Николаенок М.М., Кустова Р.И. Электрическое освещение

где dФе - поток, приходящийся на единицу облучаемой поверхности dS .

С другой стороны, dФе = Iαdω. Из определения телесного угла (см.

рис.2.5)

Рис.1.2.5. Облученность по-

верхности от точечного источника

Тогда

Или, подставив это в формулу (1.2.19), получим

При проектировании облучательных установок важно знать среднюю облученность тел различной формы.

1. Тело в виде диска диаметром d≤ 0,5 l.

14

Площадь облучения

Рис.1.2.6. Облученность диска

Средняя облученность

где H = l cosα - высота подвеса облучателя.

2. Облучаемое тело - горизонтальная прямоугольная пластина разме- рами а, в

.

(1.2.29)

Рис.1.2.7. Облучение пластины

3. Облучаемое тело – сфера диаметром d

15

где Iγ – сила света с единицы длины светящейся линии в плоскости, пер-

тящаяся линия из точки расчета; Нр – высота расположения светящейся линии над освещаемой поверхностью.

Силу излучения с единицы длины линии в плоскости, перпендикулярной к ее оси с некоторым приближением можно определить по формуле:

где Ф – поток светящейся линии.

1.2.5. Приемники лучистой энергии и их характеристики

Тела в природе, в которых происходит поглощение, и преобразование оптического излучения называют приемниками оптического излучения. Они могут быть «живой» природы – биологические приемники, и «неживой» природы – физические, химические и др.

Известно, что не весь поглощенный приемником поток оказывает ка- кое-то действие. Поэтому для энергетической оценки действия оптического излучения на приемники вводят понятие чувствительности приемника. Раз-

личают: 1) интегральную чувствительность и 2) спектральную чувстви- тельность.

Интегральная чувствительность оценивает чувствительность к сложному излучению и характеризуется отношением поглощенной и эффективно

где С – коэффициент, определяемый выбором единиц измерения величины; Qеα – энергия, поглощенная и эффективно преобразованная в приемнике в другой вид энергии; Qе – вся энергия излучения, падающая на приемник.

Однако большинство приемников обладает избирательной чувствительностью к излучению разных длин волн. Зависимость, определяющую чувствительность приемника к монохроматическому излучению разной дли-

ны волн называют спектральной чувствительностью приемника

1.3. СВЕТОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ОИ

1.3.1. Взаимодействие оптического излучения с приёмниками и понятие эффективного потока

Положительное, а при сильном облучении, может быть и отрицательное действие вызывает не вся энергия излучения, упавшая на приемник, а только какая-то часть ее, которую мы назовём эффективной энергией.

Эффективную энергию за время ее действия можно рассматривать как эффек-

тивный поток.

Эффективный поток – это мощность излучения, поглощенная приемником и вызвавшая в нем какое-то полезное (эффективное) действие или другими словами эф-

фективный поток – это мощность излучения, оцененная по уровню реакции на него приемника энергии излучения, (например, реакция глаза на свет).

Если известна спектральная плотность потока излучения ϕeλ , то площадь фигуры под кривой спектральной плотности представляет собой поток излучения источни-

ка. Если на этом же графике построить график спектральной чувствительности qeλ , то

эффективный поток определяется площадью фигуры, заштрихованной дважды. Используя вышесказанное можно записать, что эффективный поток:

Рис. 1.3.1. Определение эффективного потока

Если же использовать понятие относительной спектральной чувствительно-

сти

21

В природе существует множество приемников излучения. Каждый из приемников по-своему реагирует на воздействие ОИ. Из-за множества приемников невозможно для каждого из них разработать свою систему единиц измерения эффективной энергии. Поэтому все приемники ОИ разбиты на несколько групп приемников, близких по своим оптическим свойствам. В каждой из групп приемников принят какой-то один средний приемник, по величине реакции которого и оценивается эффективное действие ОИ на данную группу приемников. Этот приемник принято называть образцовым или эталонным приемником.

Он должен удовлетворять следующим требованиям:

1) образцовый приемник должен реагировать на любые однородные излучения в пределах того участка спектра, на котором располагаются кривые спектральной чувствительности всех приемников данной группы;

2) мера реакции образцового приемника при облучении его потоком излучения должна поддаваться непосредственному или косвенному измерению с необходимой точностью;

3) эффективные величины системы, созданной на основе выбранного образцового приемника, должны обладать свойством аддитивности.

1.3.2. Системы световых величин и единицы их измерения

В настоящее время все приемники ОИ разбиты на 4 группы. Для каждой из этих групп принята своя система эффективных величин и единиц измерения.

1.Световая система эффективных величин. Эталонный приемник – глаз человека. В этой системе оценивается световое, фотопериодическое и терапевтическое действие видимого излучения.

Основной эффективной величиной в этой системе величин является световой поток Ф. Единицей светового потока является люмен (лм).

1 лм равен потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм2 при температуре затвердевания платины (2042 оК).

Однородное излучение мощностью 1 Вт при λ = 0,555 мкм составляет 680 лм све-

тового потока. Число 680 - световой эквивалент мощности излучения.

Максимальное значение спектральной чувствительности среднего глаза человека равно 680 лм/Вт при длине волны излучения λ = 0,555 мкм.

22