На протяжении последних десяти лет объединенной кафедрой физики и оптики Ленинградского института киноинженеров помимо курса общей физики ведутся специальные дисциплины прикладной оптики и светотехники. Настоящая книга излагает ряд разделов названных дисциплин и должна явиться учебным пособием для студентов и дипломантов. В ней в сжатой форме изложены вопросы фотометрии и колориметрии, основы энергетики оптических систем, световые свойства поглощающих и отражающих сред, характеристики источников света и приемников излучений. Общие свойства оптических систем рассматриваются с энергетической точки зрения—как свойства световых трубок конечных размеров и сложного строения. На этой основе -излагаются вопросы теории и методики проектирования и расчета светооптических систем проекционных приборов различного назначения.
Материал книги сможет быть использован как студентами и аспирантами, так и инженерами и научными работниками, занимающимися вопросами свето- и оптотехники проекционной аппаратуры различного назначения и ее разработкой. Книга сможет явиться также учебным пособием для аспирантов и студентов светотехнических, кинотехнических и оптикомеханических специальностей, имеющихся в ряде электротехнических, энергетических и приборостроительных высших учебных заведений.
Проекционные приборы разного назначения получают широкое распространение в различных отраслях промышленности, техники и культуры. Кино- и телевизионные проекторы, театральные, библиотечные, технические (промышленные), топографические и контрольно-измерительные проекционные установки— далеко не полный перечень проекционных систем, выпускаемых промышленностью многих стран в весьма больших количествах. При всем разнообразии конструкций все эти приборы обладают одной основной частью, принципиальной для всех проекционных приборов,—светооптической системой.
Теория и расчет светооптических систем проекционных приборов относится одновременно и к области оптотехники и к области светотехники. Этим объясняется создавшееся своеобразное положение: научная и техническая литература очень бедна обобщающими работами в области световой проекции. Оптики занимаются преимущественно лишь оптическими вопросами проекции (разработкой оптических схем осветительных систем, объективов и исправлением их аберраций). Светотехники, исследуя вопросы энергетики световой радиации, свойства источников и приемников излучений, вопросы яркости и видимости проекционного изображения, почти совершенно не занимаются оптической стороной проблемы. Несколько в стороне остаются «неоптические» элементы аппаратуры—экраны, на которые проецируется рассматриваемое изображение и от свойств которых в большой степени зависит качество проекции. По указанным причинам нам представлялось целесообразным дать изложение как в оптическом, так и светотехническом аспектах основных вопросов световой проекции.
Учитывая назначение книги прежде всего в качестве учебного пособия, естественно определилась ее структура. Первая половина книги в соответствии с учебным курсом посвящена изложению общего материала: основ фотометрии и колориметрии, свойств источников и приемников излучения, основ энергетики оптических систем; здесь же рассматриваются вопросы модификации светового потока поглощающими оптическими средами и отражающими экранами.
Вторая половина книги носит характер монографии по основам проектирования и расчета светооптических систем проекционных, главным образом диаскопических приборов.
В книге нашли отражение результаты исследований и разработок новых оптических и проекционно-осветительных систем для обычной, широкоэкранной и панорамной кинопроекции, теле-и рирпроекции, звуковоспроизведения, фотопечати фильмокопий и т. п., выполненных авторами книги и сотрудниками профессора Д. С. Волосова в руководимых им лаборатории Государственного оптического института им. С. И. Вавилова (ГОИ) и кафедры физики и оптики Ленинградского института киноинженеров (ЛИКИ). Работа этих коллективов на протяжении многих лет проводится в тесном научно-техническом содружестве с Центральным конструкторским бюро Министерства культуры СССР и киномеханическим заводом «Ленкинап», где новые разработки доводятся до практического завершения.
Проф. Д. С. ВОЛОСОВ, доц. М. В. ЦИВКИН
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов..................
Глава первая ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ФОТОМЕТРИИ (Д. С. Волосов)
Излучение оптической области спектра............. 5
Эффективная величина излучения для данного приемника и его оценка в редуцированных (приведенных) единицах. Понятие о
световом потоке ....................... 9
§ 3. Величины излучения, характеризующие распределение лучистого потока на поверхности и в пространстве......... 17
§ 4. Основные фотометрические величины, и единицы их измерения 22
§ 5. Основные соотношения фотометрии............... 28
§ 6. Обобщенная формулировка некоторых соотношений фотометрии 36
Глава вторая ПРИЕМНИКИ ЛУЧИСТОГО ПОТОКА (Д. С. Волосов)
§ 1. Тепловые приемники излучения (термоиндикаторы)....... 57
§ 2. Фотоэлектрические приемники................. 63
§ 3. Фотохимические индикаторы.................. 75
Глава третья
ВОСПРИЯТИЕ СВЕТА ГЛАЗОМ, ФУНКЦИИ ЗРЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КОЛОРИМЕТРИИ (М. В. Цивкин)
§ 1. Глаз как оптический прибор.................. 87
§ 2. Важнейшие функции зрения.................. 93
§ 3. Основные понятия колориметрии................ 105
§ 4. Основные колориметрические системы.............. 109
| 5. Цветовые расчеты. Примеры.................. Ив
§ 6. Оценка цветовых различий. Допуски на цветность....... 122
Глава четвертая
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КАК СВЕТОВАЯ ТРУБКА КОНЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ И СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ (Ц. С. Волосов)
§ 1. Понятие об элементарных световых трубках........• • 1~?
