1.3. Световой поток

Световой поток – эффективный поток в системе, где об­разцовым приемником является приемник, относительная спектральная чувствительность которого определяется нор­мализованной функцией относительной спектральной световой эффективности излучения V(λ) для яркости адаптации L ≥ 10 кд м^-2 (дневное зрение) и V'(λ) для L ≤ 0.01 кд м^-2 (ночное зрение).

Если нет особых указаний, световой поток определится соотношением, принятым Международной комиссией по освещению (МКО) в 1948 г.:

, (1.11)

где Ф_λ – монохроматический световой поток;

Ф_eλ –моно­хроматический поток излучения;

V_λ – относительная спект­ральная чувствительность органа зрения к монохроматичес­кому излучению с длиной волны λ.

За единицу светового потока принят люмен (лм). Один люмен – это световой поток, излучаемый в единичном те­лесном угле (стерадиан) равномерным точечным источни­ком с силой света в одну канделу.

Максимальной спектральной чувствительностью (K_λ)_max обладает при дневном зрении фотометрический наблюда­тель МКО к монохроматическому излучению с длиной вол­ны λ = 555 нм. Численно (K_λ)_max =680 лм/Вт.

Для перехода от монохроматического потока излучения к монохроматическому световому потоку с той же длиной волны пользуются соотношением

, (1.12)

Световой поток источника с линейчатым спектром

(1.13)

где Ф_eλi – поток излучения линии, Вт;

n – число линий.

Световой поток источника со сплошным спектром

(1.14)

Если функции V(λ) и φ(λ) заданы таблицами или гра­фиками, поток определяется так:

, (1.15)

где n – число участков, на которые разбита видимая об­ласть спектра;

φ_λ – значение спектральной плотности по­тока излучения для середины i–го участка;

V_λi – значение относительной спектральной чувствительности глаза для середины i–го участка.

1.4. Телесный угол

Телесный угол – это часть пространства, ограниченная замкнутой поверхностью. Простейшим телесным углом бу­дет угол, образованный конической поверхностью.

На рис. 1.5 показаны три телесных угла: коничес­кий с плоским углом при вершине 2α₁; элементарный dω, образованный вращени­ем около оси О'О" двух об­разующих, смещенных отно­сительно этой оси на углы α и α+dα; двугранный ω₂ плоским углом φ при верши­не.

Рис.1.5. Телесные углы

Телесный угол с вершиной в центре сферы опреде­ляется отношением площа­ди участка поверхности сферы, на которую опирается этот угол, к квадрату радиуса сферы:

. (1.16)

Определим элементарный телесный угол dω. Из центра сферы проводим два радиуса, смещенных относительно нор­мали на углы α и α+dα. Вращая эти радиусы около линии О'О", мы вырезаем на поверхности сферы пояс, площадь которого равна dA=2πr sin arda. Следовательно, элементарный телесный угол, опирающийся на этот пояс, dω=dA/r²=2π sin ada.

Выражение, определяющее зональный телесный угол, включенный между двумя коническими поверхностями, образующие которых смещены относительно вертикальной оси на углы а_i и a_i+1 имеет вид:

. (1.17)

Значение такого телесного угла Δω называется угловым коэффициентом. Для 10–градусных и 5–градусных зон уг­лов α угловые коэффициенты подсчитаны и даются в виде таблиц. Очевидно, что наибольший телесный угол равен 4π. За единицу телесного угла принят такой центральный те­лесный угол, который вырезает на поверхности сферы учас­ток с площадью, равной квадрату радиуса сферы. Эта еди­ница телесного угла называется стерадианом, сокращенное обозначение ср.