Что называется световым потоком – , , , , » :

Содержание

Световой поток — это… Что такое Световой поток? 💯 ✅

Световой поток — физическая величина, характеризующая «количество» световой энергии в соответствующем потоке излучения. Иными словами, «cветовой поток является величиной, пропорциональной потоку излучения, оценённому в соответствии с относительной спектральной чувствительностью среднего человеческого глаза»[1].

Вычисление

Для определения величины светового потока, сначала необходимо спектральную плотность мощности излучения умножить на величину относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения Vλ, затем проинтегрировать в пределах видимого диапазона длин волны (то есть от 380 до 780 нм). Затем полученный результат (Φe; измеряется в Вт) нужно умножить на фотометрический эквивалент излучения (Km; константа=683 лм/Вт))[2].

Интегрирующий сферический фотометр

Измерение

Измерение светового потока от источника света производится при помощи специальных приборов — сферических фотометров, либо фотометрических гониометров[3]. 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. .

Пояснения

Спектральные зависимости относительной чувствительности среднего человеческого глаза для дневного (красная линия) и ночного (синяя линия) зрения.

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 540·1012Гц, имеющим в этом направлении мощность излучения 1/683 Ватт/стерадиан. Частоте 540·1012 Гц соответствует в воздухе длина волны 555 нм[4], на которой располагается максимум спектральной чувствительности человеческого глаза для дневного зрения. Поэтому коэффициент Km находится из тождества

1 кд = Km·Vλ(555)·1/683 Вт/ср,

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 на (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.

Примечания

  1. Гуревич М. М. Фотометрия. Теория, методы и приборы. — 2-е изд. — Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1983. — С. 24. — 272 с. — 7 500 экз.
  2. Теория измерений. Точность средств измерений: Учебное пособие
  3. Гониометры для фотометрических измерений
  4. Более точное значение – 555,016 нм. Учёт отличия этого значения от величины 555 нм приводит лишь к незначительным для практики поправкам и поэтому здесь не производится.

Ссылки

См. также

dic.academic.ru

Световой поток.Виды и устройство.Работа и применение.Особенности

Световой поток представляет величину, которая характеризует мощность света, передаваемую на поверхность за определенный период времени. То есть это параметр, оцениваемый согласно спектральной чувствительности глаза человека. Поток света также некоторым образом характеризует количество света, излучаемое осветительным прибором, в том числе как свет расходится по пространству. Основной единицей потока является люмен.

Данная величина может применяться для определения освещенности, необходимой для нормальной жизнедеятельности людей. Для грамотного проектирования освещения требуется выбирать светильники так, чтобы обеспечить соответствие нормам и необходимой функциональности. Если поток света не будет соответствовать нормам, то возможно наступление негативных последствий для здоровья человека. Поэтому для разных помещений и сфер деятельности применяются свои нормы, позволяющие подбирать освещение с требуемым потоком.

Световой поток. Виды
  • Точечный свет. В данном случае световой поток идет из локальной точки, которая располагается обычно на потолке или ином уровне. В качестве данного источника могут выступать встроенные светильники на потолке, торшеры или настольные лампы. Главная особенность точечного потока света заключается в наличии четкой границы, то есть по своему действию они похожи на театральные софиты.

Точечный свет может иметь направленность и ненаправленность, что определяется назначением светильника. К примеру, для выполнения мелкой работы лучше всего использовать направленное освещение, ведь при большой световой направленности, тем четче можно будет видеть различные предметы.

Источники рекомендуется располагать в следующем порядке:

• Точку свечения настольной лампы лучше всего устанавливать на расстоянии порядка 35 см от стола.
• При использовании ночного светильника вполне хватит 20 см.
• Для работы со швейной машинкой лучше всего светильник разместить в 35 см слева или сзади.
• Лампу торшера следует устанавливать на расстоянии в 35 см от рабочей поверхности и в 125 см от пола.

Угол излучения обязан создавать необходимую яркость комнаты, однако человек в это время не должен быть ослеплен. Если точечные светильники размещаются над кроватью, то рекомендуется прикрывать их матовым стеклом, чтобы обеспечить рассеивание излучения.

  • Рассеянный свет. Такое свечение обеспечивают лампы имеющие значительную светящуюся поверхность. К примеру, это могут быть шарообразные лампы люминесцентного характера.

