4.8.5. Осітленість

Освітленість являє собою фотометричну величину, яка характеризує тільки освітлювальну поверхню, тобто вона не є характеристикою джерела світла. Одиницею освітленості в СІ є люкс (лк).

Освітленість в один люкс - це освітленість, створена світловим потоком в один люмен, який рівномірно розподілений на площі в один квадратний метр. Інструкціями з охорони праці встановлено, що в класах і студентських аудиторіях на столах і чорних дошках освітленість має бути не менше за 75 лк.

Крім наведених величин, введено ще величину, яку називають світловою експозицією Н: Вона являє собою відношення світлової енергії, що падає на елемент поверхні σ, до площі цього елемента. Світлова експозиція визначається як добуток освітленості Е на час освітлення, тобто

. (4.49)

4.8.6. Поняття про фотометрію

Розділ прикладної оптики, в якому вивчаються способи вимірювання світлових величин, розробляються нові методи їхнього вимірювання, називається фотометрією. Світлові величини вимірюють спеціальними оптичними приладами, які називаються фотометрами. За принципом реєстрування вони поділяються на візуальні (суб'єктивні) і об'єктивні. У візуальних фотометрах використовується здатність ока порівнювати яскравість двох суміжних поверхонь.

Світлові промені, що випромінюються двома різними джерелами світла однакового спектрального складу, викликають в оці однакові відчуття яскравості тоді, коли в око від цих джерел переноситься однакова енергія.

Саме цей факт і лежить в основі так званих візуальних фотометрів однакової яскравості. У таких фотометрах кожна із суміжних площин освітлюється окремим джерелом світла. Змінюючи відстань від одного із джерел до освітлюваної площини, досягають однакової освітленості цих площин, тобто кожне із джерел посилає на одиницю площі поверхонь однакові світлові потоки. На основі цього можна визначити силу світла певного джерела в даному напрямі, якщо відома сила світла другого джерела, яке беруть за еталон.

Аналогічно визначають світловий потік, який випромінюється джерелом у різних напрямах. Повні світлові потоки визначають за допомогою так званих сферичних фотометрів.

В об'єктивних фотометрах приймачем випромінювання є фотоелементи, фотопомножувачі, термоелементи, боломіри та ін. Вимірювальні оптичні прилади в об'єктивній фотометрії розділяють на прилади для вимірювань у білому світлі і в монохроматичному. Прилади, які застосовуються для вимірювань у монохроматичному світлі, називають­ся спектрофотометрами. В об'єктивній фотометрії використовуються також фотографічні методи, суть яких полягає в тому, що почорніння фоточутливого шару пропорційне величині світлової енергії, що падає на фотопластинку. Об'єктивні фотометри даюь змогу вимірювати інтенсивність випромінювання за межами видимої ділянки спектра. Так, фотопластинки і фотоелементи широко застосовуються для світлових вимірювань в ультрафіолетовій ділянці спектра, термоелементи і болометри - для вимірювань в інфрачервоній. Щоб фотоелемент міг замінити око, його спектральна чутливість повинна бути такою самою. Серед різних фотокатодів найбільше відповідає цій вимозі селеновий із спеціальним набором світлофільтрів.

Для вимірювань освітленості широко застосовуються об'єктивні фо­тометри з фотоелементом, які градуюють за допомогою еталонних ламп. Основною частиною цих приладів є фотоелементи, з'єднані з чутливими гальванометрами магнітоелектричної системи. Такі прилади називають­ся люксметрами.

Останнім часом дедалі більшого розвитку набувають автоматизовані комплекси для фотометричних цілей, перевага яких - у здійсненні авто­матичної реєстрації та обробки вимірювань, аж до застосування електронно-обчислювальної техніки. Цим досягається вища точність вимірювання та можливість керування різними виробничими процесами і науковим експериментом без втручання людини.