Čo je to luxusné osvetlenie? Svetelné veličiny a ich merné jednotky

Jednotka osvetlenia zase závisí od štandardnej sviečky.
Diagram znázorňujúci hlavné koncepcie osvetlenia. Jednotkou osvetlenia je lux (lux) - osvetlenie plochy 1 m2, na ktorej je rovnomerne rozložený svetelný tok 1 lm.
Jednotka osvetlenia sa nazýva lux.
Jednotka osvetlenia (praktická) lux (1x) je plošná hustota svetelného toku jedného lúmenu, rovnomerne rozložená na ploche jedného štvorcového metra.
Jednotkou osvetlenia lux je osvetlenie vytvorené svetelným tokom jedného lúmenu na ploche jedného metra štvorcového.
Jednotka osvetlenia v systéme CGS sa nazýva phot (ph) a rovná sa osvetleniu plochy s plochou 1 cm2, na ktorú dopadá svetelný tok 1 lm. Jednotka svietivosti sa nazýva radfot.
Jednotka osvetlenia, keď sa centimeter berie ako jednotka dĺžky, sa rovná 1 lm na štvorcový centimeter.
Jednotkou osvetlenia je lux (lux) - osvetlenie plochy 1 m2, na ktorej je rovnomerne rozložený svetelný tok 1 li.
Jednotkou SI osvetlenia je lux (lux) - osvetlenie plochy, na každý štvorcový meter, ktorej pripadá svetelný tok jeden lúmen. V systéme SGSL je jednotka osvetlenia phot (f) osvetlením povrchu na centimeter štvorcový, z ktorého dopadá tok jedného lúmenu.
Jednotkou osvetlenia je hustota svetelného toku 1 lm. Jeden lux sa rovná osvetleniu plochy 1 m2, keď na ňu dopadá svetelný tok 1 lm alebo, čo je rovnaké, predstavuje osvetlenie normálne umiestnenej oblasti umiestnenej vo vzdialenosti 1 m od malého zdroj so svietivosťou 1 sviečka.
Za jednotku osvetlenia - lux (lux) - sa považuje osvetlenie vytvorené svetelným tokom 1 lm, rovnomerne rozloženým na ploche, ktorej plocha sa rovná jednému metru štvorcovému.
Jednotka osvetlenia je nastavená na lux (lx), rovná hodnote svetelný tok na meter štvorcový osvetlenej plochy.
Jednotka osvetlenia je nastavená na lux (l/s), čo sa rovná množstvu svetelného toku na meter štvorcový osvetlenej plochy.
Osvetlenie (v niektorých typických prípadoch v luxoch.
Za osvetľovaciu jednotku sa považuje osvetlenie plochy 1 m2, z ktorej dopadá svetelný tok 1 lm, rovnomerne rozložený na mieste. Osvetlenie 1 lux sa dosiahne na povrchu gule s polomerom 1 m, ak sa do stredu gule umiestni bodový zdroj so svietivosťou 1 cd.
Jednotkou osvetlenia je lux (lx), t.j. osvetlenie plochy 1 m2, na ktorú dopadá rovnomerne rozložený svetelný tok 1 lm.
Jednotkou osvetlenia je lux, skrátene lux.
Schéma na určenie koeficientu prirodzeného osvetlenia vytvoreného priamym a odrazeným svetlom. Jednotkou osvetlenia je lux (lx), keď je svetelný tok 1 lm rovnomerne rozložený na ploche 1 m2.
Jednotkou osvetlenia je lux. V tomto prípade je osvetlená oblasť normálna k dopadajúcim lúčom.
Jednotkou osvetlenia je lux.
Kryštál polovodičovej diódy vyžarujúcej svetlo.| Charakteristika svetelnej diódy. Jednotkou osvetlenia je lux. Osvetlenie 1 lux má plochu na 1 m2 z toho dopadá svetelný tok 1 lm.
Za osvetľovaciu jednotku sa považuje osvetlenie plochy 1 m2, z ktorej dopadá svetelný tok 1 lm, rovnomerne rozložený na mieste. Osvetlenie 1 lux sa dosiahne na povrchu gule s polomerom 1 m, ak sa do stredu gule umiestni bodový svetelný zdroj jednej sviečky.
Za jednotku osvetlenia sa považuje lux (lx), ktorý sa rovná osvetleniu plochy s plochou 1 m2, na ktorej je rovnomerne rozložený svetelný tok 1 lm.
Osvetlenie (v niektorých typických prípadoch v luxoch. Za osvetľovaciu jednotku sa považuje osvetlenie plochy na 1 m2, z ktorej dopadá svetelný tok 1 lm rovnomerne rozložený po ploche. Osvetlenie 1 lux sa dosiahne na ploche guľa s polomerom 1 m, ak je v strede gule umiestnený bodový zdroj, ktorého svietivosť je 1 cd.

