, которые проходят через определенную точку за секунду.
Длина волны
Определяется как расстояние между двумя последовательными гребнями или впадинами. Световые волны проходят через вакуум с той же скоростью. Длина волны и частота слабо связаны наоборот, потому что чем выше частота, тем короче длина волны.
Поляризация
Это процесс, в котором неполяризованный свет преобразуется в поляризованный свет. В общем, световые волны колеблются более чем в одной плоскости и поэтому называются неполяризованным светом.
Фаза
Это особая точка периода времени во время циклического сигнала. Интенсивность света увеличивается, когда волны находятся в фазе.
Единицы световой энергии
Свет можно измерить в нескольких единицах.
- Длина волны света λ измеряется как в Ангстремах, так и в нанометрах.
- Частота света измеряется в герцах.
- Световая энергия измеряется в электрон-вольтах (эВ).
Факты о световой энергии
Наша вселенная и наш мир залиты светом. Эта статья об энергии света помогает студентам изучить природу света, движение света, естественные и искусственные источники света, а также особенности поведения и свойства света. Здесь объясняются более интересные и важные факты о световой энергии.
-
Световая энергия всегда движется и поэтому не может быть сохранена.
Скорость света обычно округляется до 186 000 миль в секунду. Точнее, это 299 792 458 м / с (метры в секунду - это 186 287,49 миль в секунду). Свету требуется 8 минут 17 секунд, чтобы пройти от поверхности Солнца до Земли.
Каждую секунду в Землю ударяет около 100 молний, она убивает более 1000 человек в год.
Красный, зеленый и синий - основные цвета света. Смешивая их различными способами получаются все остальные цвета, включая белый.
Свет - это форма энергии, которую может обнаружить наше зрение. Он сделан из электромагнитного излучения и движется по прямой траектории. С остоит из крошечных фотонов, содержащих много энергии.
Искривление света при переходе от одного прозрачного вещества к другому, как от воздуха к воде, называется преломлением.
Когда солнечный свет перехватывается каплей воды в атмосфере, часть света преломляется в каплю, отражается от внутренней поверхности капли, а затем преломляется из нее. Первое преломление разделяет солнечный свет на составляющие его цвета, а второе преломление увеличивает разделение. В результате получилась радуга.
.jpg)
Во время фотосинтеза растения используют световую энергию для создания химической энергии. В последние годы искусственные источники света активно применяются для выращивания сельскохозяйственных культур.
Ультрафиолетовые лучи часто используются судебными экспертами, чтобы увидеть детали, которые не видны невооруженным глазом. Специальный состав наносится на улики. Хотя люди не могут видеть ультрафиолетовый свет, некоторые насекомые могут его видеть.
Интенсивность фотонов зависит от количества содержащейся в них энергии.
Причина, по которой мы видим разные цвета света, заключается в том, что каждый цвет имеет разную длину волны. Красный свет имеет самую длинную длину волны, а фиолетовый свет имеет самую короткую длину волны.
Лампочка была изобретена в 1879 году Томасом Альвой Эдисоном.
Когда вы включаете лампочку, только 10 процентов потребляемой электроэнергии превращается в свет, остальные 90 процентов расходуются в виде тепла. Лампы с низким энергопотреблением служат в среднем в 12 раз дольше, чем традиционные люминесцентные лампы.
Сильный слой пыли может блокировать до половины света. Следите за чистотой Ваших световых приборов!
Важные факты из жизни
Может показаться, что световая энергия от лампочки распространяется наружу только на определенное расстояние, а затем останавливается. Но на самом деле световая энергия распространяется на бесконечное расстояние, и расстояние, на которое она распространяется, не зависит от яркости лампы. Наши глаза могут видеть свет только определенной яркости, поэтому считается, что он остановился, когда его яркость уменьшилась.
Каждый раз, когда световая энергия проходит через вещество, даже через воздух, она меняет направление. Это может быть сильное изменение направления (через линзы или воду) или небольшое изменение направления.
