Koeficijent refleksije linije. Određivanje integracijskih konstanti. Koeficijent refleksije svjetlosti obojenih površina Koeficijent refleksije

Transmittance

koeficijent refleksije

I koeficijent apsorpcije

Koeficijenti t, r i a zavise od svojstava samog tijela i talasne dužine upadnog zračenja. Spektralna zavisnost, tj. zavisnost koeficijenata od talasne dužine određuje boju i prozirnih i neprozirnih (t = 0) tela.

Prema zakonu održanja energije

F neg + F apsorbira + F pr = . (8)

Dijelimo obje strane jednakosti sa , dobivamo:

r + a +t = 1. (9)

Poziva se tijelo za koje je r=0, t=0, a=1 apsolutno crna .

Potpuno crno tijelo na bilo kojoj temperaturi u potpunosti apsorbira svu energiju zračenja bilo koje valne dužine koja pada na njega. Sva prava tijela nisu potpuno crna. Međutim, neki od njih su u određenim intervalima valnih dužina po svojim svojstvima bliski apsolutno crnom tijelu. Na primjer, u području valne dužine vidljive svjetlosti, koeficijenti apsorpcije čađi, platinasto crnog i crnog baršuna malo se razlikuju od jedinice. Najsavršeniji model apsolutno crnog tijela može biti mala rupa u zatvorenoj šupljini. Očigledno, ovaj model je po karakteristikama bliži crnom tijelu, što je veći omjer površine šupljine i površine rupe (slika 1).

Spektralna karakteristika apsorpcije elektromagnetnih talasa od strane tijela je spektralni koeficijent apsorpcije a l je veličina određena omjerom fluksa zračenja koje tijelo apsorbira u malom spektralnom rasponu (od l do l + d l) na tok zračenja koja pada na njega u istom spektralnom opsegu:

. (10)

Emisione i apsorpcijske sposobnosti neprozirnog tijela su međusobno povezane. Odnos spektralne gustine energetske luminoznosti ravnotežnog zračenja tela i njegovog spektralnog koeficijenta apsorpcije ne zavisi od prirode tela; za sva tijela to je univerzalna funkcija valne dužine i temperature ( Kirchhoffov zakon ):

. (11)

Za apsolutno crno tijelo a l = 1. Dakle, iz Kirchhoffovog zakona slijedi da M e, l = , tj. Univerzalna Kirchhoffova funkcija predstavlja spektralnu gustinu energetske luminoznosti apsolutno crnog tijela.

Dakle, prema Kirchhoffovom zakonu, za sva tijela omjer spektralne gustine svjetlosnosti energije i spektralnog koeficijenta apsorpcije jednak je spektralnoj gustoći svjetlosnosti energije apsolutno crnog tijela pri istim vrijednostima T i l.

Iz Kirchhoffovog zakona slijedi da je spektralna gustoća energetske luminoznosti bilo kojeg tijela u bilo kojoj regiji spektra uvijek manja od spektralne gustoće energetske luminoznosti apsolutno crnog tijela (pri istim vrijednostima valne dužine i temperature) . Osim toga, iz ovog zakona proizlazi da ako tijelo na određenoj temperaturi ne apsorbira elektromagnetnih talasa u rasponu od l do l + d l, onda ih ne emituje u ovom rasponu dužine na datoj temperaturi.

Analitički oblik funkcije za apsolutno crno tijelo
je ustanovio Planck na osnovu kvantnih koncepata o prirodi zračenja:

(12)

Emisioni spektar potpuno crnog tijela ima karakterističan maksimum (slika 2), koji se s porastom temperature pomjera u područje kraće valne dužine (slika 3). Položaj maksimalne spektralne gustine energetske luminoznosti može se odrediti iz izraza (12) na uobičajen način, izjednačavanjem prvog izvoda sa nulom:

. (13)

Označavajući , dobijamo:

X – 5 ( – 1) = 0. (14)

Rice. 2 Fig. 3

Rješenje ove transcendentalne jednadžbe numerička metoda daje
X = 4, 965.

dakle,

, (15)

= = b 1 = 2.898 m K, (16)

Dakle, funkcija dostiže maksimum na valnoj dužini obrnuto proporcionalnoj termodinamičkoj temperaturi crnog tijela ( Bečki prvi zakon ).

Iz Bečkog zakona proizilazi da se pri niskim temperaturama emituju pretežno dugi (infracrveni) elektromagnetski talasi. Kako temperatura raste, udio zračenja u vidljivom dijelu spektra raste, a tijelo počinje da sija. Daljnjim povećanjem temperature povećava se svjetlina njegovog sjaja i mijenja se boja. Dakle, boja zračenja može poslužiti kao karakteristika temperature zračenja. Približna zavisnost boje sjaja tela od njegove temperature data je u tabeli. 1.

Tabela 1

Bečki prvi zakon se takođe naziva zakon o raseljavanju , čime se naglašava da se s povećanjem temperature maksimalna spektralna gustina energetske svjetlosti pomiče prema kraćim valnim dužinama.

Zamjenom formule (17) u izraz (12), lako je pokazati da je maksimalna vrijednost funkcije proporcionalna petom stepenu termodinamičke tjelesne temperature ( Bečki drugi zakon ):

Energetski luminozitet apsolutno crnog tijela može se naći iz izraza (12) jednostavnom integracijom po talasnoj dužini

(18)

gdje je redukovana Plankova konstanta,

Energetski sjaj apsolutno crnog tijela proporcionalan je četvrtom stepenu njegove termodinamičke temperature. Ova odredba se zove Stefan-Boltzmannov zakon , i koeficijent proporcionalnosti s = 5,67×10 -8 – Stefan–Boltzmannova konstanta.

Potpuno crno tijelo je idealizacija stvarnih tijela. Prava tijela emituju zračenje čiji spektar nije opisan Planckovom formulom. Njihov energetski sjaj, pored temperature, zavisi od prirode tela i stanja njegove površine. Ovi faktori se mogu uzeti u obzir ako se u formulu (19) uvede koeficijent koji pokazuje koliko je puta energetska luminoznost apsolutno crnog tijela na datoj temperaturi veća od energetske luminoznosti stvarnog tijela na istoj temperaturi

odakle , ili (21)

Za sva prava tela<1 и зависит как от природы тела и состояния его поверхности, так и от температуры. В частности, для вольфрамовых нитей электроламп накаливания зависимость от T ima oblik prikazan na sl. 4.

