Зависимость разрешающего угла глаза α от яркости объекта

Показатель	При яркости объекта, кд/м3
	неба, фасадов, дорог ночью			подсвеченных фасадов		стен в помещениях
	0,0003	0,003	0,03	0,3	3	30	170	300
Разрешающий угол α мин	17	9	3	1,5	0,9	0,8	0,8	0,7

4.3. Фотометрия. Основные величины, их взаимосвязь, единицы.

Лучистый поток энергии называется световым потоком и обозначается «Ф». Характеризует эта величина мощность световой энергии и измеряется в люменах (лм). Один люмен – световой поток, излучаемый внутрь телесного угла в 1 стерадиан точечным источником света силой в одну канделу.

Используемые на практике источники света распределяют излучаемый поток в пространстве неравномерно, поэтому для оценки светового потока в каком-либо направлении вводят понятие силы света «I», которая вычисляется по формуле I = Ф/Ω, где

Ф – световой поток; Ω – пространственный угол в стерадианах.

Величина телесного угла определяется по формуле

Ω = S/r², где

S – площадь, вырезаемая телесным углом на поверхности сферы, описанной из его вершины, радиусом r (площадь берут в м² , радиус в м).

Единицей силы света является 1 кандела (кд) – сила света, излучаемого в перпендикулярном направлении с 1/60000 м² поверхности абсолютно - чёрного тела. Распределение светового потока в пространстве характеризуют графиком распределения силы света в полярных координатах: концы векторов, соответствующих значениям силы света по разным направлениям, соединяют и получают замкнутую поверхность, внутренняя часть которой называется фотометрическим телом силы света (у большинства источников это тело симметрично относительно некоторой оси).

Следующей важной величиной в оценке световой энергии является яркость. Различают яркость свечения источника света и яркость освещаемых им поверхностей. Яркость – световая величина, непосредственно воспринимаемая глазом, она представляет собой поверхностную плотность силы света в заданном направлении. Яркость «L» определяется отношением силы света к площади проекции светящей поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению. Различают:

1. яркость в точке М поверхности источника в направлении светового луча

L = I/A cosθ, где

А – площадь элемента светящей поверхности, содержащего точку М, а θ – угол между нормалью к поверхности и выбранным направлением.

2. яркость в точке М поверхности приёмника энергии L = E/Ω, где

Е – освещенность поверхности, Ω – телесный угол, в котором заключён световой поток, создающий эту освещённость (освещаемая площадка берётся перпендикулярной потоку). Единица яркости кд/м².

В общем случае яркость светящей поверхности различна по разным направлениям, т.е., также как и сила света, характеризуется величиной и направлением. Приведём яркости некоторых светящих поверхностей:

Светящий элемент	Яркость, кд/м2
Облачное небо в зените	7000 – 8000
Ясное небо в зените	2500 – 4000
Луна при полнолунии	2500
Пламя стеариновой свечи	5000 – 7500
Лампа ДРИ в колбе	100 000
Ксеноновая лампа	1,5.106 – 1,8.109
Солнце в зените	1,5.109
Лампы накаливания	(0,5 – 15).106

Рис.9. Схема к определению освещенности от точечного источника

света (ТИС)

Р ис. 10 Оценка расстояния и размеров пространства через характерные особенности восприятия лица и фигуры человека.

Между яркостью и освещенностью поверхности, равномерно рассеивающий падающий на неё свет существует взаимосвязь

L = Eρ/π, где

Ρ –коэффициент отражения, Е – освещенность поверхности, представляющая плотность светового потока Ф, падающего на площадку площадью А, т.е.

Е = Ф/А

Единица освещённости – люкс (лк) – освещенность, создаваемая световым потоком в 1 лм, равномерно распределённым по площадке в 1 м².

Об освещённости в 1 лк можно судить по следующим примерам.

1. При полнолунии горизонтальная поверхность имеет освещённость 0,2 лк;

2. Максимальная освещённость на середине проезжей части улиц посередине между фонарями – от 0,5 до 1 лк.

Освещённость можно рассчитать по формуле Е_м = Icosα/d², где

d – расстояние от источника до исследуемой точки,

α – угол между нормалью к поверхности и направлением падающего луча.

При падении светового потока на предмет часть его отражается Ф_ρ, часть проходит - Ф_τ и часть поглощается телом - Ф_α. По закону сохранения энергии

Ф = Ф_ρ + Ф_τ + Ф_α , где

ρ = Ф_ρ /Ф – коэффициент отражения; τ = Ф_τ/Ф – коэффициент пропускания;

α = Ф_α /Ф – коэффициент поглощения.

ρ + τ + α = 1.

Для некоторых строительных материалов усреднённые значения коэффициентов приводятся в таблице 10.

Таблица 10

Значения коэффициентов ρ, τ и α

Материал	Толщина	ρ	τ	α
Стекло (окно)	2 – 3	8	90	2
Узорчатое	3 – 6	20	70	10
Молочное	2 – 3	-	60	-
Матированное	2 – 3	-	65	-
Зеркало	3 – 6	85	-	15
Белый мрамор	8 – 9	55	5	40
Материал белый
Окрашенный		80		20