Лампы, работающие по люминесцентному принципу, в большинстве случаев расставляют на потолке или на высоте порядка 120 см от рабочего места. Светильники шарообразной формы, имеющие матовые плафоны прекрасно подходят для подсветки стола для приема пищи. Они позволяют выполнить освещение стола, а также рядом находящееся пространство. При необходимости зонирования обеденной группы следует подбирать светильники с абажуром из плотного материала, которые позволят освещать только конкретную зону. Светильники, обеспечивающие рассеянный прямой свет допускается устанавливать на разной высоте.

  • Отраженный свет. Такой поток света является наиболее безвредным. Вследствие этого в световых приборах часто ставят отражатели. Свет вначале направляется на них, впоследствии он рассеивается по комнате. Отраженные лучи почти не оставляют теней, в результате предметы хуже различаются. Вследствие этого подобное освещение не рекомендуется использовать при необходимости осуществления мелких работ.

При помощи данного освещения также можно выполнить зонирование помещения, в том числе позволяют акцентировать внимание в доме на чем-нибудь определенном. Достичь этого можно применением различных видов источников, включая их многоуровневую установку.

Устройство

Световой поток характеризует мощность света, имеющее видимое излучение. Проще говоря, это излучение, которое воспринимается человеческим органом зрения. Чувствительность данного восприятия определяется кривой спектральной эффективности, утвержденной международной комиссией по освещению. Поток света измеряется в люменах. Один люмен соответствует одной канделе, помноженной на стерадиан телесного угла. Энергия в пучке может иметь пространственное, а также временное распределение.

Лампы, которые излучают поток света, могут распределяться по цветам спектра:

  • Линейчатый спектр в виде отдельных линий.
  • Сплошной спектр.
  • Полосатый спектр, которые представляют разграниченные линии, находящиеся рядом.

Плотность пучка по спектру света можно выразить распределением потока по спектру. Ее можно измерить в Вт/нм. Рост потока света находится в прямой зависимости от мощности лампочки. Энергия от лампы передается при помощи волн электромагнитного характера. Поток характеризуется скоростью этих волн.

Энергия волн человеком может восприниматься по-разному:

  • Волна длиной 0,55 мкм в зеленом цвете воспринимается на порядок лучше, чем в красном диапазоне с длиной волны порядка 0,63 мкм.
  • В инфракрасном или ультрафиолетовом излучении человеческий глаз не видит.

Вследствие этого характеристики потока света находятся в прямой зависимости от длины волны. В целом же нормированный параметр получается суммированием длин волн с учетом восприимчивости глаз.

Принцип действия

Разные лампы способны обеспечивать разный световой поток. К примеру, 1200 Лм могут давать и лампы накаливания, имеющих мощность порядка 100 Вт, и галогенные лампы мощностью 35 Вт. При использовании натриевой лампы потребуется мощность порядка 400 Вт. В результате световая отдача у разных типов различная. Получается, что эффективность и экономическая составляющая разных ламп совершенно различна.

Поэтому, подбирая лампы, следует подбирать поток согласно эквивалентной мощности. К примеру, это необходимо сделать при замене ламп накаливания светодиодными. Так двадцативатная лампа накаливания способна обеспечить поток в 250 лм. Светодиодные же лампы мощностью всего 2-3 Вт могут обеспечить такой же поток. Для люминесцентных ламп для обеспечения данного потока потребуется порядка 5-7 Вт.

Существенную роль играет и сам светильник или люстра, куда устанавливается лампочка. Рассеивание потока света несколько останавливает и перенаправляет используемый в люстрах материал. Учитывается и его цвет, ведь степень отражения также находится в зависимости от этого показателя. К примеру, отражающая возможность объектов белого цвета, на порядок больше, чем от объектов, покрашенных в темные цвета.

Применение

Световой поток ламп позволяет рассчитать их количество для того, чтобы обеспечить в помещении требуемое по нормативам освещение. К тому же знание излучаемого источником потока дает возможность существенно сэкономить.

Расчет выглядит следующим образом:

  • Выбирается освещение.
  • Изучаются нормы для конкретного помещения.
  • Выбирается наиболее экономичный источник освещения.
  • Подбор рационального типа лампочек и светильников.
  • Оценивается коэффициент неравномерности, а также запас освещённости.
  • Оценивается коэффициент отражения поверхностей.
  • Рассчитывается индекс комнаты.
  • Определяется коэффициент потока.
  • Рассчитывается число светильников для создания необходимой освещенности.
  • Составляется планировка помещения с указанием точек расположение светильников.
Как выбрать

Сегодня в магазинах можно приобрести самые разные лампы: светодиодные, галогенные, накаливания и другие. Однако они различаются своей эффективностью и стоят по-разному. В большинстве случаев на лампочках указывается не световой поток, а их мощность. Это может ввести некоторых покупателей в заблуждение, ведь разные типы ламп при одинаковой мощности обеспечивают разный поток света. Проще говоря, они будут иметь совершенно разную яркость.

