Де 1 «Способы описания и характеристики электромагнитного излучения оптического диапазона» http://led22.Ru/ledstat/svetovye-velichiny/svetovye-velichiny.Html (Система световых величин)

Введение:

Следует различать два класса физических величин, характеризующих электромагнитное излучение:

1) энергетические величины, характеризующие электромагнитное поле вообще (во всем спектральном диапазоне): интенсивность, энергетический поток излучения, плотность энергии излучения...

2) величины, адаптированные под восприятие человеческого глаза (световые величины), использующиеся для описания только оптического диапазона: сила света, световой поток, яркость, освещенность,…. Применяются в оптике.

Энергия и поток электромагнитного излучения

Энергия. Объемная плотность энергии электромагнитного излучения в системе СИ находится по формуле:

где D – вектор электрической индукции, B – вектор магнитной индукции

Векторы электрической и магнитной индукции выражаются через напряженности электрического и магнитного полей в изотропном случае следующими формулами:

В вакууме плотность энергии электромагнитного поля можно записать в виде:

ε₀ (8,854·10^-12 Ф/м) и μ₀ (1,257·10^-6 Гн/м) – электрическая и магнитная постоянные, E и H – векторы электрического и магнитного полей, ρ – энергия излучения в единице объема.

Поток (как энергетическая величина). Распространение электромагнитной энергии в пространстве характеризуется вектором Пойнтинга S:

Его направление совпадает с направлением распространения энергии излучения, а абсолютное значение в единицах Вт/м² равно количеству энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярную направлению вектора S:

Поток излучения (энергетический поток излучения) – отношение энергии, переносимой излучением, ко времени переноса, значительно превышающим период световых колебаний. Единица измерения – [Вт].

Интенсивность характеризует величину энергии, переносимой через единичную площадку в единицу времени. . Единица измерения – [Вт/м²].

Энергетическая светимость, яркость, сила излучения, облученность

Энергетическая светимость (излучательность) – величина, равная отношению потока излучения, испускаемого площадкой dA источника к её площади:

Единица измерения – [Вт/м²].

Яркость – отношение силы света, излучаемого поверхностью, к площади её проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Можно сказать иначе: Яркость – это поток излучения, посылаемый единицей видимой поверхности в единичном телесном угле.

Где I – сила света, dA – участок излучающей поверхности, θ – угол между направлением излучения и перпендикуляром к излучающей поверхности.

Единица измерения – [нит]=[кд/м²]

Сила излучения (сила света) – величина светового потока, приходящегося на единицу телесного угла.

Единица измерения – кандела [кд].

Световой поток – физическая величина, равная мощности излучения, доступной для восприятия человеческим глазом.

Φ_νλ – спектральная плотность мощности, V_e – кривая спектральной чувствительности глаза, K_m – фотометрический эквивалент излучения (K_m=683 лм/Вт).

Единица измерения – люмен [лм]

Освещенность (облученность) – отношение светового потока, падающего на поверхность, к её площади.

Единица измерения – люкс [лк] = [лм/м].

Спектральная световая эффективность – величина, равная отношению светового потока к энергетическому потоку излучения:

Единица измерения – [лм/Вт]

Относительная спектральная световая эффективность – величина, равная отношению спектральной световой эффективности на данной длине волны к максимально возможной световой эффективности K_m=683 лм/Вт (на длине волны 555 нм):

Единица измерения: безразмерна.