Za jednotku osvetlenia sa považuje osvetlenie takého povrchu, ktorého na 1 mg pripadá svetelný tok 1 lm rovnomerne rozložený po ploche. Osvetlenie 1 lux sa dosiahne na povrchu gule s polomerom 1 m, ak sa do stredu gule umiestni bodový svetelný zdroj jednej sviečky.
Jednotkou osvetlenia je lux (lx), ktorý sa rovná osvetleniu plochy 1 m2, na ktorej je rovnomerne rozložený svetelný tok 1 lm.
Jednotkou osvetlenia je lux (lx) - osvetlenie vytvorené svetelným tokom jedného lúmenu na ploche jedného štvorcového metra.
Nožná sviečka je jednotka osvetlenia prijatá v Anglicku, 10 76 luxov.
Predtým akceptovaná jednotka osvetlenia, lux, sa rovná 1 005 luxom, ktoré sú v súčasnosti akceptované.
Jednotkou osvetlenia je lux (l/s), čo sa rovná množstvu svetelného toku na 1 m2 osvetlenej plochy.
Zdroj S osvetľuje hladinu dopadajúcimi lúčmi. a - normálne a b - pod uhlom f k normálu N. Niekedy sa osvetľovacia jednotka považuje za 10 000-krát väčšiu osvetlenosť.
V SI sa za jednotku osvetlenia berie lux (lx) (z lat. Lux je osvetlenie plochy, na ktorej každý štvorcový meter dostáva rovnomerný svetelný tok jedného lúmenu.
Pri výbere osvetlenia (jednotka osvetlenia - lux) sa berú do úvahy rozmery rôznych častí: odrazivosť častí a pozadia. Štandardy osvetlenia pre rôzne podmienky regulované Štátnym stavebným výborom ZSSR.
V USA a Anglicku je jednotkou osvetlenia noha-sviečka - (ic), určená hustotou svetelného toku 1 lm na 1 štvorcový stopu, 1 fc 10 76 lux. V niektorých návodoch môžete nájsť fotografiu ako jednotku osvetlenia, ktorá je určená hustotou svetelného toku 1 lm na 1 cm2, 1 f 104 luxov.
Jednotka osvetlenia používaná v USA a Anglicku, keď sa jednotka dĺžky berie ako stopa.
Lux (lx) je jednotka osvetlenia, keď svetelný tok jedného lúmenu rovnomerne klesá na 1 lR.
Aby ste získali vizuálnu predstavu o jednotkách osvetlenia, všimnite si, že osvetlenie vytvorené priamym slnečným žiarením je rádovo 105 luxov, osvetlenie potrebné na čítanie je približne 40 luxov a osvetlenie vytvorené úplným mesiacom je približne 0 2 luxov. .
V praxi sa lux (lx) častejšie používa ako jednotka osvetlenia, ktorá sa rovná osvetleniu plochy 1 m2, keď na ňu dopadá svetelný tok 1 lm alebo, čo je to isté, predstavuje osvetlenie. bežne umiestnenej oblasti umiestnenej vo vzdialenosti 1 m od malého zdroja s intenzitou svetla v 1 sviečke.