Na osnovu mjerenja energije zračenja i temperature električne peći Seebeck efekat, koji se sastoji u pojavi elektromotorne sile u električnom kolu koji se sastoji od nekoliko različitih vodiča, čiji kontakti imaju različite temperature.

Nastaju dva različita provodnika termoelement , a serijski spojeni termoparovi su termopar. Ako su kontakti (obično spojevi) vodiča na različitim temperaturama, tada u zatvorenom krugu uključujući termoelemente nastaje termoEMF čija je veličina jedinstveno određena temperaturnom razlikom između toplih i hladnih kontakata, brojem povezanih termoelemenata. u seriji i prirodi materijala provodnika.

Veličina termoEMF-a koji nastaje u krugu zbog energije zračenja koja upada na spojeve termičkog stupa mjeri se milivoltmetrom koji se nalazi na prednjoj ploči mjernog uređaja. Skala ovog uređaja je gradirana u milivoltima.

Temperatura crnog tijela (peći) mjeri se pomoću termoelektričnog termometra koji se sastoji od jednog termoelementa. Njegov EMF se mjeri milivoltmetrom, koji se također nalazi na prednjoj ploči mjernog uređaja i kalibriran u °C.

Bilješka. Milivoltmetar bilježi temperaturnu razliku između toplih i hladnih spojeva termoelementa, tako da za dobivanje temperature peći morate dodati sobnu temperaturu očitanju uređaja.

U ovom radu se mjeri termoEMF termoelementa čija je vrijednost proporcionalna energiji utrošenoj na zagrijavanje jednog od kontakata svakog termoelementa stuba, a samim tim i energetskoj luminoznosti (u jednakim vremenskim intervalima između mjerenja i područje konstantnog emitera):

Gdje b– koeficijent proporcionalnosti.

Izjednačavajući desne strane jednakosti (19) i (22), dobijamo:

s× T 4 =b×e,

Gdje With– konstantna vrijednost.

Istovremeno sa mjerenjem termoEMF termokolone mjeri se temperaturna razlika Δ t topli i hladni spojevi termoelementa koji se postavljaju u električnu peć i određuju temperaturu peći.

Koristeći eksperimentalno dobijene vrijednosti temperature potpuno crnog tijela (peći) i odgovarajuće termoEMF vrijednosti termokolone, odredite vrijednost koeficijenta proporcionalnu
sti With, koji bi trebao biti isti u svim eksperimentima. Zatim nacrtajte zavisnost c= f(T), koja bi trebala izgledati kao prava linija paralelna s temperaturnom osom.

Tako se u laboratorijskom radu utvrđuje priroda zavisnosti energetske svjetlosti apsolutno crnog tijela od njegove temperature, tj. Stefan-Boltzmannov zakon je verifikovan.

Prilikom prolaska kroz interfejse između medija, akustični talasi doživljavaju ne samo refleksiju i lom, već i transformaciju talasa jedne vrste u drugu. Razmotrimo najjednostavniji slučaj normalnog upada vala na granicu dva proširena medija (slika 3.1). U ovom slučaju nema transformacije talasa.

Razmotrimo energetske odnose između upadnih, reflektiranih i propuštenih valova. Karakteriziraju ih koeficijenti refleksije i prelamanja.

Amplitudni koeficijent refleksije Odnos amplituda reflektovanog i upadnog talasa naziva se:

Amplitudni koeficijent prenosa Odnos amplitude emitovanog i upadnog talasa naziva se:

Ovi koeficijenti se mogu odrediti poznavanjem akustičkih karakteristika medija. Kada talas padne iz sredine 1 u medij 2, koeficijent refleksije se određuje kao

, (3.3)

gdje su akustične impedanse medija 1 i 2, respektivno.

Kada talas padne iz sredine 1 u medij 2, koeficijent transmisije se označava i definiše kao

. (3.4)

Kada talas padne iz sredine 2 u medij 1, koeficijent transmisije se označava i definiše kao

. (3.5)

Iz formule (3.3) za koeficijent refleksije jasno je da što se akustične impedanse medija više razlikuju, to će se veći dio energije zvučnog talasa reflektirati od međuprostora između dva medija. Ovo određuje i mogućnost i efikasnost otkrivanja kršenja kontinuiteta materijala (uključivanja medija sa akustičnim otporom koji se razlikuje od otpornosti kontrolisanog materijala).

Upravo zbog razlika u koeficijentima refleksije inkluzije šljake se detektiraju mnogo lošije od defekata iste veličine, ali s punjenjem zraka. Refleksija od diskontinuiteta ispunjenog gasom približava se 100%, a za diskontinuitet ispunjen šljakom ovaj koeficijent je mnogo manji.

Kada val normalno pada na granicu dva proširena medija, odnos između amplituda upadnog, reflektiranog i propuštenog valova je

. (3.6)

Energija upadnog talasa u slučaju normalnog upada na granicu dva proširena medija raspoređuje se između reflektovanih i propuštenih talasa prema zakonu održanja.

Pored koeficijenata refleksije amplitude i transmisije, koriste se i koeficijenti refleksije intenziteta i transmisije.

Intenzitet refleksije je odnos intenziteta reflektovanog i upadnog talasa. Pri normalnoj incidenci talasa

, (3.7)

gdje je koeficijent refleksije pri padu iz medija 1 u medij 2;

– koeficijent refleksije pri padu sa sredine 2 na srednju 1.

Koeficijent prolaza po intenzitetu– odnos intenziteta emitovanog i upadnog talasa. Kada talas pada normalno

, (3.8)

gdje je koeficijent prijenosa pri padu iz sredine 1 u okruženje 2;

– koeficijent prenosa pri padu iz sredine 2 u okruženje 1.

Smjer upada talasa ne utiče na vrednosti koeficijenata refleksije i transmisije u intenzitetu. Zakon održanja energije u smislu koeficijenata refleksije i transmisije piše se na sljedeći način

Sa kosim upadom talasa na interfejs između medija, moguća je transformacija talasa jedne vrste u drugu. Procese refleksije i transmisije u ovom slučaju karakteriše nekoliko koeficijenata refleksije i transmisije u zavisnosti od vrste upadnih, reflektovanih i propuštenih talasa. Koeficijent refleksije u ovom obliku ima oznaku ( – indeks koji označava vrstu upadnog talasa, – indeks koji označava vrstu reflektovanog talasa). Mogu postojati slučajevi. Označava se koeficijent transmisije ( – indeks koji označava vrstu upadnog talasa, – indeks koji označava vrstu emitovanog talasa). Mogu postojati slučajevi , i .

