Большая Советская Энциклопедия (ФО)

Большая Советская Энциклопедия

Фотоэлектрический усилитель

Фотоэлектри'ческий усили'тель,усилитель постоянного тока (напряжения), действие которого основано на увеличении тока в электрической цепи при освещении включенного в неё светочувствительного элемента (фоторезистора , фотоэлемента ). Ток в цепи светочувствительного элемента зависит от яркости источника света и от площади освещаемой поверхности светочувствительного элемента. Соответственно этому Ф. у. подразделяются на две группы: к первой относятся фотоэлектронакальные, фотоэлектролюминесцентные и фотоэлектрогазоразрядные Ф. у., применяемые в качестве фотоэлектрических элементов автоматики для регулирования и регистрации различных процессов (рис. , а, б, в); во вторую входят фотоэлектрооптические усилители (рис. , г) и фотогальванометрические компенсационные усилители, используемые в качестве элементов точных электроизмерительных устройств.

Принципиальные

схемы фотоэлектрических усилителей с изменяющейся яркостью источника света (а — фотоэлектронакальный, б — фотоэлектролюминесцентный, в — фотоэлектрогазоразрядный) и с изменяющейся площадью освещаемой поверхности светочувствительных элементов (г — фотоэлектрооптический): U(I)_вх — усиливаемое напряжение (ток); U(I)_вых — выходной сигнал; Е — вспомогательный источник тока (напряжения); С — силитовый стержень; Ф — фоторезистор; R — резистор; 1 — люминисцентный источник света; 2 — фотопроводник; ГЛ — газоразрядная лампа; Л — источник света; О — фокусирующая линза; К — конденсор; Р — решетчатые диафрагмы; ФЭ — фотоэлемент; Г — гальванометр; З — зеркало гальванометра.

Фотоэлектрический фотометр

Фотоэлектри'ческий фото'метр, см. в ст. Астрофотометр .

Фотоэлектрический экспонометр

Фотоэлектри'ческий экспоно'метр,экспонометр , в котором яркость или освещённость объекта съёмки определяется при помощи фотоэлектрических приёмников света (фотоприёмников) – фотоэлементов или фоторезисторов . Фотоприёмники включаются в цепь индикатора тока (обычно магнитоэлектрического гальванометра стрелочного типа); при использовании фоторезистора в цепь дополнительно включают источник тока. Яркость или освещённость объекта съёмки оценивают по углу отклонения стрелки гальванометра, пропорциональному току в цепи фотоприёмника, а следовательно, и по величине светового потока, падающего на светоприёмную площадку фотоприёмника. Экспозиционные параметры определяют при помощи механического калькулятора, на который переносят показания стрелки гальванометра (измерителя). В Ф. э. индикатором тока может служить светоизлучающий диод (светодиод), включенный в диагональ мостовой цепи . В таких Ф. э. для определения экспозиционных параметров вращают движок переменного резистора, связанный с калькулятором, до тех пор, пока не наступают условия равновесия мостовой цепи (этот момент определяется по прекращению свечения светодиода). Некоторые Ф. э. снабжены видоискателем, что позволяет одновременно со считыванием показаний наблюдать объект, яркость (освещённость) которого определяется. Конструктивно Ф. э. представляет собой портативный прибор, все основные узлы которого смонтированы внутри и снаружи пластмассового корпуса. Особую группу составляют Ф. э., встраиваемые в фото- и киносъёмочные аппараты. Механизм таких Ф. э. связан с механизмом установки диафрагмы, однако в ряде моделей фотографических аппаратов встроенный Ф. э. является самостоятельным прибором, калькулятор которого размещен на корпусе аппарата.

С. В. Кулагин.