Отражения могут быть более заметными на блестящих поверхностях, но световая энергия отражается от многих поверхностей, как от блестящих, так и от других. Отражаемые цвета зависят от цвета поверхности.
Когда световая энергия проходит через призму, цвета, составляющие белый свет, разделяются и становятся видимыми человеческому глазу. Студенты могут поверить в то, что призма добавляет цвета свету.
Роговица в передней части глаза служит для фокусировки света, попадающего в глаз. Далее он фокусируется через хрусталик глаза, чтобы сформировать изображение на сетчатке.
.jpg)
Зрачок глаза - это не черный объект или пятно на поверхности глаза. Это отверстие в центре радужки. Это помогает контролировать количество света, попадающего в глаз.
Возможно, мы знакомы с семью цветами радуги (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый). На самом деле радуга состоит из миллионов цветов. Мы классифицируем их на семь основных групп цветов, которые могут видеть наши глаза.
Источник энергии белого света, такой как лампа накаливания или люминесцентная лампа, излучает свет, состоящий из всех цветов. Он кажется белым только потому, что цвета смешаны. Когда добавляются фильтры, свет приобретает другой цвет, но фильтры не добавляют цвет свету. Фактически, как и другие фильтрующие материалы, цветные фильтры пропускают свет только определенных цветов, а другие они поглощают или отражают.
Примеры световой энергии
Солнечный свет - лучший пример световой энергии. Это естественный источник, который влияет на эмоции и жизнедеятельность человека.
Например, CAP - сезонное аффективное расстройство.
В тот момент, когда вы слышите свет, то падает солнечный свет! Это то, что заставляет вас просыпаться рано утром, давая ощущение тепла и света. Он нагревает землю и заставляет живые существа поддерживать жизнь. Он уравновешивает экосистему, и без него мир рухнул бы!
Световая энергия может быть преобразована в химическую энергию, когда растения поглощают световую энергию, они превращают ее в химическую энергию для собственного питания.
Другой пример из реальной жизни - солнце, оно дает растениям световую энергию, которая затем преобразуется в химическую энергию.
Световая энергия также может быть преобразована в тепловую, когда, например, солнце нагревает вашу черную рубашку или кирпичную стену снаружи.
В нашей повседневной жизни мы видим множество примеров, несущих световую энергию, таких как вспышка, огонь, электрическая лампочка, керосиновая лампа, звезды и другие светящиеся тела. Каждый из них действует как источник света.
Ультрафиолетовая фотография -- метод получения фотографических изображений в УФ - зоне спектра в целях выявления особенностей объектов не воспринимаемых зрением.
Его широко применяют для обнаружения биологических следов и горюче-смазочных материалов, установления различий в свойствах чернил, бумаги и т.п.; для восстановления содержания вытравленных, угасших текстов и в других случаях.
Фотоаппаратура и приспособления для фотографирования в ультрафиолетовой зоне спектра.
Источники УФ - излучения -- это солнце, электрические угольные дуги высокой интенсивности, импульсные источники света, ртутно-кварцевые и люминесцентные лампы.
Для криминалистических исследований наиболее удобны ртутно-кварцевые и люминесцентные лампы, в которых в парах ртути при электрическом разряде возникает оптическое излучение в УФ, видимой и ИК - зонах спектра. В зависимости от рабочего давления паров ртути в колбах ламп они бывают низкого, высокого и сверхвысокого Давления. Первые два типа используются для фотографирования в УФ - зоне спектра; а третий еще и для съемок в ИК - зоне.
Газоразрядные лампы низкого давления могут быть двух видов: без люминесцентного покрытия -- бактерицидные и с люминесцентным покрытием -- люминесцентные. К первому типу относятся лампы ДБ-15, ДБ-30 (БУВ -- бактерицидные, увиолевые мощностью 15 и 30 Вт). Они являются источниками коротковолнового ультрафиолетового излучения в области 254 нм. Люминесцентные газоразрядные лампы в большей части изготавливаются в виде цилиндрических колб, внутренняя поверхность которых покрыта люминофором, светящимся под воздействием коротковолнового ультрафиолетового излучения в видимой и ультрафиолетовой зонах спектра.