Raspodjela struja i napona u dugoj liniji određena je ne samo parametrima valova, koji karakteriziraju vlastita svojstva linije i ne zavise od svojstava dijelova kola izvan linije, već i koeficijentom refleksije linije, koji zavisi od stepena usklađenosti linije sa opterećenjem.

Kompleksna refleksija dugačke linije je omjer kompleksnih efektivnih vrijednosti napona ili struja reflektiranih i upadnih valova u proizvoljnom dijelu linije:

Za utvrđivanje p(x) potrebno je pronaći stalne integracije A I A 2, koji se na početku može izraziti u strujama i naponima (x = 0) ili kraj (x =/) linije. Neka na kraju linije (vidi sliku 8.1) bude linijski napon

i 2 = u(l y t) = u(x, t) x =i, i njegovu struju i 2 = /(/, t) = i(x, t) x =[. Označavajući kompleksne efektivne vrijednosti ovih veličina kroz U 2 = 0(1) = U(x) x =i = i 2 i /2 = /(/) = I(x) x= i = i 2 i stavljanje u izraze (8.10), (8.11 ) x = I, dobijamo

Zamjenjujući formule (8.31) u relacije (8.30), izražavamo koeficijent refleksije u terminima struje i napona na kraju reda:

Gdje x" = I - x - udaljenost mjerena od kraja linije; p 2 = p(x)|, =/ = 0 neg (x)/0 pal (x) x =1 = 02 - Zj 2)/(U 2 + Zj 2) - koeficijent refleksije na kraju linije, čija je vrijednost određena samo odnosom između otpora opterećenja Z u = U 2 /i 2 i karakteristična impedancija linije Z B:

Kao i svaki kompleksni broj, refleksija linije može se predstaviti u eksponencijalnom obliku:

Analizirajući izraz (8.32), utvrđujemo da je modul koeficijenta refleksije

postepeno se povećava sa rastom X i dosega najveća vrijednost p max(x)= |r 2 | na kraju reda.

Izražavanje koeficijenta refleksije na početku linije p ^ kroz koeficijent refleksije na kraju linije p 2

nalazimo da je modul koeficijenta refleksije na početku linije e 2a1 puta manji od modula koeficijenta refleksije na njegovom kraju. Iz izraza (8.34), (8.35) proizilazi da modul koeficijenta refleksije homogene linije bez gubitaka ima istu vrijednost u svim presjecima linije.

Koristeći formule (8.31), (8.33), napon i struja u proizvoljnom dijelu linije mogu se izraziti u smislu napona ili struje i koeficijenta refleksije na kraju linije:

Izrazi (8.36) i (8.37) nam omogućavaju da razmotrimo distribuciju napona i struja u homogenom dugom vodu u nekim karakterističnim režimima njegovog rada.

Način rada putovanja. Način rada putovanja naziva se režim rada homogene linije u kojoj se u njoj širi samo upadni napon i strujni talas, tj. amplitude napona i struje reflektovanog talasa u svim delovima linije jednake su nuli. Očigledno je da je u režimu putujućeg talasa koeficijent refleksije linije p(r) = 0. Iz izraza (8.32) proizilazi da koeficijent refleksije p(.r) može biti jednak nuli bilo u liniji beskonačne dužine (kod 1=oo upadni val ne može doći do kraja linije i reflektirati se od njega), ili u liniji konačne dužine, čiji je otpor opterećenja odabran na način da je koeficijent refleksije na kraju linije p 2 = 0 Od ovih slučajeva, samo je drugi od praktičnog interesa, za čiju implementaciju, kako slijedi iz izraza (8.33), potrebno je da otpor linijskog opterećenja bude jednak karakterističnoj impedansi Z lt (takvo opterećenje se naziva ugovoren).

Uz pretpostavku da je p 2 = 0 u izrazima (8.36), (8.37), izražavamo kompleksne efektivne vrijednosti napona i struje u proizvoljnom presjeku linije u režimu putujućeg vala kroz kompleksne efektivne vrijednosti napona 0 2 i struja / 2 na kraju reda:

Koristeći izraz (8.38), nalazimo kompleksne efektivne vrijednosti napona i struje na početku linije:

Zamjenjujući jednakost (8.39) u relacije (8.38), izražavamo napon i struju u proizvoljnom presjeku linije u načinu putujućeg vala kroz napon i struju na početku linije:

Predstavimo napon i struju na početku linije u eksponencijalnom obliku: Ui = G/ 1 e;h D = Pređimo sa kompleksnih efektivnih vrijednosti napona i struje na trenutne:

Kao što slijedi iz izraza (8.41), u režimu rada, amplitude napona i struje u liniji sa gubicima(a > 0) opadati eksponencijalno s povećanjem x, i to u liniji bez gubitka(a = 0) zadržati istu vrijednost u svim dijelovima linije(Sl. 8.3).

Početne faze napona y (/) - r.g i struje v|/ (| - r.g u režimu putujućeg talasa menjaju se duž linije prema linearnom zakonu, a fazni pomak između napona i struje u svim presecima linije ima istu vrijednost i|/ M - y,y

Ulazna impedansa linije u modu putujućeg talasa jednaka je karakterističnoj impedanciji linije i ne zavisi od njene dužine:

U liniji bez gubitaka, valna impedansa je čisto otporne prirode (8.28), dakle, u modusu putujućeg talasa, fazni pomak između napona i struje u svim dijelovima linije bez gubitaka je nula(y;

Trenutna snaga koju troši dio linije bez gubitaka smješten desno od proizvoljnog dijela X(vidi sliku 8.1), jednak proizvodu trenutnih vrijednosti napona i struje u poprečnom presjeku X.

Rice. 83.

Iz izraza (8.42) slijedi da trenutna snaga koju troši proizvoljni dio linije bez gubitaka u modu putujućeg vala ne može biti negativna, dakle, U režimu rada, energija se prenosi u liniji samo u jednom smjeru - od izvora energije do opterećenja.

Ne postoji razmjena energije između izvora i opterećenja u režimu putujućeg vala i sva energija koju prenosi upadni val troši opterećenje.