Фотоэлектрический экспонометр «Ленинград-4»: 1 — входное окно фотоэлектрического экспонометра с линзовым растром, ограничивающим углом восприятия фотоприемника; 2 — переключатель диапазонов измерения; 3 — шкала измерителя; 4 и 7 — шкалы светочувствительности фотоматериала; 5 — вспомогательная шкала калькулятора, служащая для переноса отсчета со шкалы измерителя; 6 — неподвижный индекс вспомогательной шкалы калькулятора; 8 — шкала частот (скоростей) киносъемки; 9 — шкала значений диафрагмы; 10 — шкала выдержек; 11 — указатель (стрелка) калькулятора; 12 — стрелка гальванометра.

Фотоэлектронная аэросъёмка

Фотоэлектро'нная аэросъёмка, съёмка местности с воздуха и из космоса сканирующей аппаратурой, которая позволяет принимать излучаемые и отражаемые объектами электромагнитные волны, усиливать их и преобразовывать электронно-оптическим путём в видимое изображение, а затем воспроизводить его с экрана преобразователя на фотоплёнке (движущейся с той же скоростью, что и носитель аппаратуры). При Ф. а. построение последовательных изображений осуществляется путём их развёртки: в поперечном направлении – за счёт работы сканирующего устройства, в продольном – за счёт движения носителя. Ф. а. может выполняться как в видимой части спектра, так и вне её пределов. Из практически применяемых видов Ф. а. (см. Аэрометоды ) наибольшее значение приобрели инфратепловая и радиолокационная аэросъёмки. Каждая из них, как правило, требует своих условий и режимов съёмочных работ. Фотоэлектронные аэроснимки по общему облику изображения местности напоминают обычные аэрофотоснимки. Однако они воспроизводят не внешний вид наземных объектов, а их тепловые свойства или характер отражения радиоволн, что позволяет использовать эти аэроснимки как источник дополнительной информации. Дешифрирование фотоэлектронных аэроснимков осуществляется на той же принципиальной основе, что и аэрофотоснимков, но в данном случае приходится иметь дело с менее детализированным изображением и учитывать значительно большее число природных и технических факторов, предопределяющих особенности передачи тех или иных объектов.

Инфратепловая аэросъёмка (инфракрасная нефотографическая, ИК-термальная) относится к числу пассивных Ф. а. (т. е. без заданного импульса) и предназначена для регистрации собственного теплового излучения объектов местности в диапазоне длин волн 1,2–25 мкм. Из имеющихся в этом диапазоне нескольких атмосферных «окон пропускания» тепловых лучей используются соответствующие интервалам 3,4–4,2 мкм для фиксации излучения от сильно нагретых тел и 8–12 мкм –

от слабо нагретых. Сканирование в процессе инфратепловой Ф. а. ведётся перпендикулярно линии полёта, с помощью оптического устройства, обеспечивающего большой угол обзора (порядка 60°). Современные приборы для этой Ф. а., называются аэросъёмочными тепловизорами, могут давать аэроснимки самых различных масштабов с геометрическим разрешением деталей на местности около 0,001 от высоты съёмки и передачей температурных различий в 0,5–1 °С. Поскольку тепловые контрасты на земной поверхности подвержены значительным изменениям – от сезона к сезону и в течение суток, в зависимости от экспозиции по отношению к солнцу и различий в тепловой инерции тел, работы искусственных источников тепла, а также от метеорологической обстановки (особенно облачности), – для выявления свойств изучаемых объектов в ряде случаев целесообразна неоднократная (в т. ч. за пределами светового дня) инфратепловая Ф. а. одного и того же участка местности. Таким образом, высокая изменчивость регистрируемых величин, предопределяя значительные трудности при выборе параметров съёмки, вместе с тем даёт дополнительные возможности для воспроизведения объектов на аэроснимках. Данный вид съёмки эффективен при создании карт вулканической деятельности (зон температурных аномалий, выходов лавы, нагретых газов и вод) и мерзлотных явлений, выделении увлажнённых грунтов, исследованиях температурного режима и загрязнённости водоёмов и характера морских льдов, обнаружении водотоков, закрытых растительностью, оконтуривании мест возгорания под землёй и на поверхности (в отвалах, лесных массивах и др.), проверке энергосистем и дренажных сооружений, а также при периодическом контроле состояния посевов.