На непрерывный спектр свечения люминофора у них накладывается интенсивная линия излучения паров ртути в ближнем ультрафиолете с длиной волны 365 нм.
Ртутные лампы высокого давления типа ДРТ (ПРК) дают линейчатый спектр, соответствующий спектральным линиям паров ртути в интервале от 248 до 1014 нм. Они излучают и слабый сплошной спектр ультрафиолетового излучения, который составляет незначительную долю от общего светового потока лампы.
Ртутные лампы сверхвысокого давления ДРШ (СВД) являются мощными источниками энергии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Наиболее интенсивное излучение соответствует линиям ртутного спектра от 312 до 579 нм. Как в ультрафиолетовой, так и в видимой областях на линейчатый спектр накладывается непрерывный фон излучения, интенсивность которого возрастает с увеличением давления паров ртути в колбах ламп и плотности тока. Эти лампы работают с принудительным водяным или воздушным охлаждением. Осветительным прибором, изготовленным на базе ламп сверхвысокого давления, является "Таран - ЗМ".
В криминалистических лабораториях широкое применение находят и малогабаритные источники ультрафиолетового излучения, на пример, портативный осветитель ОЛД-41, УО-1, ЛЮМ-1 и др.
Внутренняя поверхность колб ламп данных осветителей покрыта люминофором, что позволяет получать интенсивное излучение в длинноволновой части ультрафиолетового спектра. Во время работы с небольшими по размерам объектами можно использовать ультрафиолетовые микроосветители типа ОЙ-18. Они оснащены мощными ртутно-кварцевыми лампами с комплектом сменных светофильтров для выделения отдельных участков длинноволновой части ультрафиолетового спектра.
Мощными источниками ультрафиолетового излучения являются и импульсные лампы с колбами из кварцевого или увиолевого стекла, например ИФК-2000. В импульсных источниках используют искровой разряд в инертных газах с кратковременной вспышкой большой мощности. Они дают сплошной спектр излучения, по спектральному составу близкий к солнечному.
Светофильтры для ультрафиолетовой фотографии разделяют на две группы: выделяющие определенную зону УФ - спектра и поглощающие УФ - лучи, или заградительные. Первые необходимы для любых исследований в УФ - области спектра и устанавливаются перед осветителем; вторые используются при регистрации люминесценции, возбужденной УФ - лучами, и устанавливают перед объективом.
Так как ртутные лампы наряду с УФ - лучами испускают видимые и ИК - лучи, необходимую для исследования область спектра выделяют с помощью абсорбционных светофильтров, изготавливаемых из черного увиолевого стекла, прозрачного для УФ - лучей. Наибольшее применение при фотографировании находят УФС-1, УФС-2, УФС-5, УФС-6, УФС-7. В некоторых случаях для съемки в ультрафиолетовой зоне спектра используют фиолетовые светофильтры ФС-1, ФС-6, ФС-7 и даже синие стекла, например СС-4.
Кроме твердых светофильтров при съемке в УФ - зоне спектра применяют жидкостные и газообразные абсорбционные светофильтры, например, 40%-ный раствор сернокислого никеля или сернокислого кобальта с максимумом пропускания в области 254 нм. Главным их достоинством является возможность изготовления в лабораторных условиях и плавное изменение характеристик спектрального пропускания при изменении компонентов раствора и их концентрации. Вместе с тем эти светофильтры сильно ослабляют излучение и весьма нестабильны.
Для выделения узких зон УФ - спектра используют комбинацию двух светофильтров из каталога паспортизированного стекла с учетом их спектрального пропускания.
При фотографировании в УФ - зоне спектра необходимо согласовать спектральные свойства выбранного светофильтра со спектральным составом света, излучаемого источником. Например, светофильтры УФС-1, УФС-5 можно использовать с любым источником, поскольку они пропускают всю применяемую в криминалистике область УФ - спектра: коротковолновую, средневолновую и длинноволновую. Для ртутных ламп низкого давления необходимы светофильтры, пропускающие коротковолновые УФ - лучи. Со светофильтрами, выделяющими средневолновые и длинноволновые участки спектра, следует применять ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления, или люминесцентные газоразрядные лампы.