Jednotka svietivosti je rovnaká ako jednotka osvetlenosti, ale nazýva sa radlux.
Phot (phot) - jednotka osvetlenia v systéme GHS; 1 fotografia 1 cd-sr/cm2104 lux.
Je zaujímavé poznamenať, že sviečky boli vyrobené zo spermaceti, ktorá slúžila ako jednotka osvetlenia. V Anglicku sa teda za štandard považuje sviečka s hmotnosťou 75 6 g, v ktorej za hodinu vyhorí 7 77 g spermaceti.
Prenosné prístroje na meranie osvetlenia s ventilovou fotobunkou a mikroampérmetrom ciachovaným na jednotky osvetlenia sú prakticky základom všetkých prístrojov používaných vo fotometrii. Takéto prístroje sú veľmi pohodlné a vhodné na merania, ktoré sa predtým dali vykonávať len pomocou určitých prístrojov založených na porovnávacom princípe. V týchto zariadeniach bolo potrebné dosiahnuť rovnomerné osvetlenie oboch plôch a konečný výsledok meraní závisel od individuálnych zrakových vlastností toho, kto merania robil.
Osvetlenie je možné merať porovnaním so známym osvetlením pomocou rôznych fotometrov, ako aj luxmetrov, ktoré sú kombináciou fotoelektrického prijímača a k nemu pripojeného elektrického meracieho zariadenia, ktoré je potrebné najskôr nakalibrovať v jednotkách osvetlenia.
Osvetlenie (E) - povrchová hustota svetelného toku dopadajúceho na povrch - sa rovná pomeru svetelného toku dopadajúceho na povrchový prvok k ploche osvetleného povrchu. Jednotkou osvetlenia je lux (lux) - osvetlenie plochy s plochou 1 meter štvorcový so svetelným tokom, ktorý na ňu dopadá (rovná sa 1 lumen).

Na hodnotenie kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov svetla bol vyvinutý špeciálny systém veličín svetla.

Za hlavnú mieru svetla možno považovať svetelný tok, ktorý sa v literatúre osvetľovacej techniky označuje písmenom F. V skutočnosti je svetelný tok výkon svetelného žiarenia, meraný nie vo wattoch alebo konských silách, ale v špeciálnych jednotkách nazývaných lúmeny (skrátene označenie v ruskojazyčnej technickej literatúre - lm, v cudzej - lm).

Čo je to lúmen? Lumen je 1/683 wattu svetla monochromatického, teda striktne jednofarebného žiarenia s vlnovou dĺžkou 555 nm, čo zodpovedá maximu krivky spektrálnej citlivosti oka. Hodnota 1/683 sa objavila historicky, keď hlavným zdrojom svetla boli obyčajné sviečky a žiarenie novovznikajúcich elektrických svetelných zdrojov sa porovnávalo so svetlom takýchto sviečok. V súčasnosti je táto hodnota (1/683) legalizovaná mnohými medzinárodnými dohodami a všade akceptovaná.

Svetelný tok zo svetelných zdrojov - či už je to obyčajná zápalka alebo ultramoderná elektrická lampa - sa spravidla šíri viac-menej rovnomerne do všetkých smerov. Pomocou zrkadiel alebo šošoviek však možno svetlo nasmerovať tak, ako potrebujeme, koncentrovať ho do určitej časti priestoru. Časť alebo zlomok priestoru je charakterizovaný priestorovým uhlom. Pojem „pevný uhol“ priamo nesúvisí so svetlom, ale v osvetľovacej technike sa používa tak široko, že bez neho nie je možné vysvetliť mnohé svetelné pojmy a veličiny.

Priestorový uhol je pomer plochy vyrezanej týmto uhlom na guli s ľubovoľným polomerom R ku štvorcu tohto polomeru (pozri obr. 3). V technickej literatúre sa priestorové uhly zvyčajne označujú gréckym písmenom co a merajú sa v steradiánoch (skrátene sr):

Je zrejmé, že veličiny S a R sa musia merať v rovnakých jednotkách.

