OPTIKA Dr. Seres István
Segédmennyiségek: Síkszög: ívhossz/sugár Kör középponti szöge: 2 (radián) Térszög: terület/sugár a négyzeten sr A 2 r (szteradián = sr) i r Gömb középponti térszöge: 4 (szteradián) r i Seres István 2 http://fft.szie.hu
Segédmennyiségek: Egy da elemi felülethez tartozó térszög: da cos d 2 r da r d da cos Seres István 3 http://fft.szie.hu
Áttekintés: Radiometriai mennyiség Egység i mennyiség Egység Sugárzott teljesítmény (Φ e ) W Fényáram (Φ v ) lm Sugárerősség (I e ) W sr -1 Fényerősség (I v ) cd Besugárzott felületi teljesítmény (E e ) (teljesítmény sűrűség) W m -2 Megvilágítás (E v ) lx Sugársűrűség (L e ) W m -2 sr -1 Fénysűrűség (L v ) cd m-2 Seres István 4 http://fft.szie.hu
Fényáram (fényteljesítmény) Emberi szem érzékenységi maximum: 555 nm Energia: 1 watt Fényáram: 683 lumen Maximális spektrális fényhasznosítás K m 683 lumen watt Szem spektrális érzékenysége (láthatósági függvény) Seres István 5 http://fft.szie.hu
Fényáram (fényteljesítmény) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 láthatósági függvény 0 350 450 550 650 750 hullámhossz (nm) Seres István 6 http://fft.szie.hu (nm) V 480 0.139 490 0.208 500 0.323 510 0.503 520 0.71 530 0.862 540 0.954 550 0.995 555 1 560 0.995 570 0.952 580 0.87 590 0.757 600 0.631 610 0.503 620 0.381 630 0.265 640 0.175
Fényáram (fényteljesítmény) Időegység alatt kibocsátott energia: e Km dw lm /lume n/ dt 2 1 e V ( ) d : sugárzott _ spektrális _ teljesítmény V ( ) : láthatósági _ függvény Km: max imális _ spektrális _ fényhasznosítás,(683lm W 1 ) Seres István 7 http://fft.szie.hu
Fényáram (fényteljesítmény) Időegység alatt kibocsátott energia: lm /lume n/ Seres István 8 http://fft.szie.hu
Fényerősség I I d d lumen szteradián Ahol: d a fényáram d a térszög cd candella A kandela annak az 540 THz (λ = ~555 nm) frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó fényforrásnak adott irányban kibocsátott fényerőssége, amelynek sugárerőssége ebben az irányban 1/683 W/Sr Seres István 9 http://fft.szie.hu
Megvilágítás: felületegységre eső fényáram E d da E lx /lux/ Seres István 10 http://fft.szie.hu
Fénysűrűség Egységnyi térszögre eső megvilágítás L E L cd m 2 Seres István 11 http://fft.szie.hu
Fénysűrűség Seres István 12 http://fft.szie.hu
Fényhasznosítás P lm W lumen watt Seres István 13 http://fft.szie.hu
Fotométerek Megvilágításmérőkkel kapcsolatos alapvető követelmények 1. Érzékelőjük spektrális érzékenysége feleljen meg a V(λ) Legolcsóbb, legegyszerűbb Se fényelem A fényforrással (2858 K-es izzólámpa) kalibrálva Más spektrális összetételű sugárzók esetén korrekciós szorzókat kell alkalmazni (e nélkül 20-30 %-os mérési hiba is lehet) 2. Fotoáram és megvilágítás kapcsolata legyen lineáris (rövidzár üzemmód) 3. A ferdén beeső fényt a beesési irány szögének koszinuszával arányosan értékelje Seres István 14 http://fft.szie.hu
Fotométerek Szubjektív fotometria fotocella félvezető dióda Seres István 15 http://fft.szie.hu
Szubjektív fotometria Hefner-Alteneck-től szerkesztett lámpa, melyben amilacetát (ecetsavas amiléter) ég és amelynek világító erejét a fotometriában fényegységül használják. A lámpának hengeralaku, 8 mm. átmérőjü tömör bele van, melynek állását a lámpának legalább is már 10 percig tartó égése után akként kell szabályozni, hogy a bélcső szélétől a láng csúcsáig számított lángmagasság 40 mm legyen. Az így meghatározott láng világító ereje fényegységül szolgál. Seres István 16 http://fft.szie.hu
Szubjektív fotometria Seres István 17 http://fft.szie.hu
Szubjektív fotometria Bunsen fotométer: Elölről és hátulról egyidejűleg megvilágított zsírfoltos lap. Összehasonlító mérés Weber-féle fotométer Seres István 18 http://fft.szie.hu
Fotocella Seres István 19 http://fft.szie.hu
Fotodióda Seres István 20 http://fft.szie.hu
Fotodióda Seres István 21 http://fft.szie.hu
Fotodióda Seres István 22 http://fft.szie.hu
Optikai méret meghatározás Gyakorlati példán keresztül: Kökény méret változásának meghatározása szárítás közben optikai úton Seres István 23 http://fft.szie.hu
Optikai méret meghatározás A kísérleti elrendezés camera webkamera Kökény szárítás előtt és után Seres István 24 http://fft.szie.hu
Optikai méret meghatározás Színes szürkeárnyalatos konverzió Eredeti és szürkeárnyalatossá konvertált kép Seres István 25 http://fft.szie.hu
Optikai méret meghatározás Hisztogram: az egyes szürkeség értékekkel rendelkező pixelek száma a képen Seres István 26 http://fft.szie.hu
Optikai méret meghatározás Szegmentáció: a hisztogram alapján elkülönítjük a kökényhez tartozó (fekete) és a háttérhez tartozó (fehér) pixeleket Seres István 27 http://fft.szie.hu
Optikai méret meghatározás Kontúrkeresés: a szegmentált kép alapján a határpontok (kontúr) azon pixelek, amelyeknek fehér és fekete pixel szomszédja is van Seres István 28 http://fft.szie.hu
Optikai méret meghatározás Méret meghatározás: Egy egységnyi oldalú négyzettel az eljárást elvégezve tudható, hogy az egységnyi hossz hány pixelnek felel meg. Innét az átmérő, a kerület, és a látóirányra merőleges felület a pixelszámból meghatározható. Seres István 29 http://fft.szie.hu
Köszönöm a figyelmet! Seres István 30 http://fft.szie.hu