2. Световой поток.

Любое тело, температура которого выше 0 0С, излучает некоторую энергию QE (рисунок 38). Энергия, передаваемая излучением, называется лучистой энергией.

Световым потоком Ф – называется мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению, которое оно производит. Единица измерения – люмен (лм).

Расчетная формула светового потока:

3. Сила света.

Световой поток распределяется в пространстве не равномерно поэтому для оценки светового действия пользуются понятием силы света. Сила света I – это мощность светового излучения в определенном направлении. Единица измерения – кандела (кд).

Сила света вычисляется по формуле:

, где

Ω – телесный угол.

Поместим источник света в центр сферы с радиусом R (рисунок 39). Сила света I определяется как отношение светового потока Ф к телесному углу W с вершиной в центре сферы. При этом телесный угол вырезает на поверхности сферы площадь S, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы R.

Рисунок 39 – Схема к определению телесного угла

4. Яркость.

Яркость L – сила света, воспринимаемая с площадки освещаемой поверхности, перпендикулярной линии зрения (рисунок 40).

Рисунок 40 – Схема к определению яркости

Например, стена, окрашенная масляной краской, при взгляде перпендикулярно плоскости стены и из любой точки имеет различную яркость. Единица измерения – кандела на квадратный метр (кд / м2).

Яркость определяется по формуле:

5. Освещенность.

Освещенность поверхности представляет собой плотность светового потока т. е. отношение светового потока Ф, падающего на элемент поверхности, содержащей данную точку, к площади этого элемента А:

Е = Ф/А

Единица освещенности – люкс (лк); 1 лк равен освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномарно распределенным на поверхности площадью 1 м2.

Об освещенности, равной 1 лк, можно судить по следующим примерам: освещенность горизонтальной поверхности при лунном освещении (полнолуние) составляет 0,2 лк; в белые петербургские ночи 2–3 лк; минимальная освещенность на проезжей части улиц (посередине между фонарями) – 1-1,5 лк.

Освещенность создаваемая точечным излучателем с заданным распеделением силы света, определяется по формуле:

, где

I – сила света, кд;

d – расстояние от источника света до точки M, в которой определяется освещенность.

6. Прохождение света через атмосферу.

Естественное освещение земной поверхности создается лучистой энергией солнца. Земной поверхности достигает лишь часть энергии, излучаемой солнцем (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема солнечной радиации земной поверхности

На границе атмосферы Земли освещенность плоскости, перпендикулярной солнечным лучам, составляет примерно 135 – 137 тыс. лк и называется световая солнечная постоянная С.

Физическая природа излучения – электромагнитные колебания. Излучение характеризуется спектральным составом, который определяется длиной волны излучения (рисунок 2).

Рисунок 2 – Спектральный состав излучения

Светотехника изучает только незначительную область излучения, вызывающую только ощущение света – видимое излучение. Излучения, имеющие разную длину волны, вызывают ощущение цвета, от фиолетового до красного (рисунок 3).