Način stajaćeg talasa. Ako impedansa opterećenja dotične linije nije jednaka karakterističnoj impedanciji, onda samo dio energije koju upadni val prenosi do kraja linije troši opterećenje. Preostala energija se reflektuje od opterećenja i vraća se izvoru kao reflektovani talas. Ako je modul koeficijenta refleksije linije |p(.r)| = 1, tj. amplitude reflektovanih i upadnih talasa na svim presecima linije su iste, tada se u liniji uspostavlja specifičan režim tzv. režim stojećeg talasa. Prema izrazu (8.34), modul koeficijenta refleksije | r(lg)| = 1 samo ako je modul koeficijenta refleksije na kraju linije |p 2 | = 1, a koeficijent slabljenja linije a = 0. Analizirajući izraz (8.33), možemo potvrditi da je |p 2 | = 1 samo u tri slučaja: kada je otpor opterećenja ili nula ili beskonačan, ili je čisto reaktivan.

dakle, Način stajaćeg vala može se uspostaviti samo u liniji bez gubitaka zbog kratkog spoja ili otvorenog kruga na izlazu, i, ako je otpor opterećenja na linijskom izlazu čisto reaktivan.

Ako postoji kratki spoj na izlazu linije, koeficijent refleksije na kraju linije je p 2 = -1. U ovom slučaju, naponi upadnog i reflektovanog talasa na kraju linije imaju iste amplitude, ali su pomereni u fazi za 180°, pa je trenutna vrednost napona na izlazu identično jednaka nuli. Zamjenom p 2 = - 1, y = ur, Z B = /?„ u izraze (8.36), (8.37), nalazimo kompleksne efektivne vrijednosti mrežnog napona i struje:

Pod pretpostavkom da je početna faza struje /? na linijskom izlazu je nula, i kreće se od kompleksnih efektivnih vrijednosti napona i struja do trenutnih

Ustanovljavamo da se tokom kratkog spoja na izlazu linije amplitude napona i struje mijenjaju duž linije prema periodičnom zakonu

uzimajući maksimalne vrijednosti u pojedinačnim tačkama linije Um provjeriti = V2 ja sam max = V2 /2 i nestaje u nekim drugim tačkama (slika 8.4).

Očigledno je da su u onim tačkama linije u kojima je amplituda napona (struje) jednaka nuli, trenutne vrijednosti napona (struje) identično su jednake nuli. Takve tačke se nazivaju naponski (strujni) čvorovi.

Zovu se karakteristične tačke u kojima amplituda napona (struje) poprima svoju maksimalnu vrijednost naponske (strujne) antinode. Kao što je očigledno iz Sl. 8.4, naponski čvorovi odgovaraju strujnim antičvorovima i, obrnuto, strujni čvorovi odgovaraju naponskim antičvorovima.

Rice. 8.4. Distribucija amplitude napona(A) i struja(b) duž linije u režimu kratkog spoja

Rice. 8.5. Distribucija trenutnih vrijednosti napona (A) i struja (b) duž linije u režimu kratkog spoja

Distribucija trenutnih vrijednosti napona i struje duž linije (slika 8.5) podliježe sinusoidnom ili kosinusnom zakonu, međutim, s vremenom koordinate tačaka koje imaju istu fazu ostaju nepromijenjene, tj. čini se da talasi napona i struje „miruju“. Zbog toga je i nazvan ovaj način rada linije režim stojećeg talasa.

Koordinate naponskih čvorova određuju se iz uslova sin rh/, = 0, iz čega

Gdje To= 0, 1,2,..., a koordinate naponskih antičvorova su iz uslova cos r.g" (= 0, odakle

Gdje P = 0, 1,2,...

U praksi je zgodno brojati koordinate čvorova i antičvorova s ​​kraja linije u dijelovima valne dužine X. Zamjenom relacije (8.21) u izraze (8.43), (8.44) dobijamo x"k = kX/ 2, x"„ = (2 n + 1)X/4.

Dakle, antičvorovi napona (struje) i napona (struje) se izmjenjuju u intervalu X/4, a udaljenost između susjednih čvorova (ili antičvorova) je X/2.

Analizirajući izraze za napon i struju upadnog i reflektovanog talasa, lako je proveriti da naponski antičvorovi nastaju u onim delovima linije u kojima se naponi upadnog i reflektovanog talasa poklapaju u fazi i, stoga, zbrajaju, a čvorovi su locirani u odsjecima gdje su naponi upadnog i reflektiranog valova van faze i stoga se oduzimaju. Trenutna snaga koju troši proizvoljni dio linije mijenja se tokom vremena prema harmonijskom zakonu

stoga je aktivna snaga koju troši ovaj dio linije nula.

dakle, u režimu stajaće volje, energija se ne prenosi duž linije i na svakom delu linije dolazi samo do razmene energije između električnog i magnetnog polja.

Slično, nalazimo da je u režimu praznog hoda (p2 = 1) distribucija amplituda napona (struje) duž linije bez gubitaka (slika 8.6)

ima isti karakter kao distribucija amplituda struje (napona) u režimu kratkog spoja (vidi sliku 8.4).

Zamislite liniju bez gubitaka čiji je otpor izlaznog opterećenja isključivo reaktivan:

Rice. 8.6. Distribucija amplitude napona (A) i struja (b) duž linije u praznom hodu

Zamjenom formule (8.45) u izraz (8.33) dobijamo

Iz izraza (8.46) slijedi da je kod čisto reaktivnog opterećenja modul koeficijenta refleksije na linijskom izlazu |p 2 | = 1, a vrijednosti argumenta p p2 na konačnim vrijednostima x n leže između 0 i ±l.

Koristeći izraze (8.36), (8.37) i (8.46), nalazimo kompleksne efektivne vrijednosti mrežnog napona i struje:

gdje je φ = arktan(/? B /x„). Iz izraza (8.47) slijedi da amplitude napona i struje variraju duž linije prema periodičnom zakonu:

i koordinate naponskih čvorova (trenutnih antičvorova) x"k = (2k + 1)7/4 + 1u Gdje 1 = f7/(2tg); k= 0, 1, 2, 3,..., i koordinate naponskih antičvorova (trenutnih čvorova) X"" = PC/2 + 1, Gdje P = 0, 1,2,3,...

