42. Прохождение потока излучения через светофильтр

Светофильтром называется оптическая деталь, изготовленная из среды, обладающей избирательным пропусканием света. Эта деталь обычно ограничивается параллельными плоскостями и может быть выполнена из цветного стекла, пластмасс, желатины и других оптических материалов, включая жидкости и газы.

Предпочтительным материалом для светофильтров является цветное оптическое стекло марки которого определяются его спектральными свойствами, а именно: ультрафиолетовые стекла фиолетовые синие сине-зеленые

(СЗС), зеленые (ЗС), желто-зеленые (ЖЗС), желтые (ЖС), оранжевые (ОС), красные (КС), инфракрасные (ИКС), пурпурные (ПС), нейтральные (НС), темные (ТС) и бесцветные (БС). Название цветного стекла соответствует участку спектра, в котором коэффициент пропускания имеет наибольшее значение. Светофильтры из нейтрального стекла почти равномерно ослабляют световой поток, из бесцветного стекла — пропускают не только видимое, но и ультрафиолетовое и инфракрасное излучения.

Спектральная характеристика светофильтра выражается значениями показателя поглощения для различных длин волн и спектральными кривыми оптической плотности и коэффициента пропускания которые связаны между собой следующей зависимостью:

соответствующей формулам (212) и (213).

В формуле (214) показатель поглощения является оптической плотностью для толщины стекла толщина светофильтра,

При учете потерь на отражение от двух поверхностей светофильтра общее значение коэффициента пропускания для данной длины волны будет следующим:

где коэффициент отражения.

Из формул (214) и (215) получим, что оптическая плотность светофильтра с учетом потерь на отражение

Для каждой марки цветного оптического стекла определенной толщины имеются спектральные значения показателя поглощения и оптической плотности и спектральные кривые коэффициента пропускания На рис. 95 показан пример такой кривой для светофильтра толщиной Из приведенного примера следует, что светофильтр поглощает инфракрасное излучение, для коэффициент пропускания наибольший.

На спектральной кривой коэффициента пропускания можно отметить предельные длины волн для которых в 2 раза меньше тшах. Эти длины волн определяют интервал пропускания.

При использовании светофильтров в фотографии для них

Рис. 95. Спектральная кривая коэффициента пропускания для светофильтра толщиной

введена дополнительная характеристика, называемая кратностью. Это — число, показывающее, во сколько раз нужно увеличивать выдержку (или увеличить освещенность изображения с помощью исовой диафрагмы) при съемке с данным светофильтром по сравнению со съемкой без светофильтра.

Кроме светофильтров из цветного стекла и других материалов, поглощающих излучение и называемых абсорбционными, широкое применение находят интерференционные светофильтры, выделяющие излучение в узкой спектральной области с высоким коэффициентом пропускания. Действие этих фильтров основано на явлении интерференции в тонких пленках, нанесенных на прозрачную основу.