Здавалка
Главная | Обратная связь

Світлова система величин, одиниці їх вимірювання



Світловий потік

У світлотехніку, де еталонним приймачем випромінювання є око людини, для оцінки ефективної дії потоку випромінювання вводиться поняття світлового потоку.

Світловий потік – це потік випромінювання, що оцінюється його дією на око, відносна спектральна чутливість якого визначається усередненою кривою спектральної ефективності, затвердженою МКО (рис. 1.8.).

У світлотехніці використовується і таке визначення світлового потоку: світловий потік – це потужність світлової енергії. Одиниця світлового потоку – люмен (лм). 1 лм відповідає світловому потоку, випромінюваному в одиничному тілесному куті точковим ізотропним джерелом із силою світла
1 кандела, або 1 лм дорівнює потоку, що випромінюється абсолютно чорним тілом із площі 0,5305 мм2 при температурі затвердіння платини (Т=2042 ºК).

Однорідне випромінювання потужністю 1 Вт при мкм становить 680 лм світлового потоку. Число 680 – світловий еквівалент потужності випромінювання.

Співвідношення між електричною енергією, що розсіюється в джерелі світла, і випромінюваним світловим потоком називається світловою віддачею, що вимірюється в лм/Вт.

Максимальне значення спектральної чутливості середнього ока людини дорівнює 680 лм/Вт при довжині хвилі випромінювання мкм.

Тому якщо необхідно в загальному потоці випромінювання визначити світловий потік, то користуються формулою

 

, (1.24)

 

або для монохроматичного випромінювання

 

, (1.25)

 

де – відносна спектральна чутливість приймача ; , – спектральна світлова чутливість приймача до випромінювання відповідно з довжиною хвилі і до випромінювання з довжиною хвилі (при якому чутливість максимальна).

 

Сила світла

Розподіл випромінювання реального джерела в навколишньому просторі нерівномірний. Тому світловий потік не буде вичерпною характеристикою джерела, якщо одночасно не визначається розподіл випромінювання за різними напрямками навколишнього простору. Для характеристики розподілу світлового потоку користуються поняттям просторової густини світлового потоку за різними напрямками навколишнього простору. Просторову густину світлового потоку, що визначається відношенням світлового потоку до тілесного кута з вершиною в точці розміщення джерела, у межах якого рівномірно розподілений цей потік, називають силою світла:

 

, (1.26)

 

де – світловий потік; – тілесний кут.

Одиницею сили світла є кандела (кд) – світловий потік у люменах (лм), що випускається точковим джерелом у тілесному куті 1 ср (лм/cр).

Це сила світла, що випускається в перпендикулярному напрямку елементом поверхні чорного тіла площею 1:600 000 м2 при температурі затвердіння платини.

 

Освітленість

Освітленість – це кількість світла або світлового потоку, що падає на одиницю площі поверхні. Вона позначається літерою Е і вимірюється в люксах (лк).

Один люкс дорівнює одному люмену на метр квадратний (лм/м2).

Освітленість можна визначити як густину світлового потоку на освітлюваній поверхні:

 

. (1.27)

Освітленість не залежить від напрямку поширення світлового потоку на поверхню.

Наведемо кілька загальноприйнятих показників освітленості:

 

Літо, день під безхмарним небом 100 000 люкс
Вуличне освітлення 5-30 люкс
Повний місяць у ясну ніч 0,25 люкс

1.6.4. Відношення між силою світла (I) й освітленістю (Е).
Закон зворотних квадратів

Освітленість у певній точці на поверхні, що перпендикулярна до напрямку поширення світла, визначається як відношення сили світла до квадрата відстані від цієї точки до джерела світла. Якщо дану відстань ми візьмемо за d,то це відношення можна виразити такою формулою:

 

.

 

Для прикладу: якщо джерело світла випромінює світло силою 1200 кд у напрямку, перпендикулярному до поверхні, на відстані 3 метрів від цієї поверхні, то освітленість ( ) у точці, де світло досягає поверхні, буде 1200/32 = 133 лк. Якщо поверхня знаходиться на відстані 6 м від джерела світла, освітленість буде 1200/62= 33 лк. Це відношення називається «законом зворотних квадратів».

Освітленість у певній точці на поверхні, не перпендикулярній до напрямку поширення світла, дорівнює силі світла в напрямку точки виміру, розділеній на квадрат відстані між джерелом світла й точкою на площині, помноженій на косинус кута ( – кут, утворений напрямком падіння світла і перпендикуляром до цієї площини).

Отже, закон косинуса (рис. 1.12):

 

. (1.28)

 

Рисунок 1.12 – Закон косинуса







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.