Световое поле

Содержание

Слайд 2

Изображение Теория изображения могла возникнуть только при наличии инструмента, создающего изображение

Изображение

Теория изображения могла возникнуть только при наличии инструмента, создающего изображение

Изображение –

изобразить: предмет, рисунок, картина, изображающие что-то
Зрительное воспроизведение с определенной точностью чего-то
Оптика – οπτικα – взгляд, зрение – наука о зрительном восприятии
Древние греки первыми размышлять о соответствии наших представлений с окружающим миром
Зрительные лучи исходят из глаза и ощупывают окружающие объекты
Евклид и Птолемей установили законы зрительных лучей, законы их зеркального отражения
Слайд 3

Структура оптического изображения Альгазен и Кеплер отделили свет от зрения, объяснили

Структура оптического изображения

Альгазен и Кеплер отделили свет от зрения, объяснили зрение,

ввели понятие отражения и закон обратных квадратов

Абу Али аль-Хайсам (Alhazen) - (965, Басра – 1039, Каир)
XII веке сочинение было переведено на латинский язык «Сокровище оптики» (Opticae thesaurus)

Эразм Витело (Erazmus Witelo, 1220 – 1280) – «Perspectiva»
Иоганн Кеплер (Johannes Kepler, 1571 – 1630) – «Дополнения к Вителлию» (Ad Vitellionem paralipomena), 1604

Слайд 4

Обработка оптического изображения Изображение – перспективная проекция, но как образуются полутона,

Обработка оптического изображения

Изображение – перспективная проекция, но как образуются полутона, что

такое интенсивность?

Подлинная революция в развитии изображения - фотография

Обработка изображения - кино, телевизионное, цифровое

Слайд 5

Фотометрия Фотометрия – раздел оптики, посвященный энергетики излучений Пьер Бугер (Pierre

Фотометрия

Фотометрия – раздел оптики, посвященный энергетики излучений

Пьер Бугер (Pierre Bouguer, 1698

– 1758) – Оптический трактат о градации света (L’Essai d’Optique sur la gradation de la lumière. Paris, 1729)
1807 – понятие энергии, Томасом Юнгом (Thomas Young, 1773 – 1829)
1842 – закон сохранения энергии, Роберт Майер (Robert Mayer, 1814 – 1878)

Схемы измерения, ослабители
Свойства материалов
Закон Bouguer – экспоненциального ослабления
Иоганн Ламберт (Johann Lambert, 1728 – 1777), Photometria, 1760
Август Бер (August Beer, 1825—1863), Grundriss des photometrischen Calcüles, 1854
Джеймс Клерк Максвелл (James Clerk Maxwell, 1831 – 1879), «Трактат об электричестве и магнетизме», A Treatise on Electricity and Magnetism, 1873
Шарль Фабри (Charles Fabry, 1867 - 1945), Общее введение в фотометрию, 1927

Слайд 6

Световое поле Графически в каждой точке поля можно изобразить некоторую поверхность

Световое поле

Графически в каждой точке поля можно изобразить некоторую поверхность значений

яркости от направлений – тело яркости

А.А.Гершуна «Световое поле»: световое поле – область пространства, исследуемого с целью изучения процессов переноса световой энергии

Оптический приемник:
квадратичный относительно поля
размеры >> λ
постоянная времени >> T

Слайд 7

Лучевая модель светового поля Процесс переноса энергии в модели светового поля

Лучевая модель светового поля

Процесс переноса энергии в модели светового поля происходит в

пятимерном фазовом пространстве (r,l)

Поле состоит из лучей, как вещество из атомов
Вдоль луча перетекает световая энергия с плотностью мощности лучей в пучке L(r,l)

Слайд 8

Иерархия физических моделей света Квантовая электродинамика Волновая оптика Лучевое приближение Язык

Иерархия физических моделей света

Квантовая электродинамика

Волновая оптика

Лучевое приближение

Язык операторов рождения и уничтожения фотонов

– общая теория, наиболее удаленная от эксперимента

Напряженности и индукции электрического и магнитного полей – уравнения Maxwell + материальные уравнения = волновое уравнение

Слайд 9

Траектория луча Исследование структуры поля в этом случае сводится к построениям

Траектория луча

Исследование структуры поля в этом случае сводится к построениям прямых

линий с помощью линейки – приближение геометрической оптики

Однородная среда: n≠n(r) или ∇n=0

Слайд 10

Лучевая и волновая оптика Луч всегда перпендикулярен волновому фронту в каждой

Лучевая и волновая оптика

Луч всегда перпендикулярен волновому фронту в каждой точке

пространства

луч

Форма волновой поверхности определяет тип волны:

Слайд 11

Уравнение переноса излучения (УПИ) Возьми три зеркала, и два сначала Равно

Уравнение переноса излучения (УПИ)

Возьми три зеркала, и два сначала Равно отставь,

а третье вдаль попять, Чтобы твой взгляд оно меж них встречало... Хоть по количеству не столь обилен Далекий блеск, он яркостью своей Другим, как ты увидишь, равносилен. (Д.Алигьери «Божественная комедия», Рай, Песнь 2: 97)
Слайд 12

Расчет освещенности от поверхности Для малоразмерных (точечных) объектов возможно введение понятия силы света I

Расчет освещенности от поверхности

Для малоразмерных (точечных) объектов возможно введение понятия силы

света I