Чтобы можно было ориентироваться по потоку света, которые излучают лампы, были придуманы таблицы соответствия мощности ламп к потоку света, который они излучают.

Так для светодиодных ламп мощность в 2-3 Вт соответствует 250 Лм, 4-5 Вт – 450 Лм, 25-30 Вт – 2500 Лм, 18-20 Вт – 1800 Лм, 12-15 Вт — 1500 Лм, 10-12 Вт – 1200 Лм и так далее. Если же говорить о лампах накаливания, то лампа мощностью 100 Вт способна давать порядка 1200 Лм. Если при выборе лампочек помнить эту цифру, то можно практически без труда приобрести изделие, которое будет выдавать необходимый поток света. На многих упаковках как раз стоят Люмены, отображающие количество света, излучаемых лампочками.

Световой поток в лампочках характеризуется количеством видимого света. В светодиодных изделиях он складывается из следующих параметров: качества светодиодной линзы, применяемых химических составов, мощности и световой отдачи. Эти параметры во многом определяются производственными возможностями изготовителя. К тому же светодиодные светильники специально создаются для домашнего, промышленного, уличного или офисного освещения.

Если для домашнего использования можно подобрать лампочки со светильниками, исходя из собственных соображений, то для промышленных объектов или уличного освещения необходимо строго учитывать действующие нормы. Если же Вы заботитесь о собственном здоровье, то выбирать лампочки для конкретной бытовой деятельности нужно также с учетом нормативов потока света. К примеру, для чтения нужно минимум 300 Лм, а для общего освещения зала или иной комнаты – порядка 200 Лм на квадратный метр.

Похожие темы:

electrosam.ru

Светотехнические параметры и понятия. Часть 1. Справочная информация

Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю.

Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.

Светотехнические параметры и понятия.

1 — Видимое и оптическое излучение

Весь окружающий нас мир образуется видимым излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).

УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.

ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.

2 — Световой поток (Ф)

Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.

Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.

3 — Люмен

Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.

 

4 — Освещенность (Е)

Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).

Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).

Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.

На картинке представлены: а — средняя освещенность на площади А, б — общая формула для расчета освещенности.

5 — Сила света (I)

Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.

I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).

Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.

КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.

 

6 — Яркость (L)

Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.

L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.

Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.

В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.

Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.

Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.

7 — Световая отдача (H)

Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.

Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.

Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.

 

8 — Цветовая температура (Тц)

Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.

Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия + 273) К.

 

Пламя свечи — 1900 К

Лампа накаливания — 2500–3000 К

Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К

Солнце — 5000–6000 К

Облачное небо — 6000–7000 К

Ясный день — 10 000 — 20 000 К.

9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)

Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.

Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.

 

Показатели цветопередачи:

Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)

Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)

Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)

Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)

Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)

Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)

 

Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.

Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra

comments powered by HyperComments

www.o-svet.ru

Что такое световой поток?

Наверх

Перепланировки

  • Каталог домов

С чего начать ремонт
О проекте
Реклама
Контакты

Facebook
Vkontakte
Odnoklassniki
Instagram

Дизайн и декор

  • Квартира
  • Спальня
  • Кухня
  • Столовая
  • Гостиная
  • Ванная комната, санузел
  • Прихожая
  • Детская
  • Мансарда
  • Маленькие комнаты
  • Рабочее место
  • Гардеробная
  • Библиотека
  • Декорирование
  • Мебель
  • Аксессуары
  • Загородный дом
  • Ландшафт
  • Системы хранения
  • Коридор
  • Уборка

Строительство и ремонт

  • Фундамент
  • Кровля
  • Стены
  • Окна
  • Двери и перегородки
  • Потолок
  • Балконы и лоджии
  • Внутренние конструкции
  • Пол
  • Водоснабжение и канализация
  • Отопление
  • Вентиляция и кондиционирование
  • Газо- и энергоснабжение
  • Освещение
  • Сантехническое оборудование
  • Безопасность и домашняя автоматика
  • Бани, сауны, бассейны
  • Строительные материалы
  • Отделочные материалы
  • Инструменты
  • Техника
  • Законы и финансы

www.ivd.ru

Световой поток и освещенность

Содержание:
  1. Сила света
  2. Физические свойства светового потока
  3. Световой поток и освещенность

Любой человек периодически приобретает какие-либо осветительные приборы. На всех светильниках имеются надписи, обозначающие технические характеристики изделия, в том числе и световой поток. Данная физическая величина используется в светотехнике для определения мощности, переносимой излучением в определенном направлении. С помощью светового потока рассчитывается освещенность помещений, установленная государственными стандартами. Выполнение этих расчетов направлено на сохранение зрения, предупреждение негативных последствий недостаточной освещенности. Конкретные показатели для того или иного объекта устанавливаются строительными правилами и санитарными нормами.