В качестве заградительного из каталога паспортизированного стекла выбирают селективные (зональные) и компенсационные светофильтры, цветные и бесцветные: БС-7, БС-8, СБ-10, ЖЗС-5, ЖЗС-10, ЗС-1, ЗС-8, ЖС-4, ЖС-12, ЖС-17, ОС-12, ОС-14, КС-11, КС-14 и др. Светофильтры подбирают из условия, что они должны поглощать УФ - лучи и пропускать то или иное люминесцентное свечение. Например, в случае появления на объекте люминесценции желтого или желто-зеленого цвета необходимы светофильтры ЖС-4, ЖС-12, ЖС-17, или ЖЗС-4, ЖЗС-10, а для люминесценции оранжевого или красного цвета -- соответственно светофильтры ОС-12, ОС-14 или светофильтры КС-11, КС-14.
Бесцветные стекла БС-7, БС-8, БС-10 и желтый светофильтр ЖС-4 пропускают всю коротковолновую часть видимого спектра. Поэтому их используют в основном для регистрации картины видимой люминесценции сине-голубого и фиолетового цвета.
Объективы для съемки в ультрафиолетовой зоне спектра. Фотографировать в УФ - зоне спектра можно фотокамерами любого типа. Объективы общего назначения, которыми они комплектуются, пригодны для съемки только в длинноволновой части УФ - спектра. Их прозрачность в данной зоне спектра зависит от сорта стекла и его толщины, поэтому конструктивно простые объективы пропускают больше УФ - лучей, чем многолинзовые.
Для фотографирования в средневолновой и коротковолновой областях спектра необходимы специальные объективы, изготовленные из кварца, каменной соли и флюорита. На основе кварцевой и флюоритной оптики фирмой "Карл Цейс Йена" разработаны светосильные линзовые анастигматы: "УФ-объектив" 4/60 и "Кварц-штейн-зальц-анастигмат" 4,5/120, предназначенные для съемки в средневолновой и длинноволновой зонах. Отечественная промышленность для этих целей выпускает светосильные линзовые анастигматы "Уфар" и длиннофокусные зеркально-линзовые объективы "Зуфар". Эти объективы предназначены для обычных малоформатных аппаратов. Их применение позволяет подбирать масштабы изображений от 1:2 до 2:1 при достаточно больших предметных расстояниях, что создает определенные преимущества при установке освещения.
Для фотографирования люминесценции, возбужденной УФ-лучами, пригодны обычные объективы. Однако они должны быть достаточно светосильными, чтобы регистрировать свечение незначительной интенсивности.
Приемники УФ-излучения -- это, как правило, светочувствительные материалы. Фотографирование в отраженных УФ-лучах следует преимущественно на несенсибилизированные фототехнические пленки ФТ-20, ФТ-30; диапозитивные фотопластинки и фотопленки, имеющие достаточный контраст и чувствительность к длинноволновой зоне УФ-спектра. Вместе с тем эти фотоматериалы малочувствительны к коротковолновой и средневолновой зонам спектра из-за интенсивного поглощения УФ-лучей желатиной эмульсионного слоя. Данный недостаток устраняется специальной обработкой: путем введения в эмульсионный слой флюоресцирующих веществ или сенсибилизации пленок к УФ-излучению в 1%-ном спиртовом растворе салициловой кислоты.
Фотографирование люминесценции, возбужденной УФ-лучами, производят на фотоматериалы различной сенсибилизации: несенсибилизированные, изоортохроматические и фототехнические пленки, фотопластинки, кино- и фотопленки. Преимущество одних фотоматериалов перед другими определяют цвет излучения люминесценции, ее интенсивность и, соответственно общая чувствительность фотослоя. Предпочтение отдают более чувствительным материалам, позволяющим сократить выдержки при съемке.