Ak je svetelný tok Φ z akéhokoľvek svetelného zdroja sústredený v priestorovom uhle ω, potom môžeme o svietivosti tohto zdroja hovoriť ako o uhlovej hustote svetelného toku. Svetelná intenzita (označená písmenom I) je teda pomer svetelného toku obsiahnutého v akomkoľvek priestorovom uhle k veľkosti tohto uhla:

Ak svetelný zdroj svieti rovnomerne v celom priestore, teda v priestorovom uhle 4n (keďže plocha gule je 4nR2), potom sa svietivosť takéhoto zdroja rovná F/4n, t.j. F/12,56 . Svietivosť sa meria v kandelách (skrátené ruské označenie cd, zahraničné - cd). Slovo kandela sa do ruštiny prekladá ako sviečka a jednotka svietivosti sa v ZSSR do roku 1963 nazývala sviečka. Jedna kandela je svietivosť zdroja vyžarujúceho svetelný tok 1 lm pri priestorovom uhle 1 sr. Bežná stearová sviečka má približne rovnakú svietivosť (preto je jasné, že svetelný tok takejto sviečky je približne 12,56 lm).

Svetlo z akéhokoľvek zdroja je spravidla potrebné na osvetlenie konkrétneho miesta - pracovnej plochy, výkladu, ulíc atď. Na charakterizáciu osvetlenia konkrétnych miest sa zavádza ďalšia svetelná hodnota - osvetlenie. Osvetlenie je množstvo svetelného toku na jednotku plochy osvetleného povrchu. Ak svetelný tok Ф dopadá na určitú oblasť S, potom sa priemerné osvetlenie tejto oblasti (označené písmenom E) rovná:

Jednotka merania osvetlenia sa nazýva lux (v ruskojazyčnej literatúre skrátené označenie - lk, v zahraničnej literatúre - /x). Jeden lux je osvetlenie, pri ktorom na plochu 1 m2 dopadá svetelný tok 1 lm:

1 lux = 1 lm/ 1 m2.

Aby sme si túto hodnotu predstavili, povedzme, že osvetlenie asi 1 lux vytvorí stearínová sviečka v rovine kolmej na smer svetla, zo vzdialenosti 1 metra. Pre porovnanie: osvetlenie z Mesiaca v splne na zemskom povrchu v zime v šírke Moskvy nepresahuje 0,5 luxu; Priame osvetlenie zo Slnka počas letného popoludnia v šírke Moskvy môže dosiahnuť 100 000 luxov.

Povedzme, že osvetlenie pracovnej plochy je 100 luxov. Na stole sú listy bieleho papiera, akési čierne leporelá a kniha so sivou obálkou. Osvetlenie všetkých týchto objektov je rovnaké,
a oko vidí, že listy papiera sú svetlejšie ako kniha a kniha je ľahšia ako skladačka. To znamená, že naše oko hodnotí ľahkosť predmetov nie podľa ich osvetlenia, ale podľa nejakej inej hodnoty. Táto „iná veličina“ sa nazýva jas. Jas plochy S je pomer svietivosti I vyžarovanej touto plochou v ľubovoľnom smere k priemetu tejto plochy do roviny kolmej na zvolený smer (obr. 4). Ako je známe, plocha priemetu akéhokoľvek plochého povrchu do inej roviny sa rovná ploche tohto povrchu vynásobenej kosínusom uhla medzi rovinami. V technickej literatúre sa jas označuje písmenom L:

pojem "jas"

L = I / S cos a.

V tomto vzorci je I svietivosť povrchu v určitom smere (napríklad rovina pracovnej plochy alebo predmetov na nej ležiacich); S je plocha tohto povrchu; a je uhol medzi kolmicou k rovine a smerom, v ktorom chceme jas poznať (napríklad muška, teda čiara spájajúca oko a hodnotený povrch).

Ak existujú špeciálne jednotky merania pre svetelný tok, intenzitu osvetlenia a osvetlenie (lúmen, kandela a lux), potom neexistuje žiadny špeciálny názov pre jednotku merania jasu. Je pravda, že v starých (pred rokom 1963) učebniciach fyziky, svetelného inžinierstva, optiky a inej technickej literatúry bolo niekoľko názvov jednotiek merania jasu: v ruštine - nit a stilbe, v angličtine - foot-lambert, apostilbe atď. Medzinárodný systém SI neakceptovala žiadnu z týchto jednotiek a neprišla so špeciálnym názvom pre akceptovanú jednotku merania jasu.

