Сила світла та яскравість

Початковим фізичним поняттям при побудові систем енергетичних світлових величин є переносима випромінюванням енергія або промениста енергія. У системі енергетичних (променистих) величин потужність випромінювання наз. променистим потоком або потоком випромінювання. Одиниці вимірювання променистого потоку – ват (Вт). Якщо випромінювання складається з декілької монохроматичних випромінювань, то повний променистий потік такого випромінювання складається з суми монохроматичних променистих потоків. Для лінійчастого спектра можна записати: ,

де Ф_е (λ_і) – променисті потоки лінії з довжинами хвиль λ_і.

Величиною, яка в системі світлових величин аналогічна променистому потоку, є світловий потік, тобто потужність випромінювання, що оцінюється по його дії на середнє людське око. Світловий потік лінійчастого спектра розраховується по формулі: , де К_m – нормуючий коефіцієнт, який залежить від вибору одиниці світлового потоку; V(λ_i) – відносна чутливість ока до окремих ліній. Одиниці вимірювання світлового потоку – люмен (Лм).

Сила світла І – це відношення світлового потоку Ф, що розповсюджується від джерела в напрямі, що розглядається, всередині тілесного кута Ω, до цього тілесного кута: . Сила світла вимірюється в канделах (Кд).

Освітленість Е – світловий потік, що падає на одиницю площі поверхні приймача випромінювання і вимірюється в люксах (Лк), ,

де S’– площа поверхні приймача випромінювання.

Світимість R - світловий потік, який випромінюється з одиниці площі джерела випромінюючої поверхні. Світимість вимірюється в Лм/м² : , де S – площа поверхні випромінювання.

Яскравість L – світловий потік, що падає на одиницю площі фотоприймаючої поверхні по тілесному куту.. Вимірюється в Кд/м²:, де α –кут між нормаллю до поверхні і вибраним напрямком.

Інтегральні за часом величини

Існують процеси, при яких визначальну роль грає не потужність, а енергія випромінювання, яка отримана за час процесу. Якщо початок і кінець процеса відповідають моментам часу t₁ і t₂, то енергія випромінювання, або промениста енергія дорівнює: . Одиниця променистої енергії – джоуль (Дж). Аналогічна світлова величина – світлова енергія – вимірюєтьсяв люмен-секундах (Лм·с).

Промениста енергія, що попадає на одиницю опромінюваної поверхні за час t₂ – t₁ наз. енергетичною експозицією: . Одиниця енергетичної експозиції – Дж/м². Відповіднаїй світлова величина – експозиція вимірюється в Лк·с.

Коефіцієнт корисної дії та світлова віддача випромінювача. Ефективінсть випромінювання.

Коли використовуване випромінювання оцінюється в енергетичних одиницях, ефективність джерела можна визначити коефіцієнтом корисної дії. Коли приймачем випромінювання являється око і випромінювання вимірюється в світлових одиницях, приміняють поняття світлова віддача – відношення випромінюваного світлового потоку до споживаної джерелом потужності. Ця величина вимір. в Лм/Вт.

В Лм/Вт вимірюється і світлова ефективність випромінювання – відношення світлового потоку випромінювання даного спектрального складу до його променистого потоку. Для лінійчастого спектра:

;

для суцільного спектра:

.

Як і світловою ефективністю можна корситуватися коефіцієнтами, які враховують ефективність дії випромінювання на будь-який приймач. Для цього необхідно знати його спектральну чутливість – величину, що оцінює його реакцію на випромінювання в залежності від довжини хвилі.