Главная | Обратная связь

Основные энергетические и светотехнические параметры

Оптическое излучение характеризуется энергетическими и светотехническими (фотометрическими) параметрами. Энергетические параметры используются, когда говорят о физическом приемнике, светотехнические параметры используются, когда в качестве приемника оптического излучения выступает человеческий глаз.

В наименованияхэнергетических величин используется, обычно индекс e, в наименованиях светотехнических величин используется индекс v.

Основным параметром системы энергетических величин является поток излучения Ф_e – средняя мощность переносимая оптическим излучением

Ф_е = , (1.1)

где - длина волны оптического излучения.

Единица измерения потока излучения Ф_е – Вт

Энергия излучения

W_e = (1.2)

Сила света (сила излучения) – световой поток, распространяющийся в данном направлении, приходящийся на единицу телесного угла

I_e = dФ_е/d (1.4)

Единица измерения силы света I_e – Вт/ ср

Энергетическая освещенность Е_е – световой поток, падающий на единицу поверхности

Е_е = dФ_е/dS (1.5)

Единица измерения энергетической освещенности Е_е – Вт/м²

Энергетическая яркость В_е – световой поток, испускаемый элементом светящейся поверхности dS в заданном направлении х (рис.2).

х

В_е= dФ_е/dScos d = dI_e/dScos (1.6)

n

q

 

Рис. 1.2

Если яркость не зависит от угла , то такой источник подчиняется закону Ламберта. При этом сила света, излучаемая поверхностью S, может быть определена как

I_e = B_e S cos = I_oe cos (1.7)

Индикатриса излучения источника – график зависимости силы света I_e от угла показан на рис.3. Индикатриса излучения источника – график зависимости силы света I_e от угла показан на рис.3.

 

 

Рис.1.3

 

1-ламбертовский источник,

2-неламбертовский источник.

Энергетическая светимость R_e – световой поток излучаемый единицей поверхности во всех направлениях

R_e = dФ_е/dS (1.8)

Единица измерения энергетической светимости R_e – Вт/м²

Для источника излучения, подчиняющемуся закону Ламберта

R_e = B_e (1.9)

Качественной характеристикой каждой из указанных величин является ее спектральная плотность, определяемая как отношение энергетической величины (силы света, яркости и т. д.), взятой в малом спектральном интервале длин волн к ширине этого интервала.

Например, спектральная плотность энергетической яркости В( ) является величиной В_е, приходящейся на интервал длин волн … .

Связь между энергетической яркостью и спектральной плотностью энергетической яркости определяется выражением

В_е= d (1.10)

При оценке мощности излучения по производимому им световому ощущению, т.е. по реакции человеческого глаза, пользуются соответствующими светотехническими величинами. Определения указанных величин аналогичны определениям соответствующих энергетических величин.

Рассмотрим переход от энергетических величин к светотехническим (световым ) величинам. Человеческий глаз неодинаково чувствителен к излучению различных длин волн. Если для некоторого излучателя измерить поток излучения в бесконечно малом диапазоне длин волн … и световой поток (поток, воспринимаемый глазом) в том же диапазоне … , то отношение световых потоков будет характеризовать спектральную световую эффективность К

К = Ф_v / Ф_е (1.11)

Отношение К для какой- либо длины волны излучения к максимальному значению К_м называется относительной спектральной световой эффективностью для дневного зрения

V( ) = K / К_м, (1.12)

где К_м = 683 лм Вт ^–1

График V( ) (рис.4) называют кривой спектральной чувствительности глаза или кривой видности.

рис.1.4

Ее максимум соответствует _max = 0.555 мкм.

Если поток излучения определяется как

Ф_е = Ф( ) d , (1.13)

то, очевидно, что световой поток определится как

Ф_v = KФ_е( )d = 683 V( ) Ф_е( )d (1.14)

Ниже приводятся единицы измерения светотехнических величин:

· световой поток Ф – лм,

· сила света I – лм / ср = кд,

· освещенность Е – лм / м ² = лк,

· яркость В – кд / м ² = нт,

· светимость R – лм / м ².