Jednotkou merania jasu je teraz vo všetkých krajinách jas rovného povrchu vyžarujúceho svetelnú intenzitu 1 cd na meter štvorcový v smere kolmom na svetelný povrch, teda 1 cd/m2.

Čo určuje jas predmetov?

V prvom rade, samozrejme, na množstve svetla, ktoré na ne dopadá. Ale v uvedenom príklade všetky predmety ležiace na stole dostávajú rovnaké množstvo svetla. To znamená, že jas závisí aj od vlastností samotných objektov, konkrétne od ich schopnosti odrážať dopadajúce svetlo.

Schopnosť predmetov odrážať svetlo dopadajúce na ne je charakterizovaná koeficientom odrazivosti, zvyčajne označovaným g.
chelické písmeno r. Koeficient odrazivosti je pomer množstva svetelného toku odrazeného od akéhokoľvek povrchu k svetelný tok pád na tento povrch z akéhokoľvek zdroja svetla alebo lampy:

p = odrazené svetlom / zistený.

Čím vyššia je odrazivosť predmetu, tým svetlejší sa nám javí. V príklade stolného počítača je odrazivosť listov papiera vyššia ako väzba knihy a odrazivosť väzby je vyššia ako odrazivosť zakladača.

Odrazivosť materiálov závisí jednak od vlastností samotných materiálov a jednak od charakteru ich povrchovej úpravy. Odraz môže byť nasmerovaný jedným smerom alebo rozptýlený v určitom priestorovom uhle. Vezmite si list obyčajného bieleho papiera na písanie alebo papiera Whatman. Bez ohľadu na to, z ktorej strany a z akého uhla sa na takýto list pozeráme, zdá sa nám rovnako ľahký, teda jeho jas je vo všetkých smeroch rovnaký. Takýto odraz sa nazýva difúzny alebo rozptýlený; V súlade s tým sa povrchy s týmto typom odrazu nazývajú aj difúzne. Patria sem nelesklý papier, väčšina látok, matné farby, bielenie, drsné kovové povrchy a mnohé ďalšie.

Ale ak začneme leštiť hrubý kovový povrch, povaha jeho odrazu sa začne meniť. Ak je povrch veľmi dobre vyleštený, potom sa všetko svetlo dopadajúce naň odrazí jedným smerom. V tomto prípade je uhol, pod ktorým sa dopadajúce svetlo odráža, presne rovný uhlu, pod ktorým dopadá na povrch. Takýto odraz sa nazýva zrkadlový a rovnosť uhlov dopadu a odrazu svetla je jedným zo základných zákonov osvetľovacej techniky: všetky metódy výpočtu bodových svetiel a svietidiel so zrkadlovou optickou časťou sú založené na tomto zákone.

Okrem zrkadlového a difúzneho odrazu existuje smerový rozptýlený odraz (napríklad od zle vyleštených kovových povrchov, hodvábnych tkanín alebo lesklého papiera), ako aj zmiešaný odraz (napríklad od mliečneho skla). Na obr. Obrázok 5 (pozri nasledujúcu stranu) ukazuje príklady rôzneho charakteru odrazu materiálov.

Krivka charakterizujúca uhlové rozloženie koeficientu odrazu sa nazýva indikatrix odrazu.

Pre povrchy s difúznym odrazom je jas spojený s osvetlením jednoduchým vzťahom:

Ldu

Jas zrkadlového povrchu sa rovná jasu predmetov, ktoré sa v ňom odrážajú (svetelné zdroje, strop, steny atď.), Vynásobené koeficientom odrazu:

^zrkadlo = p L odrazených predmetov.

S jednou z týchto charakteristík sme sa už oboznámili - koeficient odrazu. V prírode však neexistujú žiadne materiály, ktoré odrážajú všetko na ne dopadajúce svetlo, teda materiály, pre ktoré p = 1. Tá časť svetla, ktorá sa neodráža od materiálu, je vo všeobecnosti rozdelená na dve časti: jedna časť prechádza cez materiál sa do neho pohltí ten druhý. Podiel svetla, ktorý prechádza materiálom, je charakterizovaný priepustnosťou (označuje sa gréckym písmenom t); a časť, ktorá sa absorbuje, je koeficient absorpcie (označený a):

t = Fminulosť / Fklesanie.

a = F pogo. osch. ee. je. y/f:

absorbovaný / Ffalling.

