4.3. Сила света. Единица измерения силы света. Пространственный телесный угол. Единица измерения телесного угла.

Сила света источника в данном направлении измеряется световым потоком, приходящимся на единицу телесного угла, в котором это излучение распространяется. ( Обозначается I, единица измерения – кандела (кд), т.е. измеряется в канделах).

I(сила света)=F(световой поток) :  (телесный угол)

Свет распространяется равномерно (в виде сферы с источником в центре), но мы видим только объемную, имеющею конусовидный вид, часть пространства – Телесный угол.

Телесный угол измеряется в с стередианах.

Стеридиан – это телесный угол, вырезающий на сфере площадь равную квадрату ее радиуса.

4.4. Светимость и освещенность, единицы их измерения. Общая освещенность. Закон обратных квадратов и следствия.

В фотометрии, светимость — величина полного светового потока, испускаемого единицей поверхности источника света. Измеряется в лм/м² (в СИ). Лм-Люмен

Она равна отношению светового потока к площади светящегося участка.

Освещенность измеряется световым поток, падающим на единицу площади освещаемой поверхности. ( E=F/S, где E- освещенность, F световой поток, S площадь). Измеряется в Люксах (лк).

Если несколько источников, то E рассчитывается для каждого и суммируется.

Eобщая = E1+E2+E3

Закон обратных квадратов. Освещенность, создаваемая точечным источником на некоторой площадке, равна силе света, умноженной на косинус угла падения света на площадку и деленной на квадрат расстояния до источника. Закон обратных квадратов соблюдается вполне строго для точечных источников.

Общим называется освещение, при котором светильники освещают всю площадь помещения, где расположены оборудование и рабочие места.

Общее освещение может быть равномерным или локализованным.

E= , где E-освещенность, I-сила света, r-расстояние от источника до освещаемой поверхности.

Это равенство выражает т.н. закон обратных квадратов расстояний И.Кеплера (1604), который является основным законом фотометрии. Согласно этому закону, если яркость двух полей сравнения одинакова, то силы света двух ламп обратно пропорциональны квадратам расстояний от соответствующих ламп до экрана фотометра. В справедливости этого соотношения легко убедиться, рассмотрев световую пирамиду с лампой в вершине (рис. 4). Свет, проходящий через сечение A пирамиды на единичном расстоянии от лампы, будет распределен по площади 4А на удвоенном расстоянии, по площади 9А – на утроенном расстоянии и т.д. Единственное условие применимости этого закона требует, чтобы размеры источника были малы по сравнению с расстоянием.

Рис. 4. ЗАКОН ОБРАТНЫХ КВАДРАТОВ РАССТОЯНИЙ, основной закон фотометрии.

В некоторых специальных измерениях применяются другие средства изменения яркости поля сравнения, например, поляризатор с анализатором, которые поляризуют и ослабляют проходящий световой поток соответственно своей взаимной ориентации, клинья из серого стекла и быстро вращающиеся диски с секторными вырезами («вращающиеся секторы»). Диски имеют форму плоской крыльчатки вентилятора. Если диск вращается достаточно быстро, так что не заметно никакого мерцания, то свет ослабляется пропорционально доле полного круга, приходящейся на секторные вырезы. Каков бы ни был выбранный способ регулировки яркости, важно, чтобы изменялась только яркость, но не цвет поля.

Относительно световых источников разного цвета установлено, что если цвета различаются более или менее заметно, то результаты сравнения приобретают субъективный характер и даже у одного и того же наблюдателя могут меняться. При этом точность визуальной фотометрии сильно снижается.