Наряду с фотографическими материалами в качестве приемников УФ-излучения используются флюоресцирующие экраны. С их помощью можно визуально наблюдать исследуемые объекты, проводить опосредованную съемку полученного изображения, а при достаточной интенсивности свечения фокусировать его в фотокамерах.
Распространенными приемниками УФ-излучения являются и электронно-оптические преобразователи, трансформирующие невидимое изображение, создаваемое УФ-и и ИК-лучами, в видимое. В процессе такого преобразования происходит усиление яркости изображения и перенос его из одной спектральной зоны в другую. Преобразователи типа "Рельеф" предназначены для проведения визуальных исследований криминалистических объектов в отраженных и проходящих ИК-лучах, а также для фотографирования результатов малоформатной камерой "Зените". Для проведения исследований на данном приборе в УФ-лучах вместо обычного объектива устанавливают кварцевый со светофильтром, пропускающим только УФ-лучи.
Выбор фотоматериалов для фотографирования изображений с флюоресцирующих экранов и экранов электронно-оптических преобразователей определяет цвет свечения экрана: при сине-голубом применяют несенсибилизированные фотоматериалы, при зеленом -- изоортохроматические.
Съемка видимой люминесценции, возбужденной ультрафиолетовыми лучами.
Рис 2. Съемка видимой люминесценции, возбужденной ультрафиолетовыми лучами
Люминесцентное свечение, как правило, отличается небольшой интенсивностью. Чтобы на снимке зафиксировать люминесцентную картину в чистом виде, необходимо устранить мешающее действие постороннего дневного или искусственного света, освещающего помещение и снимаемый объект. Поэтому съемка ведется либо в темном помещении, либо с помощью несложного устройства: ящика с несколькими окнами (вырезами). Через верхний вырез производится съемка, а через боковые освещается исследуемый предмет, положенный на дно ящика. Иногда в боковые окна вставляют ультрафиолетовые фильтры, выделяющие нужную для исследования область ультрафиолетовых лучей. В качестве источников освещения используют те же газоразрядные или люминесцентные лампы, что и для фотографирования в отраженных ультрафиолетовых лучах.
Картина люминесценции может быть искажена в результате сильного мешающего действия ультрафиолетовых лучей, рассеиваемых объектом съемки. Иногда это действие настолько сильно, что вместо ожидаемого изображения люминесценции получается своеобразная негативная картина, на которой не люминесцирующие (и не поглощающие ультрафиолетовые лучи, а отражающие их) участки объекта, в конечном счете, оказываются светлее, чем люминесцирующие участки.
Частично отраженные ультрафиолетовые лучи поглощаются стеклом объектива, но этого недостаточно, особенно в случае, когда в возбуждении люминесценции участвуют длинноволновые ультрафиолетовые лучи (360 ммк). Поэтому перед объективом устанавливается "заградительный" фильтр, поглощающий ультрафиолетовые лучи, а также те видимые лучи, которые могут входить в состав возбуждающего освещения. Вместе с тем этот фильтр должен хорошо пропускать свет люминесценции. Так, если для фильтрования возбуждающего люминесцентного света применяются светофильтры УФС-1, УФС-2, а цвет люминесценции голубой или зеленый, то в качестве заградительных фильтров применяются фильтры ЗС-1, ЖЗС-5, ЖС-4, ЖС-17 и некоторые другие. Кроме того, могут быть использованы белые светофильтры типа БС-7, БС-8.
Для съемки целесообразно применять негативные фотоматериалы средней и высокой чувствительности подбирая их цветочувствительность в соответствии с цветом люминесценции. Использование репродукционных низкочувствительных материалов требует длительных экспозиций.
Кадрирование и наводку на фокус осуществляют обычным способом при освещении объекта съемки белым светом. Введения поправки на фокус не требуется.
