Фотометрия. Сила света, световой поток, освещенность от точечного источника. Спектральная световая эффективность.

Фотометрия – раздел оптики, изучающий энергетические характеристики светового излучения и его источников с точки зрения воздействия на человеческий глаз.

Интенсивность света (плотность потока энергии) – энергия, приносимая светом за единицу времени на единичную площадку, ориентированную нормально к световому лучу.

Глаз обладает избирательной чувствительностью к воздействию света в зависимости от частоты (длины волны) света. Наибольшая чувствительность достигается при λ₀ = 555 нм (зелёный свет, приходится на максимум излучения Солнца).

Относительная спектральная чувствительность:

I(λ0) и I(λ) — интенсивности света, вызывающие одинаковые зрительные ощущения (одинаковая резкость видимости деталей изображения, не зависит от цвета осветителей).

Световой поток

Световой поток Ф — интенсивность света, оцениваемая по его воздействию на нормальный глаз.

Единица измерения в СИ — люмен (лм)

Д ля монохроматического света:

P(λ) — мощность излучения источника в ваттах (Вт)

α = 683 лм/Вт — фотометрический эквивалент излучения

Для немонохроматического света:

Единица измерения p(λ) — Вт/м.

Часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью, называется телесным углом.

Единица измерения — стерадиан (ср);

Поверхность сферы образует телесный угол 4π ср.

Сила света — световой поток излучения точечного источника в пределах единичного телесного угла.

Единица измерения — кандел (кд).

1 кд = 1 лм/ср

1 кд = 1 лм/ср

О свещённостью E поверхности называется световой поток, приходящийся на единицу её площади:

Единица измерения — люкс (лк), 1 лк = 1 лм/м²

Освещённость площадки, создаваемая точечным источником:

Спектральная световая эффективность монохроматического (спектральная чувствительность)– физическая величина, характеризующая чувствительность человеческого глаза к воздействию на него монохроматического света. Обозначается К(λ), в СИ имеет размерность лм/Вт. Устаревшее название – видность.

Из полученной формулы следует, что:

Характер спектральной зависимости световой эффективности монохроматического излучения такой же, как и у спектральной зависимости относительной чувствительности человеческого глаза V(λ). В частности, положения максимумов обеих зависимостей совпадают и находятся на длине волны 555 нм.

Максимально возможное значение световой эффективности имеет излучение с длиной волны 555 нм, для него К(λ) равна 683 лм/Вт.

Эффект Пуркине (1823) — изменение воспринимаемой человеческим глазом окраски предметов ввиду различия кривых видности дневного и сумеречного зрения. При дневном освещении: синие васильки и красные маки. При сумеречном освещении: синий цвет васильков воспринимается как более светлый. При сумеречном освещении: красный цвет маков воспринимается как почти чёрный.