Фотометрия

 Фотометрия

Свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны от 0,4 до 0,8 мкм. Источником таких волн являются атомы и молекулы, в которых происходит изменение энергетического состояния.

Фотометрия занимается изучением силы света, яркости и освещенности как по зрительному восприятию глаза, так и по лучистому потоку.

Величина энергии, излучаемой телом за 1 сек, называется мощностью излучения. Энергию, переносимую световой волной через площадку за 1 с, называют потоком лучистой энергии через эту площадку. Поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению глаза, называется световым потоком. Ввиду того, что глаз неодинаково чувствителен к потокам с различными длинами волн, отношение потоков лучистой и световой энергии различно для различных длин волн. Обычно при дневном освещении глаз наиболее чувствителен к свету с длиной волны 5550 Å; отношение мощности излучения с длиной волны 5550 Å к мощности излучения с длиной волны λ, которое вызывает такое же зрительное ощущение, что и излучение с длиной волны 5550 Å, называется относительной чувствительностью глаза или относительной видностью (К_λ). Графическая зависимость К_λ от λ называется кривой видности.

Максимальную чувствительность при сумеречном зрении имеет глаз к длинам волн около 5070 Å.

При дневном зрении 1 Вт лучистой энергии с длиной волны 5550 Å соответствует световому потоку 680 люменов; при сумеречном зрении 1 Вт лучистой энергии с длиной волны 5070 Å соответствует световому потоку 1745 люменов.

Силой света (I) называют световой поток, излучаемый точечным источником света в единичный телесный угол:

1)

где

ΔФ	—	световой поток;
ΔΩ	—	малый телесный угол.

За единицу силы света принята свеча (св).

Для определения свечи служит эталон специальной конструкции, излучение которого соответствует излучению абсолютно черного тела при температуре затвердевания платины (2042 °К). Сила света, излучаемая таким источником в направлении нормали к его поверхности с площади 1/60 см², равна 1 свече.

За единицу светового потока принят люмен (лм). 1 люмен есть световой поток, распределенный в телесном угле в 1 стерадиан при силе света в 1 свечу.

Освещенность (E) измеряется световым потоком, приходящимся на единицу поверхности:

2)

где

E

—

величина поверхности, на которую падает световой поток.

Единицами освещенности являются люкс (лк) и фот (ф):

1 лк = 1 лм/м2, 1 ф = 1 лм/см2

Освещенность E плоской поверхности, создаваемая точечным источником:

где

I	—	сила света;
r	—	расстояние до освещаемой поверхности;
α	—	угол между направлением светового потока и нормалью к поверхности.

Яркость (В) является мерой излучения светящейся поверхности:

3)

где

S	—	величина видимой поверхности (проекция наблюдаемой поверхности на плоскость, перпендикулярную к направлению наблюдения);
I	—	сила света.

Единицами яркости являются нит (нт) и стильб (сб).

1 нит – яркость такого источника, который излучает с 1 м² светящейся поверхности свет силой в 1 свечу;

1 сб = 104 нт

Яркость эталона для определения силы света равна 60 сб.

Интенсивностью света называется средний по времени поток электромагнитных волн через единицу поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения волн. Интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды E (или H).