Съемка инфракрасной люминесценции, возбуждаемой видимым светом. Общие правила фотографической съемки в инфракрасных лучах применимы и для съемки инфракрасной люминесценции. Некоторые дополнительные трудности в этом случае связаны с весьма малой интенсивностью свечения. Возбуждение инфракрасной люминесценции осуществляется обычно сине-зеленым светом. Для освещения применяются мощные лампы накаливания (300--500 ватт). Еще лучший эффект дают ртутные лампы сверхвысокого давления типа СВДШ, так как их излучение богато зелеными лучами и почти не содержит инфракрасных. Свет ламп пропускается через теплозащитный сине-зеленый фильтр СЗС-16, ослабляющий тепловое действие пучка света, и фильтр СЗС-10. Пройдя через фильтры, он направляется на исследуемый объект.
Вместо этих фильтров иногда пользуются жидким фильтром в виде раствора медного купороса в воде (100 г купороса на 1000 мл воды). Раствор наливается в стеклянный сосуд с плоскими стенками, причем фильтрующий слой должен иметь толщину в 2--3 см.
Перед объективом фотоаппарата устанавливается светофильтр, поглощающий видимые лучи, отражаемые объектом, и пропускающий инфракрасное свечение люминесценции. Чаще используют не инфракрасные фильтры ИКС, а красные типа КС-19, что ведет к некоторому повышению яркости оптического изображения и уменьшению выдержки.
Для съемки могут быть использованы материалы "Инфрахром", а в тех случаях, когда используется фильтр КС-19, -- также высокочувствительные материалы "панхром". В последнем случае фиксируется преимущественно не инфракрасная люминесценция, а люминесцентное свечение объекта в дальней красной области.
Для съемки обычно пользуются такими же устройствами в виде ящика с окнами, как и при съемке люминесценции, возбуждаемой ультрафиолетовыми лучами.
Наводку на резкость целесообразно производить, пользуясь теми источниками, с которыми будет производиться съемка, но вместо инфракрасного фильтра па время наводки следует поставить красный или оранжевый светофильтр, а зеленые фильтры удалить.
Картина инфракрасной люминесценции может быть фотографически запечатлена с помощью электронно-оптического преобразователя. В этом случае следует применять сильные источники света, дающие узкий параллельный пучок света, и упомянутые уже ранее зеленые светофильтры. Перед объективом электронно-оптического преобразователя устанавливается фильтр КС-19 или К.С-17.
В случае съемки через преобразователь также должны быть созданы условия, чтобы на исследуемый предмет попадал только свет источника, прошедший через фильтр.
Особенности фотографирования УФ-люминесценции. Схема фотографирования невидимой люминесценции аналогична фотосъемке видимой. Для ее возбуждения применяются бактерицидные лампы ДБ и ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления, выделяя необходимую область излучения с помощью газового или жидкостного светофильтра. При съемке УФ-люминесценции устанавливаемые перед объективом светофильтры должны поглощать возбуждающее излучение и пропускать люминесцентное.
Для съемки длинноволновой УФ-люминесценции пригодны обычные фотографические объективы, а для регистрации средневолновой необходимы объективы "Уфар-1" или "Уфар-4". Кадрирование и фокусирование изображения осуществляют в соответствий с рекомендациями для фотографирования в отраженных УФ-лучах
Съемку осуществляют на пленки типа УФШ или на обычные фотоматериалы после их сенсибилизации.
В своем эксперименте я проводила фотографирование на аналоговые фотоаппараты типа "Зенит" и различные виды цифровых фотоаппаратов (фото) Результаты в целом представлены в приложении № 1
Лазер - акроним от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что дословно переводится "усиление света посредством вынужденного излучения" - это устройство, преобразующее энергию накачки в энергию узконаправленного потока излучения.
Существует большое количество различных типов лазеров. Их можно разделять на группы по источнику накачки, рабочему телу, области применения. Т.к. в данной статье лазеры будут рассмотрены в контексте безопасности работы с лазерными нивелирами и дальномерами, то внимание будет обращено на такие параметры, как рабочая длина волны (нм) и мощность излучения (мВт).
Длина волны, если она находится в видимом диапазоне, обуславливает цвет лазерного луча. Мощность излучения обуславливает яркость луча, те или иные возможности (прицеливание, демонстрация оптических эффектов, считывание штрих-кодов, резка и сварка материалов, лазерная хирургия, накачка других лазеров).
