1.2 Энергетическая и световая системы величин

Сила излучения (энергетическая сила света или сила света) I_e - пространственная плотность потока излучения, равная отношению потока излучения dФ_e к телесному углу d, в пределах которого поток распространяется и равномерно распределяется I_e = dФ_e/d.

За направление I_e принимают ось телесного угла d, ориентированную углами  и  в продольной и поперечной плоскостях (рисунок 1.2). Кандела (кд) - единица силы света (одна из основных единиц системы СИ).

Фотометрическое тело - часть пространства, ограниченного поверхностью, проведенной через концы радиус-векторов силы излучения. Если фотометрическое тело имеет ось симметрии, источник излучения характеризуют КСС - сечением плоскости, проходящей через начало координат (через точечный источник) в продольной плоскости (рисунок 1.3).

Светимость - отношение светового потока, исходящего от рассматриваемого малого участка поверхности, к площади этого участка. Светимость измеряется в лм/м² - это световой поток, испускаемый с 1 м².

Энергетическая освещенность (облученность) - плотность лучистого потока по облучаемой поверхности

Е_еср = Ф_е/А

где Е_еср - соответственно облученность участка поверхности dA и средняя облученность поверхности А, люкс (лк).Освещенность в 1 лк имеет поверхность, на 1 м² которой падает и равномерно по ней распределяется световой поток в 1 лм..

Энергетическая яркость тела или участка его поверхности в направлении  - отношение силы излучения в направлении  к проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению (рисунок 1.4)

L_eср = I_e/

где L _eаср - яркость участка поверхности dA и поверхности А в направлении , проекции которых на плоскость, перпендикулярную этому направлению, соответственно равны dA cos и ;

d I_e - соответственно силы света, испускаемые поверхностями dA и А в направлении . Излучения различного спектрального состава, одинаковые по яркости для дневного зрения, будут для глаза разнояркимй (эффект Пуркине), например, голубое будет ярче красного. В области сумеречного зрения используется понятие эквивалентной яркости. Существует излучение определенного спектрального состава, для которого яркость на всех уровнях принимается пропорциональной мощности излучения, но при ином спектральном составе, равносветлое с опорным, будет иметь одинаковую с ним эквивалентную яркость, хотя стандартные яркости излучений будут различными. Эквивалентная яркость позволяет сравнивать различные излучения по их световому действию даже в условиях неопределенности функции относительной спектральной чувствительности.

1.3 Оптические и светотехнические характеристики тел

Преломлением излучения называется изменение его направления при переходе из одной прозрачной среды в другую (рисунок 1.5).

Отражением называется возвращение излучения объектом без изменения длин волн его составляющих монохроматических излучений. Имеют место следующие виды отражений: а) зеркальное - без рассеяния отраженного потока; при зеркальном отражении: 1) падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром к элементу отражающей поверхности в точке падения луча; 2) угол падения луча равен углу отражения его; 3) закон квадратов расстояний для отраженного пучка соблюдается от источника света, а не от отражающей поверхности; б) диффузное, при котором отраженный поток излучения рассеивается так, что энергетическая яркость во всех направлениях полупространства одинакова; в) смешанное, при котором наблюдается частично зеркальное и частично диффузное отражение; г) направленно-рассеянное, при котором фотометрическое тело отраженных от участка поверхности сил света можно приближенно описать вытянутым эллипсоидом вращения, большая ось которого располагается в направлении зеркального отражения.

Коэффициент яркости - отношение яркости освещенной поверхности к яркости идеального рассеивателя, находящегося в тех же условиях освещения

L_ид = Е/.

Пропусканием называется прохождение излучения сквозь среду без изменения длин волн, составляющих его монохроматических излучений.

Наблюдаются следующие виды пропускания:

а) направленное - без рассеяния;

б) диффузное, при котором прошедший поток излучения рассеивается так, что энергетическая яркость во всех направлениях полупространства одинакова

L_ = Е/ = const

где Е - освещенность поверхности, на которую падает световой поток;

L_ - яркость поверхности, пропустившей поток излучения и световой поток;

 - коэффициент пропускания слоя среды;

в) смешанное, при котором наблюдается частично направленное и частично диффузное пропускание;

г) направленно-расеянное, при котором индикатриса сил света приближенно описывается вытянутым эллипсоидом вращения.