Основные светотехнические понятия и единицы

Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380 - 760 нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора.

Чувствительность глаза к излучениям различных длин волн неодинакова. Свойства глаза по-разному оценивать одинаковую лучистую мощность различных длин волн видимого спектра называется спектральной чувствительностью глаза.

Глаз лучше всего воспринимает ощущение желто-зеленого цвета, а именно: лучи с длиной волны (λ) = 555 нм. Таким образом, если чувствительность глаза к излучению с длиной волны 555 нм принять за единицу, то чувствительность глаза к излучениям других волн видимого диапазона при одинаковой мощности будет меньше единицы.

Cветовой поток (Ф) - мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению. Измеряется в люменах (лм).

Единица светового потока - люмен (лм) - световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле (в 1 стерадиан при силе света 1 кандела). Световой поток можно оценивать в пространстве по силе света или на поверхности по освещенности.

Стерадиан (единица телесного угла) - телесный угол, вырезающий на поверхности сферы площадь, равную квадрату ее радиуса.

Кандела (кд) - единица силы света, равная силе света, испускаемого с площади 1/600 000 м² сечения полного излучателя в перпендикулярном к этому сечению направлении при температуре затвердевания платины (2042 К) и давлении 101325 н/м².

Сила света - световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица силы света - кандела (кд).

Освещенность (Е) представляет собой распределение светового потока (Ф) на поверхности площадью S и может быть выражена формулой E = Ф/S.

Единицей измерения освещенности является люкс (лк) - освещенность поверхности площадью 1 м² световым потоком в 1 лм (лм/м²). Освещенность поверхности не зависит от ее световых свойств.

С точки зрения гигиены труда освещенность имеет существенное значение, по ней нормируются условия освещения в производственных помещениях и рассчитываются осветительные установки. В физиологии зрительного восприятия важное значение придается не падающему световому потоку, а уровню яркости освещаемых производственных и других объектов, которая отражается от освещаемой поверхности в направлении глаза. Зрительное восприятие определяется не освещенностью, а яркостью, под которой понимают характеристику светящихся тел, равную отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению. Яркость измеряется в нитах (нт, 1 нт = 10^-4 Кд/см²). Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, степени освещенности и угла, под которым поверхность рассматривается.

Светимость - величина, полного светового потока, испускаемого единицей поверхности источника света. Светимость измеряется в люменах на квадратный метр (лм/м²).

Световой поток, падающий на поверхность, частично отражается, поглощается или пропускается сквозь освещаемое тело. Поэтому световые свойства освещаемой поверхности характеризуются не только величиной падающего на нее светового потока, но и коэффициентами отражения ρ, пропускания r и поглощения а, причем во всех случаях ρ + r + а = 1.

Коэффициент отражения (ρ) - отношение отраженного телом светового потока (Ф_р) к падающему:

Отражение светового потока поверхностями зависит от их окраски, состояния и строения. Так, коэффициент отражения светлой деревянной поверхности равен 35 - 40 %, чистого побеленного потолка – 75 - 80 %.

Коэффициент пропускания равен отношению светового потока, прошедшего через среду, к падающему.

Коэффициент поглощения равен отношению поглощенного телом светового потока к падающему. Поверхности, яркость которых в отраженном или пропущенном свете одинакова во всех направлениях, называются диффузными. Близки по свойствам к диффузным поверхностям и часто приравниваются к ним в отраженном свете матовые поверхности бумаги, ткани, дерева, необработанные металлы и др.; в проходящем свете - только молочные стекла.