§ 2. Основная теорема для световых трубок............. J^/
§ 3. Теорема Штраубеля для сопряженных точек и ее следствия ... *•* | 4. Световые трубки конечных размеров. Обобщение теоремы Штрау-
беля............................. "о
§ 5. Ограничение световых пучков в оптических системах......
524
Глава пятая
ОСВЕЩЕННОСТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ, СОЗДАВАЕМАЯ СВЕТОВЫМ
ПОТОКОМ, ПРОХОДЯЩИМ ЧЕРЕЗ ОПТИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ
(Д> С, Волосов)
'§ 1. Яркость излучающей поверхности и яркость пучка лучей .... 153
§ 2. Световой поток, проходящий через оптическую систему от излучающего элемента поверхности, расположенного на оптической оси 156
§ 3. Условие синусов Аббо — частное свойство световой трубки конечных размеров........................ 158
§ 4. Световой поток, проходящий через оптическую систему от излучающего элемента поверхности, расположенного вне оптической оси.............................. 162
§ 5. Освещенность элемента изображения, расположенного на оптической оси системы....................... 166
§ 6. Некоторые случаи определения освещенности изображения на оси
оптической системы...................... 170
§ 7. Освещенность элемента изображения, расположенного вне оптической оси системы....................... 175
Глава шестая
МОДИФИКАЦИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА В СРЕДАХ И ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ (М. В. Цивкин)
§ 1. Оптические свойства тел и их основные характеристики..... 185
§ 2. Потери светового потока в оптических системах....... 190
§ 3. Световые и оптические свойства материалов, применяемых в проекционных приборах..................... 203
•i 4, Светофильтры......................... 213
Глава седьмая
СВЕТОРАССЕИВАЮЩИЕ ЭКРАНЫ, КИНОЭКРАНЫ (М. В. Цивкин)
§ 1. Характеристики и классификации экранов........... 223
§ 2. Основные типы экранов.................... 231
Глава восьмая ИСТОЧНИКИ СВЕТА (М. В. Цивкин)
|~1, Основные законы теплового излучения............. 249
§ 2. Электрическио лампы накаливания............... 258
§ 3. Газоразрядные источники света................ 267
§ 4. Электрические угольные дуги................. 279
Глава девятая
ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВЕТООПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРОЕКЦИОННЫХ ПРИБОРОВ (Д. С. Волосов) § 1. Освещенность экрана и полезный световой поток в случаях эписко-
пической и диаскопической проекций............. 292
§ 2. Взаимозависимость фотометрических и оптических параметров про-
екциошю-осветитольных установок.............. 302
§ 3. Оптические схемы проекционно-освститолышх систем...... 313
§ 4. О последовательности проектирования светооптической системы
проектора.......................... 327
Глава десятая
ОСНОВЫ ТЕОРИИ АБЕРРАЦИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ (Д. С. Волосов)
§ 1. Некоторые соотношения параксиальной оптики......... 335
§ 2. О расчете габаритов оптической системы............ 341
§ 3. Аберрации оптических систем................. 344
§ 4. Аберрации систем с асферическими поверхностями....... 375
| 5. Аберрации оптических систем, состоящих из тонких компонентов 385
Глава одиннадцатая МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОПТИКИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
(Д. С. Волосов) § 1. Расчет линзовых систем, содержащих поверхности сферической
формы............................ 395
§ 2. О расчете линзовых конденсоров с асферическими поверхностями 423
§ 3. Расчет зеркальных осветительных систем............ 431
§ 4. Расчет зеркально-линзовых осветительных систем........ 447
Глава двенадцатая
ПРОЕКЦИОННЫЕ ОБЪЕКТИВЫ (Д. С. Волосов)
§ 1. Специфические требования к проекционным объективам .... 462
| 2. Объективы для обычной и широкоэкранной кинопроекции . . . 466
§ 3. Объективы для эпи- и диапрогкции.............. 471
| 4. Объективы для телекинопроокции на большой экран...... 474
§ 5. Перспективы развития проекционных объективов........ 477
Глава тринадцатая
РАСЧЕТ ОСВЕЩЕННОСТИ В ПЛОСКОСТЯХ
ПРОЕКЦИОННОГО ОКНА И ЭКРАНА; СВЕТОВАЯ МОЩНОСТЬ
СВЕТООПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (Д. С, Волосов)
§ 1. Распределение освещенности в плоскости проекционного окна . . 479 § 2. Определение элементарных отображений источника света зонами
зрачка осветителя...................... 485
§ 3. Распределение освещенности в плоскости экрана и световая мощность проекционно-осветительной системы........... 494
Глава четырнадцатая
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВЕТООПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ КИНОПРОЕКЦИИ И ЗВУКОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ
(М. В. Цивкин)
§ 1. Обтюрация светового потока и полезный световой поток кинопроектора ............................ 498
§ 2. Влияние нагрева кинофильма лучистым потоком на некоторые
параметры осветительно-проекционной системы........ 501
§ 3. Возможные типы и характеристики светооптических систем для
воспроизведения звука с фотографической фонограммы..... 507
Приложения.......................... 515
Литература.......................... 520
Цена: 600руб.