Сила света – основной показатель

Сила света относится к одной из первичных характеристик любого излучателя в установленном оптическом диапазоне. Она точно определяет, какое количество мощности переносится в тех или иных направлениях, ограниченных условным телесным углом. Поэтому на графическом изображении конфигурация силы света не будет иметь вид прямой линии.

Вершина телесного угла располагается в центре сферы. Единицей измерения этого угла служит стерадиан. Для его вычисления необходимо площадь воображаемого шара соотнести с квадратом радиуса. Поэтому стерадиан является безразмерной величиной, как и сам телесный угол. Согласно определения, на площадь сферы помещается 12,56 стерадиана или 4 Пи.

Телесный угол является объемным и выглядит в виде конуса, вершина которого расположена в центре воображаемого шара. Однако его основание нельзя считать плоскостью, поэтому сравнение телесного угла и конуса будет не совсем корректным. В качестве основания рассматривается та часть сферы, которая отсекается боковой поверхностью. Вместе с тем, следует отметить, что сила света для проведения практических расчетов используется крайне редко. Вместо него стали пользоваться таким интегральным параметром как световой поток, значение которого наносится на все этикетки приборов освещения.


Физические свойства светового потока

Физическая величина светового потока указывает на количество мощности, падающей на какую-либо поверхность, независимо от телесного угла. Именно световой поток имеется в виду, когда сравниваются свечения разных источников света при различном потреблении мощности. Например, светодиод, потребляющий 9 ватт, светит ярче, нежели обычная лампочка накаливания, мощностью 60 ватт.

Единицей измерения светового потока является люмен, равный мощности, испускаемой изотропным источником света, заключенной в границах телесного угла величиной в один стерадиан. При рассмотрении различных типов источников света, следует учесть, что светодиодную лампу нельзя рассматривать в качестве изотропного излучателя. На это факт косвенно указывает маркировка изделия, на которой величина угла рассеивания составляет 2400. Этот угол соответствует условному конусу, ограничивающему часть сферы.

Световой поток может рассеиваться в зависимости от того, в какой плоскости расположен прибор. Определенное влияние оказывает люстра, направляя световой поток в неизменном виде в границах плафона. В других направлениях остаточная часть угла рассеивания излучается равномерно с учетом воздействия стекла. С помощью светового потока оцениваются отражающие свойства различных поверхностей. Например, его величина, при отражении от объектов, окрашенных в белый цвет, значительной выше, чем от поверхностей темного цвета.


Световой поток и освещенность

Понятие светового потока в чистом виде соответствует полной мощности, излучаемой источником в оптическом диапазоне. Однако на практике распределение мощности по поверхностям помещения происходит неравномерно. В связи с этим было введено понятие освещенности, используемое различными стандартами, нормами и требованиями.

Для измерения данной величины используется люкс, представляющий собой отношение светового потока к площади, на которой он распределяется. Теоретическое толкование освещенности обычно не вызывает проблем, в отличие от использования этого понятия в практической деятельности. Основные сложности связаны с неудобством совместного использования при расчетах светового потока и угла рассеивания.

Сами расчеты освещенности с целью получения максимально точных результатов, должны выполняться по определенным правилам. Например, освещенность помещений будет различной в определенное время дня. Поэтому световой поток и освещенность должны разбиваться на части в соответствии со своим временем. Кроме того, должна учитываться конструкция установленного прибора освещения. Например, матовый плафон способствует потере освещенности, а рефлектор карманного фонарика, наоборот, направляет усиленный поток света в нужную сторону. Поэтому величина светового потока во многом зависит от осветительных приборов, установленных в помещении.

electric-220.ru

Световой поток Википедия

Световой поток — физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения, где под световой мощностью понимается световая энергия, переносимая излучением через некоторую поверхность за единицу времени. Иными словами, «световой поток является величиной, пропорциональной потоку излучения, оценённому в соответствии с относительной спектральной чувствительностью среднего человеческого глаза»[1]. В свою очередь величина «поток излучения» определяется как мощность, переносимая излучением через какую-либо поверхность[2].

