Основные светотехнические понятия: световой поток, освещенность и яркость.
Февраль 16th, 2017 admin
Свет, падающий на поверхность нашей планеты Земля от Солнца, является источником жизни для всех ее живых организмов. Солнечные лучи, распространяясь со скоростью 300000 км/ч., оказывают следующие воздействия на окружающую среду:
Для человеческого глаза наиболее оптимальной считается длина видимых электромагнитных колебаний от 500 до 600 нм., хуже воспринимаются красные и фиолетовые лучи, а инфракрасные и ультрафиолетовые ощущаются только по нагреву и загару кожного покрова.
С развитием науки и техники человечество научилось создавать искусственные источники всех разновидностей электромагнитных волн, используемых в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства и других сферах деятельности. Рассмотрим основные светотехнические понятия, раскрывающие все характеристики источников света.
Светотехника: световой поток, освещенность, яркость
Что такое световой поток?
Световой поток — это мощность видимого излучения источника электромагнитных волн, которое ощущает человеческий глаз. Обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм).
Поток лучей света, отдаляясь от источника, в пространстве распространяется неравномерно, теряя свою плотность. Эту пространственную лучистую плотность светового потока характеризует такое понятие как сила света I (измеряется в канделах – кд.), которое определяется из отношения светового потока Ф к телесному углу ω.
Чтобы разобраться, как эти величины взаимосвязаны друг с другом обратимся к рисунку.
Единицей телесного угла является стерадиан (ср), который образует на поверхности светящегося шара площадь, равную по значению квадрату его радиуса.
Световая отдача.
| Тип источника | Световая отдача, лм/Вт |
| Лампа накаливания 100 Вт | 13,8 |
| Галогенная лампа 100 Вт | 16,7 |
| Кинопроекционные лампы | 35 |
| Ксеноновая лампа | 30 — 50 |
| Люминесцентная лампа | 40 — 70 |
| Светодиодная лампа | 60 — 130 |
| Теоретический максимум | 683,002 |
Световая отдача светодиодных светильников S hine® является одной из лучших среди продукции своего класса и доходит до значения 98,4 лм/Вт.
| Тип источника | Световая отдача, лм/Вт |
| Лампа накаливания 100 Вт | 13,8 |
| Галогенная лампа 100 Вт | 16,7 |
| Кинопроекционные лампы | 35 |
| Ксеноновая лампа | 30 — 50 |
| Люминесцентная лампа | 40 — 70 |
| Светодиодная лампа | 60 — 130 |
| Теоретический максимум | 683,002 |
СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ
Индекс цветопередачи.
Индекс цветопередачи отражает способность источника света правильно передавать цвета различных объектов в сравнении с идеальным источником света. Этот параметр является количественным показателем качества воспроизведения цветовых оттенков по шкале от 0 до 100. По определению, индекс цветопередачи солнечного света равен 100.
Минимально приемлемое значение индекса цветопередачи источника света зависит от области его применения:
1. Значение индекса цветопередачи в диапазоне от 80 до 90 требуется в торговых и производственных помещениях, в которых точная цветопередача является критично важной — например, в магазинах по продаже тканей, произведений искусства, или в художественных студиях.
2. Для большинства офисных, торговых, образовательных, медицинских и других рабочих и жилых помещений индекс цветопередачи должен быть не ниже 70−80.
3. В производственных, охранных и складских помещениях, где точная цветопередача не имеет большого значения, могут использоваться источники света с небольшим индексом цветопередачи, менее 70.
Светодиодные и компактные люминесцентные лампы Shine® отвечают самым высоким требованиям по цветопередаче и могут использоваться в помещениях с любыми требованиями к освещенности.
8)—-Поляроиды и их применение. Закон Малюса.
Закон Малюса — зависимость интенсивности линейно-поляризованного светапосле его прохождения через поляризатор от угламежду плоскостямиполяризациипадающего света и поляризатора.
где I0 — интенсивность падающего на поляризатор света, I — интенсивность света, выходящего из поляризатора.
Свет с иной (не линейной) поляризацией может быть представлен в виде суммы двух линейно-поляризованных составляющих, к каждой из которых применим закон Малюса.
По закону Малюса рассчитываются интенсивности проходящего света во всех поляризационных приборах, например в поляризационных фотометрахиспектрофотометрах. Потери на отражение, зависящие оти не учитываемые законом Малюса, определяются дополнительно.
Люмен — единица измерения светового потока: что это такое, понятие яркости и освещенности, применение фотометра
СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ
Для оценки количественных и качественных параметров света разработана специальная система световых величин.
Основной мерой света можно считать световой поток, обозначаемый в светотехнической литературе буквой Ф. Фактически световой поток — это мощность светового излучения, измеренная не в привычных ваттах или лошадиных силах, а в специальных единицах, называемых люменами (сокращенное обозначение в русскоязычной технической литературе — лм, в иностранной — lm).
Телесный угол — это отношение площади, вырезаемой этим углом на сфере произвольного радиуса R, к квадрату этого радиуса (см. рис. 3). В технической литературе телесные углы обычно обозначаются греческой буквой со и измеряются в стерадианах (сокращенно ср):
Очевидно, что величины S и R должны измеряться в одинаковых единицах.
Если световой поток Ф от какого-либо источника света сосредоточить в телесном угле ю, то можно говорить о силе света этого источника как об угловой плотности светового потока. Таким образом, сила света (обозначается буквой I) — это отношение светового потока, заключенного в каком-либо телесном угле, к величине этого угла:
Единица измерения освещенности называется люксом (сокращенное обозначение в русскоязычной литературе — лк, в иностранной — /х). Один люкс — это освещенность, при которой световой поток 1 лм падает на площадь в 1 квадратный метр:
Чтобы представить себе эту величину, скажем, что освещенность около 1 лк создается стеариновой свечой на плоскости, перпендикулярной направлению света, с расстояния 1 метр. Для сравнения: освещенность от полной Луны на поверхности Земли зимой на широте Москвы не превышает 0,5 лк; прямая освещенность от Солнца в летний полдень на широте Москвы может достигать 100 000 лк.
В этой формуле I — сила света поверхности в определенном направлении (например, плоскости рабочего стола или лежащих на нем предметов); S — площадь этой поверхности; а — угол между перпендикуляром к плоскости и направлением, в котором мы хотим знать яркость (например, линией зрения, то есть линией, соединяющей глаз и оцениваемую поверхность).
За единицу измерения яркости сейчас во всех странах принята яркость плоской поверхности, излучающей силу света в 1 кд с одного квадратного метра в направлении, перпендикулярном светящей поверхности, то есть 1 кд/м2.
Прежде всего, конечно, от количества попадающего на них света. Но в приведенном примере на все предметы, лежащие на столе, попадает одинаковое количество света. Значит, яркость зависит и от свойств самих предметов, а именно — от их способности отражать падающий свет.
Способность предметов отражать падающий на них свет характеризуется коэффициентом отражения, обычно обозначаемым гре
ческой буквой р. Коэффициент отражения — это отношение величины светового потока, отраженного от какой-либо поверхности, к световому потоку, падающему на эту поверхность от какого-либо источника света или светильника:
