Световой поток

Световой поток — энергия видимого излучения, переносимая потоком квантов в единицу времени. Световой поток соответствует мощности излучения в системе энергетических величин.

Обозначение: Φν

Единица измерения СИ: люмен

Вычисление

Для вычисления величины светового потока необходимо проинтегрировать в диапазоне от 380 до 780 нм спектральную мощность излучения Φ (измеряется в Вт/нм), помноженную на кривую спектральной чувствительности глаза Vλ; результат следует умножить на фотометрический эквивалент излучения Km=683 лм/Вт:

\Phi_\nu = K_m \cdot \int\limits_{380 nm}^{780 nm} \Phi_{e\lambda}\cdot V_\lambda\,\mathrm{d}\lambda

Измерение

Измерение светового потока от источника света производится при помощи специальных приборов — сферических фотометров, либо фотометрических гониометров. Трудность измерения заключается в том, что необходимо измерить поток, который испускается во всех направлениях — в телесный угол 4π.

Для этого можно использовать сферический фотометр — прибор, представляющий собой сферу с внутренним покрытием, имеющим коэффициент отражения близкий к 1. Исследуемый источник света помещается в центр сферы и при помощи фотоэлемента, вмонтированного в стенку сферы и покрытого фильтром с кривой пропускания, равной кривой спектральной чувствительности глаза, измеряется сигнал, пропорциональный освещенности фотоэлемента, которая, в свою очередь, в данном устройстве пропорциональна световому потоку от источника света (фотоэлемент измеряет только рассеяный свет, так как заслонён от прямого излучения источника специальным экраном). Путём сравнения полученного сигнала с сигналом от эталонного источника света можно измерить абсолютный световой поток источника света.

Другая возможность состоит в применении фотометрических гониометров. В этом случае производится измерение освещённости, создаваемой исследуемым источником, на воображаемой сферической поверхности. Для этого люксметр проходит последовательно при помощи гониометра все позиции на сфере. Интегрируя измеренные освещённости (измеряются в люксах: 1 люкс = 1 люмен/м2) по площади сферы (м2), получим абсолютный световой поток источника света (в люменах). Условием получения абсолютных значений является калиброванный в абсолютных величинах люксметр. Можно также использовать простой фотоэлемент, если сравнивать измеренный поток с потоком от эталонного источника.

Примечания

Значение фотометрического эквивалента излучения Km однозначно задаётся определением основной фотометрической величины — канделы, а именно, одна кандела — это сила света, излучаемая в каком-либо направлении источником монохроматического излучения с частотой 540*1012 Гц, имеющим в этом направлении мощность излучения 1/683 Ватт/стерадиан. Излучение с частотой 540*1012 Гц соответствует в воздухе длине волны 555 нм, то есть максимуму кривой спектральной чувствительности светлоадаптированного глаза. Поэтому коэффициент Km находится из тождества:

1 cd = K_m \cdot V_\lambda(555) \cdot 1/683[W/sr],

откуда Km = 683[(кд*ср)/Вт] = 683[лм/Вт].

Для случая ночного зрения значение фотометрического эквивалента излучения изменяется. Поскольку величина канделы не зависит от вида кривой спектральной чувствительности, то все предыдущие соображения остаются справедливыми. Для определения величины фотометрического эквивалента излучения ночного зрения K'm достаточно заменить значение Vλ(555)=1 на V'λ(555)=0.402 (на значение кривой спектральной чувствительности для ночного зрения на длине волны 555 нм.). При этом получим K'm=1699 лм/Вт

Человеческий глаз считается светлоадаптированным при яркостях более 100 кд/м2. Ночное зрение наступает при яркостях менее 10-3 кд/м2. В промежутке между этими величинами человеческий глаз функционирует в режиме сумеречного зрения.

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home