Raspodjela amplituda napona i struje sa čisto reaktivnim opterećenjem općenito ima isti karakter kao u režimu mirovanja ili kratkog spoja na izlazu (slika 8.7), a svi čvorovi i svi antičvorovi su pomjereni za iznos 1 L tako da na kraju linije nema ni čvora ni antičvora struje ili napona.

Sa kapacitivnim opterećenjem -k/A 0, tako da će se prvi naponski čvor nalaziti na manjoj udaljenosti k/A od kraja linije (slika 8.7, A); sa induktivnim opterećenjem 0 t k/A prvi čvor će se nalaziti na udaljenosti većoj od 7/4, ali manjoj To/2 od kraja linije (Sl. 8.7, b).

Režim mješovitih valova. Režimi putujućeg i stojećeg talasa predstavljaju dva granična slučaja, u jednom od kojih je amplituda reflektovanog talasa u svim delovima linije jednaka nuli, au drugom amplituda upadnog i reflektovanog talasa u svim presecima linije. linije su iste. u os-

Rice. 8.7. Distribucija amplituda napona duž linije sa kapacitivnim(A) i induktivni

U drugim slučajevima, u liniji se javlja mješoviti valni režim, koji se može smatrati superpozicijom režima putujućeg i stojećeg talasa. U režimu mešovitog talasa, energija koju upadni talas prenosi do kraja linije delimično apsorbuje opterećenje i delimično se odbija od njega, tako da je amplituda reflektovanog talasa veća od nule, ali manja od amplitude talasa. incidentni talas.

Kao iu režimu stojećeg talasa, raspodela amplituda napona i struje u režimu mešovitog talasa (slika 8.8)

Rice. 8.8. Distribucija amplitude napona (A ) i struja(b) duž linije u mješovitom talasnom modu sa čisto otpornim opterećenjem(R„ > RH)

ima jasno definisane maksimume i minimume, koji se ponavljaju X/2. Međutim, amplitude struje i napona na minimumima nisu nula.

Što se manje energije odbija od opterećenja, tj. što je veći stepen usklađenosti voda sa opterećenjem, to su maksimalni i minimalni napon i struja manje izraženi, stoga se omjeri između minimalne i maksimalne vrijednosti amplituda napona i struje mogu koristiti za procjenu stepena usklađivanja linije sa opterećenjem. Naziva se vrijednost jednaka omjeru minimalne i maksimalne vrijednosti amplitude napona ili struje koeficijent putujućeg talasa(KBV)

BPV može varirati od 0 do 1, i, što je više K()U, to je način rada linije bliži režimu rada.

Očigledno je da u tačkama na liniji u kojima dostiže amplituda napona (struje). maksimalna vrijednost, naponi (struje) upadnih i reflektovanih talasa su u fazi, a tamo gde amplituda napona (struje) ima minimalnu vrednost, naponi (struje) upadnih i reflektovanih talasa su u antifazi. dakle,

Zamjenjujući izraz (8.49) u relacije (8.48) i uzimajući u obzir da je omjer amplitude napona reflektiranog vala i amplitude napona upadnog vala modul koeficijenta refleksije linije | p(lr)|, uspostavljamo vezu između koeficijenta putujućeg talasa i koeficijenta refleksije:

U liniji bez gubitaka, modul koeficijenta refleksije u bilo kojem dijelu linije jednak je modulu koeficijenta refleksije na kraju linije, stoga koeficijent putujućeg vala u svim dijelovima linije ima istu vrijednost: Ks>=

= (1-yUO+y).

U liniji sa gubicima, modul koeficijenta refleksije se mijenja duž linije, dostižući najveću vrijednost u tački refleksije (na X= /). S tim u vezi, u liniji sa gubicima, koeficijent putujućeg vala se mijenja duž linije, poprimajući minimalnu vrijednost na njenom kraju.

Uz KBV, za procjenu stepena koordinacije linije sa opterećenjem, široko se koristi njegova recipročna količina - odnos stojećih talasa(SWR):

U režimu putujućeg talasa K c = 1, iu režimu stojećeg talasa K c-? oo.

GOST R 56709-2015

NACIONALNI STANDARD RUSKOG FEDERACIJE

ZGRADE I KONSTRUKCIJE

Metode mjerenja koeficijenata refleksije svjetlosti na površinama prostorija i fasada

Zgrade i strukture. Metode mjerenja refleksije prostorija i fasadnih površina

Datum uvođenja 2016-05-01

Predgovor

1 RAZVIJENA od strane savezne vlade budžetska institucija„Istraživački institut za građevinsku fiziku Ruska akademija arhitekture i građevinske nauke" ("NIISF RAASN") uz učešće Društva sa ograničenom odgovornošću "CERES-EXPERT" (doo "CERES-EXPERT")

2 UVODIO Tehnički komitet za standardizaciju TC 465 "Građevinarstvo"

3 ODOBRENO I STUPIO NA SNAGU Naredbom Federalne agencije za tehničku regulaciju i metrologiju od 13.11.2015. godine N 1793-st.

4 PREDSTAVLJENO PRVI PUT


Pravila za primjenu ovog standarda utvrđena su u GOST R 1.0-2012 (Odjeljak 8). Podaci o izmjenama ovog standarda objavljuju se u godišnjem (od 1. januara tekuće godine) informativnom indeksu "Nacionalni standardi", a zvanični tekst izmjena i dopuna objavljuje se u mjesečnom informativnom indeksu "Nacionalni standardi". U slučaju revizije (zamjene) ili ukidanja ovog standarda, odgovarajuće obavještenje će biti objavljeno u sljedećem broju mjesečnog informativnog indeksa "Nacionalni standardi". Relevantne informacije, obavještenja i tekstovi također se objavljuju informacioni sistem za opću upotrebu - na službenoj web stranici Federalne agencije za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo na Internetu (www.gost.ru)

1 područje upotrebe

1 područje upotrebe

Ovaj standard utvrđuje metode za mjerenje integralnih, difuznih i zrcalnih koeficijenata refleksije svjetlosti od materijala koji se koriste za završnu obradu prostorija i fasada zgrada i objekata.

Koeficijenti refleksije svjetlosti koriste se u proračunima reflektirane komponente pri projektovanju prirodnog i vještačkog osvjetljenja zgrada i objekata (SP 52.13330.2011 i).