Vzťahy medzi týmito tromi koeficientmi – odrazom, absorpciou a priepustnosťou – môžu byť veľmi odlišné, ale vo všetkých prípadoch bez výnimky sa súčet týchto troch koeficientov rovná jednote:

p + t + a = 1.

V prírode neexistuje jediný materiál, pre ktorý by sa aspoň jeden z troch koeficientov rovnal 1. Najväčší difúzny odraz má čerstvo napadnutý sneh (p ~ 1), chemicky čistý síran bárnatý a oxid horečnatý (p = 0,96). . Najvyšší zrkadlový odraz má čisté leštené striebro (p = 0,92) a špeciálne upravený hliník (podľa reklamných údajov má hliník značky „Miro“ od nemeckej spoločnosti Alanod p = 0,95).

Hodnota priepustnosti je uvedená v referenčnej literatúre pre určitú hrúbku materiálu (zvyčajne 1 cm). Medzi najpriehľadnejšie materiály patrí najmä čistý kremeň a niektoré značky polymetylmetakrylátu (organické sklo), pre ktoré p = 0,99/cm.

Hypotetická (naozaj neexistujúca!) látka s absorpčným koeficientom rovným 1 sa nazýva „absolútne čierne teleso“ – tomuto pojmu sa budeme venovať neskôr pri vysvetľovaní fungovania tepelných svetelných zdrojov.

Rovnako ako odraz môže byť priepustnosť svetla smerová (v silikátových alebo organických sklách, polykarbonát, polystyrén, kremeň atď.), difúzna alebo difúzna (mliečne sklo), smerovo difúzna (matné sklo) a zmiešaná.

Prevažná väčšina materiálov odráža, prepúšťa alebo absorbuje svetlo odlišne pri rôznych vlnových dĺžkach, teda rôznych farbách. Práve táto vlastnosť materiálov určuje ich farbu a vytvára okolo nás viacfarebný svet. Pre úplnú charakteristiku svetelných vlastností materiálov je potrebné poznať nielen absolútne hodnoty ich koeficientov odrazu, priepustnosti a absorpcie, ale aj rozloženie týchto koeficientov v priestore (ukazovatele) a pozdĺž vlnových dĺžok. Rozloženie koeficientov na vlnových dĺžkach sa nazýva spektrálne charakteristiky (odraz, prenos alebo absorpcia).

Všetky tri menované koeficienty sú relatívne (bezrozmerné) veličiny a merajú sa v zlomkoch jednotky alebo v percentách (v rovnakých zlomkoch vynásobených 100).

1. Svetelný tok

Svetelný tok je sila žiarivej energie, ktorá sa hodnotí podľa svetelného pocitu, ktorý vytvára. Energia žiarenia je určená počtom kvánt, ktoré emitor vyžaruje do priestoru. Energia žiarenia (energia žiarenia) sa meria v jouloch. Množstvo energie emitovanej za jednotku času sa nazýva tok žiarenia alebo tok žiarenia. Tok žiarenia sa meria vo wattoch. Svetelný tok je označený Fe.

kde: Qе - energia žiarenia.

Tok žiarenia je charakterizovaný rozložením energie v čase a priestore.

Vo väčšine prípadov, keď hovoríme o rozložení toku žiarenia v čase, neberú do úvahy kvantovú povahu výskytu žiarenia, ale chápu to ako funkciu, ktorá dáva zmenu v čase okamžitých hodnôt žiarenia. tok Ф(t). To je prijateľné, pretože počet fotónov emitovaných zdrojom za jednotku času je veľmi veľký.

Podľa spektrálneho rozloženia toku žiarenia sa zdroje delia do troch tried: s čiarovým, pásikovým a spojitým spektrom. Tok žiarenia zdroja s čiarovým spektrom pozostáva z monochromatických tokov jednotlivých čiar:

kde: Фλ - monochromatický tok žiarenia; Fe - tok žiarenia.