Излучение в лазерных нивелирах и дальномерах работает как обычная лазерная указка - портативный генератор когерентных и монохроматических электромагнитных волн видимого диапазона в виде узконаправленного луча. Изготавливается на основе красного лазерного диода, который излучает в диапазоне 635-670 нм. Мощность их излучения не превышает 1,0 мВт.
Лазерное излучение представляет существенную опасность для глаз, так как это излучение хорошо фокусируется хрусталиком на сетчатке глаза. В то же время бытовые лазерные приборы имеют малую ширину пучка, что обеспечивает высокую поверхностную плотность энергии в поперечном сечении луча. Именно высокая плотность энергии и может вызвать ожоги и другие повреждения. Лазеры большей мощности способны вызывать поражения глаз даже рассеянным излучением. Прямое, а в некоторых случаях и рассеянное излучение такого лазера способно вызывать ожоги кожи (вплоть до полного разрушения) и представляет пожарную опасность.
Существует несколько классификаций опасности лазеров, которые, однако, весьма похожи. Ниже приведена наиболее распространенная международная классификация.
| Класс 1 Лазеры и лазерные системы очень малой мощности, не способные создавать опасный для человеческого глаза уровень облучения. Излучение систем класс 1 не представляет никакой опасности даже при долговременном прямом наблюдении глазом. К классу 1 относятся также лазерные устройства с лазером большей мощности, имеющие надежную защиту от выхода луча за пределы корпуса | ||||
| Класс 2 Маломощные видимые лазеры, способные причинить повреждение человеческому глазу в том случае, если специально смотреть непосредственно на лазер на протяжении длительного периода времени. Такие лазеры не следует использовать на уровне головы. Лазеры с невидимым излучением не могут быть классифицированы как лазеры 2-го класса. Обычно к классу 2 относят видимые лазеры мощностью до 1 мВт | ||||
| Класс 2a Лазеры и лазерные системы класса 2a, расположенные и закрепленные таким образом, что попадание луча в глаз человека при правильной эксплуатации исключено | ||||
| Класс 3a Лазеры и лазерные системы с видимым излучением, которые обычно не представляют опасность, если смотреть на лазер невооружённым взглядом только на протяжении кратковременного периода (как правило, за счет моргательного рефлекса глаза). Лазеры могут представлять опасность, если смотреть на них через оптические инструменты (бинокль, телескоп). Обычно ограничены мощностью 5 мВт. Во многих странах устройства более высоких классов в ряде случаев требуют специального разрешения на эксплуатацию, сертификации или лицензирования | ||||
| Класс 3b Лазеры и лазерные системы, которые представляют опасность, если смотреть непосредственно на лазер. Это же относится и к зеркальному отражению лазерного луча. Лазер относится к классу 3b, если его мощность более 5 мВт | ||||
| Класс 4 Лазеры и лазерные системы большой мощности, которые способны причинить сильное повреждение человеческому глазу короткими импульсами (
В некоторых лазерах есть инфракрасный фильтр, но это значительно увеличивает цену прибора, значит может присутствовать только в дорогих моделях. Так же стоит заметить, что зеленые диоды, устройства которые излучают зеленый луч, значительно дороже при производстве (в несколько раз по причине большего числа брака по сравнению с красным). А рабочий ресурс зеленого диода значительно ниже. Суммарно это отражается на конечной стоимости нивелира лазерного. В итоге получается следующая картина. Нивелир лазерный с зеленым лучом строит проекции, которые лучше видны, ресурс такого прибора ниже, стоимость выше (порой у один производитель за одинаковые модели отличающиеся лишь лазером выставляет цену отличающуюся в 1,5-2 раза). Следует отметить, что по заявленным производителями нивелиров характеристикам мощность такого лазера до 2,7 мВт (у красного до 1,0 мВт), а безопасность по классу 3 (у красного 2). Подведем итог, зеленый цвет лазера действительно лучше виден в условиях дневного света, чем красный, но нельзя забывать о том, что он значительно небезопаснее и неоправданно дорог. Читайте также:
|
