Сводка расчетных формул

Описание

Оптика глаза. Размер (в радианах) изображения на сетчатке удаленного предмета, видимого под углом ?



где f = —17,06 мм — переднее фокусное расстояние глаза.

Аметропия



где lr — расстояние, м, до наиболее удаленного объекта, который виден отчетливо при покое аккомодации. Оптическая сила корригирующей линзы приблизительно равна аметропии глаза.

Объем аккомодации



где lp — расстояние до объекта, который виден отчетливо при максимальной аккомодации.

Оптическая сила очков для работы в зависимости от возраста Т (в годах) в среднем равна



Диаметр зрачка глаза в миллиметрах в зависимости от яркости L (в кд/м2)



Фотометрия. Если сила света J. (в канделах) одинакова по всем направлениям внутри телесного угла ?? (в стерадианах), световой поток в нем



Освещенность (в люксах) поверхности с площадью ?? (в м2), на которую падает поток ?Ф (в люменах),



Яркость (в кд/м2) поверхности площадью ?? (в м2), сила света которой в направлении нормали равна ?J (в канделах),



Яркость поверхности, подчиняющейся закону Ламберта, освещенность которой Е и коэффициент отражения р,



Световой поток, соответствующий излучению, спектральная плотность мощности которого



Кm = 683 лм/вт; V(?)—относительная спектральная световая эффективность излучения.

Световая чувствительность



где Lп — пороговая яркость, которая зависит от состояния адаптации, места изображения на сетчатке и углового размера стимула. Для точечного источника световая чувствительность характеризуется пороговым блеском Е?.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Если источник воздействует на глаз только короткое время т, его пороговый блеск



При центральном зрении, если яркость фона L ? 10-3 кд/м2, то Е?= 2*10-8 лк; при яркости фона L ? 10-3 кд/м2



где



Острота зрения



где ? — предельный угол разрешения, ... / .

Дифракционный предел разрешения (в минутах)



где D — диаметр входного зрачка, в мм.

При контрасте К = 1 предельный угол разрешения (в минутах) зависит от яркости так:



При любом контрасте К приближенное значение предельного угла



Зрительный поиск. За время t объект можно обнаружить с вероятностью



Для протяженного объекта



2? — угловой диаметр поля зрения (...°), имеющего равномерную яркость L; ? — угловой размер объекта, ../; К — его контраст с фоном. Среднее значение ?b = 16.

Для точечного объекта, блеск которого ? (в люксах) при L ? 10-3 кд/м2



где ? определяется формулой (144). Среднее значение ?b = 2,6*1014.

Эффективные величины. Если яркость L или контраст К воздействуют на зрение только короткое время т, воспринимаются эффективные величины — эффективная яркость Lэ или эффективный контраст Кэ:





Если т ? ?





Зрительный комфорт. Коэффициент естественной освещенности (в процентах)



где Ев — освещенность некоторой точки заданной плоскости внутри помещения; Ен — одновременно измеренная наружная горизонтальная освещенность под открытым полностью небосводом. Участие прямого солнечного света в создании той и другой освещенности исключается.

Комфортная зона искусственной освещенности Е в зависимости от цветовой температуры освещающего света Тц изображена на рис. 43.

Показатель ослепленности





где L — яркость адаптации; LB — эквивалентная яркость вуалирующей дымки; Е — освещенность на зрачке от блеского источника, отстоящего на угол ? (в градусах) от зрительной оси; mв ? 10.

Показатель дискомфорта



где L? — яркость блеского источника; ? — телесный угол, ср, под которым источник виден; ?(?) — индекс позиции (см. рис. 42). При Мд = 25 половина наблюдателей не отмечает дискомфорта.

Максимальные допустимые значения: М = 60; s = 60.

Освещенность и зрительная работоспособность. Зрительная работоспособность



где 1/т—быстрота различения; W — вероятность правильных действий



где VK = К/Кп— отношение контраста различаемых объектов к пороговому контрасту объектов того же размера при той же яркости; ? — см. формулу (99).

Быстрота различения растет с яркостью фона:



где а и b — коэффициенты, зависящие от размера объекта ? и его контраста К.

Освещенность Е, обеспечивающая относительную работоспособность ?0 = 0,9 (?0 =?/?m, где ?m — работоспособность при оптимальной освещенности), при К = 0,25 выражается формулой



где ? — размер объекта в минутах, р — коэффициент отражения рабочей поверхности.

Вооруженный глаз. Минимальный размер детали, которую можно различить с помощью микроскопа,



где ? — длина волны используемого света; n — показатель преломления среды, в которую погружены объект и переднее стекло объектива; u — угол между осью микроскопа и крайним лучом, входящим в объектив.

У современных оптических микроскопов h ? 1/3?.

Увеличение телескопа



где ? угол, под которым виден объект без телескопа, ?'— в телескоп; р— половина угла поля зрения объектива, а ?'— окуляра; D — диаметр входного зрачка, а D' — выходного.

При условии, что D' d (d — диаметр зрачка глаза), предельный угол, разрешаемый телескопом,



здесь D и ? должны выражаться в одних единицах, а ? — в радианах.

Количество информации, которое может содержаться в изображении, передаваемым телескопом,



где u — угол между осью телескопа и направлением на некоторую точку в поле зрения объектива; ?(u)—предельный угол как функция u; ?(u) и ? — в минутах.

Для идеального прибора



(H0 — в битах, D — в сантиметрах, ? — в градусах). Информационный коэффициент качества прибора



----

Статья из книги: Глаз и свет | Луизов А.В.