V prípade zdrojov s pruhovaným spektrom sa žiarenie vyskytuje v pomerne širokých oblastiach spektra - pásikoch oddelených od seba tmavými intervalmi. Na charakterizáciu spektrálneho rozloženia toku žiarenia pri spojitých a pruhovaných spektrách sa používa veličina tzv spektrálna hustota toku

kde: λ - vlnová dĺžka.

Hustota toku spektrálneho žiarenia je charakteristikou rozloženia toku žiarenia v spektre a rovná sa pomeru elementárneho toku ΔФeλ zodpovedajúceho nekonečne malej ploche k šírke tejto oblasti:

Spektrálna hustota toku žiarenia sa meria vo wattoch na nanometer.

V osvetľovacej technike, kde je hlavným prijímačom žiarenia ľudské oko, sa na posúdenie efektívneho pôsobenia toku žiarenia zavádza pojem svetelný tok. Svetelný tok je tok žiarenia posudzovaný podľa jeho účinku na oko, ktorého relatívna spektrálna citlivosť je určená priemernou krivkou spektrálnej účinnosti schválenou CIE.

V osvetľovacej technike sa používa nasledujúca definícia svetelného toku: svetelný tok je sila svetelnej energie. Jednotkou svetelného toku je lumen (lm). 1 lm zodpovedá svetelnému toku vyžarovanému v jednotkovom priestorovom uhle bodovým izotropným zdrojom so svietivosťou 1 kandela.

Tabuľka 1. Typické hodnoty svietivosti svetelných zdrojov:

Svetelný tok Ф dopadajúci na teleso je rozdelený do troch zložiek: odrazený telesom Фρ, absorbovaný Фα a prenášaný Фτ. Pri použití nasledujúcich koeficientov: odraz ρ = Фρ /Ф; absorpcia α = Фα/Ф; prenos τ = Фτ / Ф.

Tabuľka 2. Svetelné charakteristiky niektorých materiálov a povrchov

2. Svetelná sila

Rozloženie žiarenia z reálneho zdroja v okolitom priestore nie je rovnomerné. Preto svetelný tok nebude vyčerpávajúcou charakteristikou zdroja, ak nie je súčasne určené rozloženie žiarenia v rôznych smeroch okolitého priestoru.

Na charakterizáciu rozloženia svetelného toku sa používa koncept priestorovej hustoty svetelného toku v rôznych smeroch okolitého priestoru. Priestorová hustota svetelného toku, určená pomerom svetelného toku k priestorovému uhlu s vrcholom v bode, kde sa nachádza zdroj, v ktorej je tento tok rovnomerne rozložený, sa nazýva intenzita svetla:

kde: F - svetelný tok; ω - priestorový uhol.

Jednotkou svietivosti je kandela. 1 cd.

Ide o intenzitu svetla, ktorú v kolmom smere vyžaruje povrchový prvok čierneho telesa s plochou 1:600000 m2 pri teplote tuhnutia platiny.
Jednotkou svietivosti je kandela, cd je jednou zo základných veličín v sústave SI a zodpovedá svetelnému toku 1 lm, rovnomerne rozloženému v priestorovom uhle 1 steradián (avg). Priestorový uhol je časť priestoru uzavretého vo vnútri kužeľovej plochy. Pevný uholω sa meria pomerom plochy, ktorú vyreže z gule s ľubovoľným polomerom, k druhej mocnine tejto gule.

3. Osvetlenie

Osvetlenie je množstvo svetla alebo svetelného toku dopadajúceho na jednotkovú plochu. Označuje sa písmenom E a meria sa v luxoch (lx).

Jednotka osvetlenia lux, lux má rozmer lumen na meter štvorcový (lm/m2).

Osvetlenie možno definovať ako hustotu svetelného toku na osvetlenom povrchu:

Osvetlenie nezávisí od smeru šírenia svetelného toku na povrch.

