ФІЗИЧНІ ОСНОВИ і ЕЛЕМЕНТИ. АВТОМАТИЧНИХ СИСТЕМ ГЕОДЕЗИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
2.1. ДЖЕРЕЛА ВИПРОМІНЮВАННЯ
2.1.1. ОПТИЧНИЙ СПЕКТР ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ КОЛИВАНЬ.
КЛАСИФІКАІЛЯ ДЖЕРЕЛ ВИПРОМІНЮВАННЯ
Розподіл енергії випромінювання в залежності від довжини хвилі А або частоти прийнято називати його спектром. Спектр електромагнітних коливань умовно можна розділити і подати у вигляді схеми, рис. 2.1.
Рис. 2.1. Схема спектру електромагнітних коливань |
В залежності від характеру розподілу енергії випромінювання по спектру джерела випромінювання розділяють:
— з безперервним спектром (джерела теплового випромінювання);
— з смуговим і лінійним спектром (лазери);
— змішаного типу.
Елементарними джерелами випромінювання є атоми і молекули речовини. Випромінювання проходить за рахунок переходу електронів з більш високого енергетичного рівня
на нижчий. Кожному типу переходу відповідає монохроматичне випромінювання, тобто випромінювання з практично однією частотою v або довжиною хвилі Я
(2.1)
де: v — частота електромагнітних коливань;
с = 2,998 ■ 108 м/с — швидкість світла або швидкість розповсюдження випромінювання, тобто розповсюдження квантів з однаковою енергією
Е = hA = —, (2.2)
де h = 6,626 -10 34 Дж ■ с — постійна Планка.
По функціях, що виконують джерела випромінювання, останні можна розділити на три великих групи. По-перше, джерела випромінювання можуть застосовуватись для побудови опорних геодезичних ліній (горизонтальних, вертикальних, довільно орієнтованих в просторі), для побудови геодезичних площин, для опромінювання різних об’єктів певним чином орієнтованих в просторі променем з наступним аналізом поверненого об’єктом випромінювання, для вироблення управляючих діянь. Загальною характеристикою цієї групи джерел є те, що вони працюють на довгій відстані в атмосфері при флуктуації її параметрів, які необхідно враховувати. До цієї групи джерел слід віднести теплові джерела, лазери, світлодіоди.
По-друге, джерела випромінювання застосовуються для відображення інформації і для забезпечення роботи підсистем, наприклад, джерела світлових потоків в різних модуляторах. Загальною характеристикою цієї групи джерел є те, що хоча вони і працюють в атмосфері, але немає необхідності враховувати флуктуацію параметрів атмосфери. До цієї групи джерел слід віднести теплові джерела, лазери, світлодіоди, рідинні кристали, газорозрядні і люмінісцентні джерела.
По-третє, джерела випромінювання можуть застосовуватися для побудови різних датчиків автоматичних геодезичних систем, наприклад, датчиків кутів нахилу, датчиків кутів повороту, датчиків кутової швидкості. Загальною характеристикою цих джерел є те, що вони працюють поза атмосферою. До цієї групи відносяться світлодіоди, кільцеві лазери.
Найбільш широкого розповсюдження в практиці інженерно-геодезичних вимірювань отримали теплові джерела, лазери, світлодіоди, індикатори для відображення інформації. Вірний вибір застосування того чи іншого джерела обумовлений умовами його використання і, в першу чергу, впливом на параметри світлового потоку атмосфери і її флуктуації.