2 Normativne reference

Ovaj standard sadrži reference na sljedeće standarde:

GOST 8.023-2014 Državni sistem obezbeđivanje ujednačenosti merenja. Šema verifikacije stanja za sredstva za merenje svetlosnih količina kontinuiranog i impulsnog zračenja

GOST 8.332-2013 Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Mjerenje svjetlosti. Vrijednosti relativne spektralne svjetlosne efikasnosti monokromatskog zračenja za dnevni vid. Opće odredbe

GOST 26824-2010 Zgrade i konstrukcije. Metode mjerenja svjetline

SP 52.13330.2011 SNiP 23-05-95* "Prirodna i umjetna rasvjeta"

Napomena - Prilikom korišćenja ovog standarda, preporučljivo je provjeriti valjanost referentnih standarda u sistemu javnog informisanja - na službenoj web stranici Federalne agencije za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo na Internetu ili korištenjem godišnjeg indeksa informacija "Nacionalni standardi" , koji je objavljen od 1. januara tekuće godine, te o izdanjima mjesečnog informativnog indeksa "Nacionalni standardi" za tekuću godinu. Ako se referentni standard na koji je data referenca bez datuma zamijeni, preporučuje se da se koristi trenutna verzija tog standarda, uzimajući u obzir sve promjene u njemu. ovu verziju promjene. Ako se zamijeni datirani referentni standard, preporučuje se korištenje verzije tog standarda s godinom odobrenja (usvajanja) koja je gore navedena. Ako se, nakon odobrenja ovog standarda, izvrši promjena referentnog standarda na koji je data referenca koja utiče na odredbu na koju se poziva, preporučuje se da se ta odredba primjenjuje bez obzira na tu promjenu. Ako se referentni standard ukine bez zamjene, tada se preporučuje primjena odredbe u kojoj se navodi referenca na dio koji ne utiče na ovu referencu.

Kada koristite ovaj standard, preporučljivo je provjeriti valjanost referentnog skupa pravila u Federalnom informacionom fondu tehničkih propisa i standarda.

3 Termini i definicije

Ovaj standard koristi termine prema GOST 26824, kao i sljedeće termine sa odgovarajućim definicijama, uzimajući u obzir postojeće međunarodnoj praksi *:
________________
* Vidi odjeljak Bibliografija. - Napomena proizvođača baze podataka.

3.1 refleksija svjetlosti: Proces u kojem se vidljivo zračenje vraća na površinu ili medij bez promjene frekvencije njegovih monokromatskih komponenti.

3.2 integrisani koeficijent refleksije svetlosti , %: Omjer reflektiranog svjetlosnog toka i upadnog svjetlosnog toka, izračunat po formuli

gdje je ukupni svjetlosni tok reflektiran od površine uzorka;

- svjetlosni tok koji pada na površinu uzorka;

S- relativna spektralna raspodjela snage upadnog zračenja standardnog izvora svjetlosti;

- ukupna spektralna refleksija površine uzorka;

V- relativna spektralna svjetlosna efikasnost monohromatskog zračenja V sa talasnom dužinom.

3.3 koeficijent refleksije difuzne svjetlosti , %: Udio difuzne refleksije svjetlosnog toka od površine uzorka, izračunat po formuli

gdje je difuzna refleksija svjetlosnog toka.

3.4 koeficijent usmjerene (spekularne) refleksije svjetlosti , %: Refleksija u skladu sa zakonima zrcalne refleksije bez difuzije, izražena kao omjer regularne refleksije dijela reflektiranog svjetlosnog toka i upadnog toka, izračunata po formuli

gdje je reflektirani tok svjetlosti.

4 Zahtjevi za mjerne instrumente

4.1 Za mjerenje svjetlosnog toka treba koristiti pretvarače zračenja koji imaju dopuštenu granicu relativne greške ne veću od 10%, uzimajući u obzir grešku spektralne korekcije, definiranu kao odstupanje relativne spektralne osjetljivosti mjernog pretvarača zračenja od relativna spektralna svjetlosna efikasnost monohromatskog zračenja za dnevni vid V prema GOST 8.332, greške kalibracije apsolutne osjetljivosti i greške uzrokovane nelinearnošću svjetlosne karakteristike.

4.2 Kao izvor svjetlosti za mjerenja, trebali biste koristiti izvor poput A.

Napon napajanja lampe mora biti stabiliziran unutar 1/1000.

4.3 Fotometar, čiji dizajn mora biti u skladu sa mjernim šemama datim u odjeljcima 6-8, mora zadovoljiti sljedeće zahtjeve:

4.3.1 Optički sistem mora osigurati paralelnost svjetlosnog snopa, ugao divergencije (konvergencije) nije veći od 1°.

4.3.2 Nakon prolaska svjetlosnog toka nakon odbijanja od uzorka materijala, svjetlosni zraci moraju pasti na fotodetektor sa odstupanjem od datog smjera za najviše 2°.

4.3.3 Prilikom određivanja koeficijenta usmjerene refleksije svjetlosti, upadnog ugla svjetlosnog snopa jednaka uglu refleksije sa apsolutnom greškom od ±1°.

4.3.4 Ugao upada svetlosnog snopa na fotoosetljivu površinu fotodetektora mora biti konstantan u svim fazama merenja, osim ako se ne koristi integrišuća sfera (Taylor lopta).

4.3.5 Prilikom ispitivanja uzoraka dozvoljena je upotreba drugih instrumenata koji daju rezultate mjerenja refleksije svjetlosti koristeći sertifikovane referentne uzorke sa određenom greškom.

Ako se kao mjerni instrument koristi monohromator ili spektrofotometar, koeficijent refleksije se određuje pomoću formula (1), (2) ili (3).

5 Zahtjevi za uzorke

5.1 Ispitivanja se provode na uzorcima upotrijebljenih materijala. Dimenzije uzoraka utvrđuju se u skladu sa uputstvima za upotrebu mjernog instrumenta koji se koristi.

5.2 Površina uzoraka mora biti ravna.

5.3 Procedura odabira i broj uzoraka utvrđeni su regulatornim dokumentima za proizvode određene vrste.

6 Mjerenje integrirane refleksije svjetlosti

Integrirana refleksija svjetlosti se mjeri pomoću integrirajuće sfere, koja je šuplja kugla sa premazom unutrašnja površina, koji ima veliki koeficijent difuzne refleksije. Ima rupa u sferi.

Šematski dijagram za mjerenje integralne i difuzne refleksije svjetlosti, koji odgovara *, prikazan je na slici 1.
________________
* Vidite odeljak Bibliografija, u daljem tekstu. - Napomena proizvođača baze podataka.