Tu sú niektoré všeobecne akceptované indikátory osvetlenia:

Leto, deň pod bezmračnou oblohou - 100 000 luxov

Pouličné osvetlenie - 5-30 luxov

Spln za jasnej noci - 0,25 lux

4. Vzťah medzi svietivosťou (I) a osvetlenosťou (E).

Zákon inverzného štvorca

Osvetlenie v určitom bode na ploche kolmej na smer šírenia svetla je definované ako pomer svietivosti k druhej mocnine vzdialenosti od tohto bodu k svetelnému zdroju. Ak vezmeme túto vzdialenosť ako d, potom tento vzťah možno vyjadriť nasledujúcim vzorcom:

Napríklad: ak svetelný zdroj vyžaruje svetlo s intenzitou 1200 cd v smere kolmom na povrch vo vzdialenosti 3 metre od tohto povrchu, potom osvetlenosť (Ep) v bode, kde svetlo dosiahne povrch, bude 1200 /32 = 133 lux. Ak je povrch vo vzdialenosti 6 m od zdroja svetla, osvetlenie bude 1200/62 = 33 luxov. Tento vzťah sa nazýva "zákon inverzného štvorca".

Osvetlenie v určitom bode na povrchu, ktorý nie je kolmý na smer šírenia svetla, sa rovná svietivosti v smere meracieho bodu, vydelenej druhou mocninou vzdialenosti medzi zdrojom svetla a bodom v rovine vynásobenej kosínus uhla γ (γ je uhol, ktorý zviera smer dopadu svetla a kolmica na túto rovinu).

Preto:

Toto je zákon kosínusu (obrázok 1).

Ryža. 1. K zákonu kosínusu

Na výpočet horizontálneho osvetlenia je vhodné zmeniť posledný vzorec nahradením vzdialenosti d medzi svetelným zdrojom a meraným bodom výškou h od svetelného zdroja k povrchu.

Na obrázku 2:

potom:

Dostaneme:

Pomocou tohto vzorca sa vypočíta horizontálne osvetlenie v bode merania.

Ryža. 2. Horizontálne osvetlenie

6. Vertikálne osvetlenie

Osvetlenie toho istého bodu P vo vertikálnej rovine orientovanej smerom k svetelnému zdroju možno znázorniť ako funkciu výšky (h) svetelného zdroja a uhla dopadu (γ) intenzity osvetlenia (I) (obrázok 3).

svietivosť

Pre povrchy konečných rozmerov:

Svietivosť je hustota svetelného toku vyžarovaného svietiacou plochou. Jednotkou svietivosti je lumen na meter štvorcový svietiacej plochy, čo zodpovedá ploche 1 m2, ktorá rovnomerne vyžaruje svetelný tok 1 lm. V prípade všeobecného žiarenia sa zavádza pojem energetickej svietivosti vyžarujúceho telesa (Me).

Jednotkou energetickej svietivosti je W/m2.

Svetelnosť v tomto prípade môže byť vyjadrená hustotou svietivosti spektrálnej energie emitujúceho telesa Meλ(λ)

Pre porovnávacie posúdenie znížime svietivosti energie na svietivosti niektorých povrchov:

Slnečný povrch - Me=6 107 W/m2;

Vlákno žiarovky - Me=2 105 W/m2;

Povrch slnka v zenite je M=3,1 109 lm/m2;

Žiarovka žiarivky - M=22 103 lm/m2.

Ide o intenzitu svetla vyžarovaného na jednotku plochy v určitom smere. Jednotkou merania jasu je kandela na meter štvorcový (cd/m2).

Samotný povrch môže vyžarovať svetlo, ako je povrch lampy, alebo odrážať svetlo, ktoré pochádza z iného zdroja, ako je povrch cesty.

Povrchy s rôznymi odrazovými vlastnosťami pri rovnakom osvetlení budú mať rôzne stupne jasu.

Jas vyžarovaný plochou dA pod uhlom Ф k priemetu tejto plochy sa rovná pomeru intenzity vyžarovaného svetla v danom smere k priemetu vyžarujúcej plochy (obr. 4).

Ryža. 4. Jas

Intenzita svetla ani priemet vyžarovacej plochy nezávisia od vzdialenosti. Preto je jas tiež nezávislý od vzdialenosti.

Niekoľko praktických príkladov:

Jas povrchu slnka - 2000000000 cd/m2

Svietivosť žiariviek - od 5000 do 15000 cd/m2

Jas povrchu Mesiaca v splne - 2500 cd/m2

Umelé cestné osvetlenie - 30 lux 2 cd/m2