Основные светотехнические характеристики

Ощущение зрения происходит под влиянием видимого излучения, которое представляет собой электромагнитные волны с длиной волны 0,38–0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется рядом количественных и качественных показателей.

К количественным показателям относятся.

· Сила света J. Основная световая единица, принятая в Международной системе СИ, – сила света, измеряемая единицей «свеча» (св). Это сила света некоторого эталонного источника, изготовленного строго по стандартам. Эталоном свечи является сосуд, в котором находится платина в критическом состоянии (граница расплава) при температуре 2046,5К. В платину вставлена трубочка, которая нагревается до температуры расплава платины и начинает светиться. Сила света, испускаемая из трубочки с поверхности платины площадью 0,0053 кв. см, соответствует одной свече.

· Световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; световой поток характеризует мощность светового излучения, испускамого источником света в 1 свечу внутри единичного телесного угла (1 стерадиан). Единица измерения светового потока – люмен (лм). Полный световой поток, посылаемый источником по всем направлениям, равен 4p лм.

· Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м²), к ее площади; ; измеряется в фотах (Ф), если единица площади в см², или в люксах (лк), если единица площади измеряется в м²; освещенность в 1 лк получается на поверхности сферы радиусом 1 м, если в ее центре поместить источник света в 1 св.

Освещенность ориентировочно равна:

- под прямыми солнечными лучами в полдень Е=100 000 лк;

- в пасмурный день Е= 1 000 лк;

- в светлой комнате Е= 100 лк;

- необходимо для чтения Е= 30 лк;

- полая луна Е= 0,2 лк.

· Яркость L поверхности под углом a к нормали – это отношение силы света к излучаемой, освещаемой или светящейся поверхности, к проекции dS этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную направлению движения света; ; единица измерения стильб (сб). 1 сб – яркость светящейся площадки, дающей силу света в 1 свечу с каждого квадратного сантиметра. Примерные яркости:

- яркость солнца = 150 000 сб;

- яркость нити лампы накаливания = 200 сб;

- пламя свечи = 0,5 сб;

- ночное небо = 10^–8 сб.

При яркости свыше 16 сб наступает болевой эффект.

К качественным показателям относятся.

Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта; фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на него световой поток. Коэффициент отражения r определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на него световому потоку Ф_пад:

.

При r>0,4 фон считается светлым; при 0/2<r<0,4 – средним и при r<0,2 – темным.

Контраст объекта с фоном k – степень различения объекта и фона. Контраст характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и яркости фона:

k считается большим, если k>0,5; средним, если 0,2<k<0,5; и малым, если k < 0,2 (объект еле различим на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности k_Е – критерий колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока.

.

Для газоразрядных ламп k_Е =25–65%; для ламп накаливания – k_Е ≈ 7%; для галогенных ламп накаливания – k_Е ≈ 1%;

Показатель ослепленности Р₀ –критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительными установками.

где V₁ и V₂ видимость объекта при экранировании и при наличии ярких источников света в поле зрения.

Видимость V–характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, контрастности, длительности экспозиции и др. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е.

где k_пор – наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на фоне.