1 - uzorak; 2 - standardni priključak za kalibraciju; 3 - ulazni svjetlosni priključak; 4 - fotometar; 5 - ekran; d- prečnik otvora za postavljanje uzorka koji se meri (0,1 D); d- prečnik rupe za kalibraciju ( d= d); d- prečnik otvora za ulazni svetlosni tok (0,1 D); d- prečnik otvora za izlaz reflektovanog snopa ( d= 0,02D); D- unutrašnji prečnik kugle; - upadni ugao dolaznog zraka (10°)

Slika 1 - Šematski dijagram mjerenja integralne i difuzne refleksije svjetlosti

Prilikom mjerenja integralnog koeficijenta refleksije, rupa za izlaz zrcalno reflektovanog snopa promjera d nedostaje ili je prekriven utikačem.

7 Mjerenje difuzne refleksije svjetlosti

Difuzna refleksija svjetlosti se mjeri prema šemi prikazanoj na slici 1.

U ovom slučaju, sfera mora imati rupu za izlaz reflektiranog snopa promjera d.

Standardna veličina izlaznog otvora trebala bi biti 0,02 D.

8 Mjerenje usmjerene (zrcalne) refleksije svjetlosti

Usmjerena (spekularna) refleksija svjetlosti na površini mjeri se osvjetljavanjem površine paralelnim ili kolimiranim snopom svjetlosti koji pada na osvijetljenu površinu pod uglom. Šematski dijagram za mjerenje koeficijenta zrcalne refleksije koji odgovara prikazan je na slici 2.

9 Metode mjerenja

9.1 Apsolutna metoda

9.1.1 Suština metode je da se odredi omjer vrijednosti jačine struje fotodetektora kada svjetlosni tok reflektiran od ispitnog uzorka udari u njega, do vrijednosti jačine struje kada svjetlosni tok udari direktno u njega. fotodetektor.

9.1.2 Postupak ispitivanja

9.1.2.1 Svjetlosni snop iz izvora svjetlosti usmjeren je na fotodetektor.

1 - kolimirajuća sočiva; 2 - kolektorsko sočivo, čija se dijafragma nalazi pod uglom; 3 - izvor svjetlosti; 4 - kolektorska dijafragma fotodetektora; 5 - površina uzorka koji se mjeri; 6 - fotodetektor; - upadni ugao svetlosnog toka; - ugao otvora dijafragme

Slika 2 - Šematski dijagram mjerenja koeficijenta zrcalne refleksije

9.1.2.2 Izmjerite struju fotodetektora i.

9.1.2.3 Odredite mjernu ravninu.

9.1.2.4 Oprema se postavlja u skladu sa optičkim dijagramom prikazanim na slici 1 ili 2, u zavisnosti od indikatora koji se meri.

9.1.2.5 Ispitni uzorak se postavlja u ravninu mjerenja.

9.1.2.6 Izmjerite struju fotodetektora i.

9.1.3 Obrada rezultata.

9.1.3.1 Koeficijent refleksije svjetlosti određuje se formulom

gdje je jačina struje fotodetektora sa uzorkom koji se proučava, A.

- jačina struje fotodetektora bez uzorka, A.

9.1.3.2 Relativna greška mjerenja određena je formulom

- apsolutna greška u mjerenju jačine struje fotodetektora (apsolutna greška fotometra) bez uzorka.

9.2 Relativna metoda

9.2.1 Suština metode je da se odredi omjer jačine struje fotodetektora kada ga udari svjetlosni tok reflektiran od ispitnog uzorka, prema trenutnoj jačini fotodetektora kada ga udari svjetlosnim tokom reflektiranim od uzorak koji ima potvrđenu vrijednost koeficijenta refleksije svjetlosti, uzimajući u obzir ovaj koeficijent.

9.2.2 Procedura ispitivanja

9.2.2.1 Odredite mjernu ravninu.

9.2.2.2 Oprema se postavlja u skladu sa optičkim dijagramom prikazanim na slici 1 ili 2, u zavisnosti od indikatora koji se meri.

9.2.2.3 Uzorak sa certificiranom refleksijom svjetlosti (referentni uzorak) postavlja se u ravninu mjerenja.

9.2.2.4 Izmjerite struju fotodetektora i.

9.2.2.5 Ispitni uzorak se postavlja u ravninu mjerenja.

9.2.2.6 Izmjerite struju fotodetektora i.

9.2.3 Obrada rezultata

9.2.3.1 Koeficijent refleksije svjetlosti određuje se formulom

gdje je certificirana refleksija svjetlosti referentnog uzorka;

- jačina struje fotodetektora sa ispitivanim uzorkom, A;

- jačina struje fotodetektora sa referentnim uzorkom, A.

9.2.3.2 Relativna greška mjerenja određena je formulom

gdje je apsolutna greška u određivanju refleksije svjetlosti;

- apsolutna greška u mjerenju jačine struje fotodetektora (apsolutna greška fotometra) sa uzorkom koji se proučava;

- apsolutna greška u mjerenju jačine struje fotodetektora (apsolutna greška fotometra) sa referentnim uzorkom;

- apsolutna greška certificirane refleksije svjetlosti referentnog uzorka.

Napomena - Ustanovljena greška fotometra može se uzeti kao relativna greška merenja (9.1.3.2 i 9.2.3.2).

Bibliografija

		Skup pravila za projektovanje i izgradnju "Prirodna rasvjeta stambenih i javnih zgrada."
	EN 12665:2011*	Svetlo i osvetljenje. Osnovni pojmovi i kriteriji za specifikaciju zahtjeva za rasvjetom (EN 12665:2011 Svjetlo i rasvjeta - Osnovni pojmovi i kriteriji za određivanje zahtjeva za rasvjetom)
________________ * Pristup međunarodnim i stranim dokumentima navedenim u tekstu možete dobiti kontaktiranjem korisničke podrške. - Napomena proizvođača baze podataka.
		Svojstva reflektirajućih površina svjetiljki. Metode određivanja (EN 16268:2013 Performanse reflektirajućih površina za svjetiljke)

UDK 721:535.241.46:006.354	OKS 91.040
Ključne reči: refleksija, osvetljenje, prirodno osvetljenje, veštačko osvetljenje

Tekst elektronskog dokumenta
pripremio Kodeks dd i verificirao prema:
službena publikacija
M.: Standardform, 2016

Koeficijent refleksije- bezdimenzionalna fizička veličina koja karakteriše sposobnost tela da reflektuje zračenje koje pada na njega. Grčki se koristi kao oznaka slova $\backslash rho$ ili latinski $R$ .