Радиолокационная (радарная) аэросъёмка относится к числу активных Ф. а. и предназначена для регистрации отражённых наземными объектами электромагнитных волн радиодиапазона (от нескольких мм до нескольких м ), источником излучения и приёмником которых служит установленная на носителе радиолокационная система. В картографии наибольшее применение находит радиолокационная станция бокового обзора, работающая в интервале волн 1–3 см. Сканирование ведётся с помощью особого антенного устройства и обеспечивает получение изображения местности в виде двух широких полос, параллельных линии полёта. Преобладающие масштабы радиолокационных аэроснимков (см. вклейку к ст. Аэроснимок ) 1: 60 000 – 1: 400 000. Наибольшее разрешение деталей на местности 3–5 м. Характер воспроизведения на этих аэроснимках наземных объектов определяется и различной интенсивностью отражения ими радиоволн, которая в свою очередь зависит от свойств и формы объектов, крутизны и направления склонов рельефа. Изменяя, с учётом этих особенностей, основные параметры станций (длину волн, частоту и форму импульсов), добиваются требующегося разделения на аэроснимках изображений изучаемых объектов. Радиолокационная Ф. а. может выполняться вне зависимости от времени суток и состояния атмосферы, т. е. является всепогодной. Благодаря способности радиоволн проникать на десятки см в земную поверхность основная сфера её применения – геологическая разведка и изучение льдов. Особенно существенно, что при этой аэросъёмке, по сравнению с обычной фотографической, обеспечивается значительно лучшая дешифрируемость разрывных тектонических нарушений, характера горных пород под растительностью, снегом и поверхностными наносами, механического состава (в особенности размеров частиц) последних и наличия примесей металлов, структуры ледовых образований, трещин и русел талых вод в толще льда. На радиолокационных аэроснимках чётче воспроизводятся наземные объекты, приуроченные к глубоко затенённым участкам. Поскольку по этим снимкам может быть построена стереоскопическая модель местности (с точностью определения высот до 15 м ), они используются при изучении некоторых труднодоступных районов (полярные пустыни, экваториальные джунгли с постоянной облачностью и др.) для создания топографических карт обзорного характера.

Лит.: Смирнов Л. Е., Аэрокосмические методы географических исследований, Л., 1975: Харин Н. Г., Дистанционные методы изучения растительности, М., 1975; Богомолов Л, А., Дешифрирование аэроснимков, М., 1976; Применение новых видов аэросъемок при геологических исследованиях, Л., 1976; Многозональная аэрокосмическая съемка и ее использование при изучении природных ресурсов, М., 1976; Remote sensing. Techniques for environmental analysis, Santa Barbara, 1974; Manual of Remote sensing, t. 1–2, Waschington, 1975. См. также лит. к статье Космическая съёмка .

Л. М. Гольдман.

Фотоэлектронная спектроскопия

Фотоэлектро'нная спектроскопи'я, метод изучения строения вещества, основанный на измерении энергетических спектров электронов, вылетающих при фотоэлектронной эмиссии. Согласно закону Эйнштейна, сумма энергии связи вылетающего электрона (работы выхода ) и его кинетическая энергии равна энергии падающего фотона h n (h – Планка постоянная , n – частота падающего излучения). По спектру электронов можно определить энергии связи электронов и их уровни энергии в исследуемом веществе.

В Ф. с. применяются монохроматическое рентгеновское или ультрафиолетовое излучения с энергией фотонов от десятков тысяч до десятков эв (что соответствует длинам волн излучения от десятых долей

 до сотен

). Спектр фотоэлектронов исследуют при помощи электронных спектрометров высокого разрешения (достигнуто разрешение до десятых долей эв в рентгеновской области и до сотых долей эв в ультрафиолетовой области).