Definicije

Kvantitativno, koeficijent refleksije jednak je omjeru fluksa zračenja koje tijelo odbija prema fluksu koji pada na tijelo:

$\backslash rho\; =\; \backslash frac(\backslash Phi)(\backslash Phi\_0).$

Zbir koeficijenta refleksije i koeficijenata apsorpcije, transmisije i raspršenja jednak je jedinici. Ova izjava proizilazi iz zakona održanja energije.

U slučajevima kada je spektar upadnog zračenja toliko uzak da se može smatrati monohromatskim, govorimo o monohromatski koeficijent refleksije. Ako je spektar zračenja upadnog na tijelo širok, tada se ponekad naziva odgovarajući koeficijent refleksije integral.

Općenito, vrijednost refleksije tijela ovisi kako od svojstava samog tijela tako i od upadnog ugla, spektralnog sastava i polarizacije zračenja. Zbog ovisnosti refleksije površine tijela o talasnoj dužini svjetlosti koja pada na njega, tijelo se vizualno percipira kao obojeno u jednu ili drugu boju.

Koeficijent spekularne refleksije $\backslash rho\_r~(R\_r)$

Karakterizira sposobnost tijela da odražava zračenje koje na njih pada. Kvantitativno određen omjerom reflektiranog fluksa zračenja $\backslash Phi\_r$ do potoka koji pada:

$\backslash rho\_r=\backslash frac(\backslash Phi\_r)(\backslash Phi\_0).$

Spekularna (usmjerena) refleksija se javlja u slučajevima kada zračenje pada na površinu čije su nepravilnosti znatno manje od valne dužine zračenja.

Difuzna refleksija $\backslash rho\_d~(R\_d)$

Karakterizira sposobnost tijela da difuzno reflektiraju zračenje koje pada na njih. Kvantitativno određen omjerom fluksa difuzno reflektiranog zračenja $\backslash Phi\_d$ do potoka koji pada:

$\backslash rho\_d=\backslash frac(\backslash Phi\_d)(\backslash Phi\_0).$

Ako se i zrcalna i difuzna refleksija javljaju istovremeno, onda je refleksija $\backslash rho$ je zbir koeficijenata ogledala $\backslash rho\_r$ i difuzno $\backslash rho\_d$ refleksije:

$\backslash rho=\backslash rho\_r+\backslash rho\_d.$

vidi takođe

Napišite recenziju o članku "Refleksija (optika)"

Bilješke

Izvod koji karakterizira refleksiju (optika)

- Oh, Natasha! - ona je rekla.
– Jeste li vidjeli? Jeste li vidjeli? sta ste videli? – vrisnula je Nataša, podižući ogledalo.
Sonya ništa nije videla, samo je htela da trepne očima i ustane kada je čula Natašin glas kako kaže „definitivno“... Nije htela da prevari ni Dunjašu ni Natašu, a bilo je teško sedeti. Ni sama nije znala kako i zašto joj se oteo plač kada je rukom pokrila oči.
– Jeste li ga vidjeli? – upitala je Nataša hvatajući je za ruku.
- Da. Čekaj... ja... videla sam ga”, rekla je Sonja nehotice, još ne znajući na koga je Nataša mislila pod rečju “on”: njega - Nikolaja ili njega - Andreja.
„Ali zašto ne bih rekao šta sam video? Uostalom, drugi vide! I ko može da me osudi za ono što sam video ili nisam video? proletjelo kroz Sonjinu glavu.
“Da, vidjela sam ga”, rekla je.
- Kako? Kako? Da li stoji ili leži?
- Ne, video sam... Onda nije bilo ništa, odjednom vidim da laže.
– Andrej leži? On je bolestan? – upitala je Nataša gledajući drugaricu uplašenim, zaustavljenim očima.
- Ne, naprotiv, - naprotiv, vedro lice, i okrenuo se prema meni - i u tom trenutku dok je govorila, učinilo joj se da vidi šta govori.
- Pa, onda, Sonja?...
– Nisam primetio nešto plavo i crveno ovde...
- Sonya! kada ce se vratiti? Kad ga vidim! Bože moj, kako se bojim i za njega i za sebe, i za sve čega se bojim...” progovori Nataša i ne odgovorivši ni riječi na Sonjinu utjehu, otiđe u krevet i dugo nakon što je svijeća ugašena , otvorenih očiju, nepomično je ležala na krevetu i gledala ledenu mjesečinu kroz zaleđene prozore.

Ubrzo nakon Božića, Nikolaj je svojoj majci objavio svoju ljubav prema Sonji i čvrstu odluku da je oženi. Grofica, koja je odavno primetila šta se dešava između Sonje i Nikolaja i očekivala ovo objašnjenje, ćutke je slušala njegove reči i rekla svom sinu da se može oženiti s kim hoće; ali da mu ni ona ni njegov otac ne bi dali svoj blagoslov za takav brak. Nikolaj je prvi put osetio da je majka nezadovoljna njime, da mu, uprkos svoj ljubavi prema njemu, neće popustiti. Ona je, hladno i ne gledajući sina, poslala po muža; a kada je stigao, grofica je htela da mu kratko i hladno kaže šta je bilo u prisustvu Nikolaja, ali nije mogla da odoli: isplakala je suze od frustracije i izašla iz sobe. Stari grof je počeo neodlučno opominjati Nikolu i moliti ga da odustane od svoje namjere. Nikola je odgovorio da ne može da promeni reč, a otac je, uzdahnuvši i očigledno posramljen, vrlo brzo prekinuo govor i otišao do grofice. U svim svojim sukobima sa sinom, grof nikada nije ostao pri svijesti o svojoj krivici prema njemu za slom poslova, pa se nije mogao ljutiti na sina što je odbio oženiti bogatu nevjestu i što je izabrao Sonju bez miraza. - samo se u ovom slučaju jasnije prisjetio šta bi, da se stvari ne uzrujavaju, bilo nemoguće poželjeti bolju ženu za Nikolaja od Sonje; i da su za nered stvari krivi samo on i njegova Mitenka i njegove neodoljive navike.