Более формально световой поток можно определить, как световую величину, оценивающую поток излучения по его действию на селективный приёмник света, спектральная чувствительность которого определяется функцией относительной спектральной световой эффективности излучения[3].

Определяющие формулы[ | ]

Если имеется монохроматическое излучение с длиной волны λ{\displaystyle \lambda }, поток излучения которого равен Φe(λ){\displaystyle \Phi _{e}(\lambda )}, то в соответствии с определением световой поток такого излучения Φv(λ){\displaystyle \Phi _{v}(\lambda )} выражается равенством[1]:

Φv(λ)=Km⋅V(λ)⋅Φe(λ).{\displaystyle \Phi _{v}(\lambda )=K_{m}\cdot V(\lambda )\cdot \Phi _{e}(\lambda ).}

где V(λ){\displaystyle V(\lambda )} —

ru-wiki.ru

Светотехника: световой поток, освещенность, яркость

Свет, падающий на поверхность нашей планеты Земля от Солнца, является источником жизни для всех ее живых организмов. Солнечные лучи, распространяясь со скоростью 300000 км/ч., оказывают следующие воздействия на окружающую среду:

  • участие в фотосинтезе;
  • видимый свет;
  • тепло ;
  • обеззараживание;
  • облучение.

Исходя из этого естественный свет — это лучистая энергия в виде электромагнитных волн, обладающих разными свойствами в зависимости от их общего показателя, которым является длина. Длина излучений измеряется в нанометрах (0,000000001 м) и варьируется для инфракрасных волн от 700 до 10000 нм., видимых человеческому глазу 400-750 нм., ультрафиолетовых — 10-370 нм. и рентгеновских 0,00001-10 нм.

Для человеческого глаза наиболее оптимальной считается длина видимых электромагнитных колебаний от 500 до 600 нм., хуже воспринимаются красные и фиолетовые лучи, а инфракрасные и ультрафиолетовые ощущаются только по нагреву и загару кожного покрова.

С развитием науки и техники человечество научилось создавать искусственные источники всех разновидностей электромагнитных волн, используемых в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства и других сферах деятельности. Рассмотрим основные светотехнические понятия, раскрывающие все характеристики источников света.

Что такое световой поток?

Световой поток — это мощность видимого излучения источника электромагнитных волн, которое ощущает человеческий глаз. Обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм).

Поток лучей света, отдаляясь от источника, в пространстве распространяется неравномерно, теряя свою плотность. Эту пространственную лучистую плотность светового потока характеризует такое понятие как сила света I (измеряется в канделах – кд.), которое определяется из отношения светового потока Ф к телесному углу ω.

I=Ф/ω.

Чтобы разобраться, как эти величины взаимосвязаны друг с другом обратимся к рисунку.

Если взять точечный источник света 0, который будет светить в пространстве, то будет находиться внутри освещенного  шара. Теперь представим, что световой поток Ф будет распространяться на выбранный участок сферы площадью S, в результате образуется конус, стороной которого будет являться радиус шара. Этот пространственный угол, являющийся вершиной конуса, и является телесным и определяется, как отношение площади S к квадрату радиуса сферы.

ω=S/R2.

Единицей телесного угла является стерадиан (ср), который образует на поверхности светящегося шара площадь, равную по значению квадрату его радиуса.

Освещенность

Освещенность характеризует то, как количественно изменяется плотность светового потока источника света в пространстве, лучи которого падают на любые поверхности, удаленные на разные расстояния от места излучения. Определяется отношением светового потока Ф к освещаемой поверхности S:

Е=Ф/S.

Снова обратимся к рисунку!

Итак, возьмем также точечный источник света  А, сила света Iα  светового потока которого направлена на участок  площадью S какой-либо поверхности. Расстояние между источником света  А и площадью равно l. В итоге образуется конус с наклоном, с углом α между направлением силы света Iα  и стороной конуса и пространственным углом ω. Тогда:

ω=S*cosα/lи вычисляем Ф= Iα *S*cosα/l.

Определяем освещенность элемента по следующему выражению:

Е= Iα*cosα/l2 .

Таким образом, освещенность определяется силой света расстоянием до освещаемой поверхности, т.е. чем дальше находится предмет от источника видимого излучения, тем меньше на него попадает света!

Единица освещенности называется люксом и обозначается как (лк).

Яркость

При попадании светового потока на поверхность какого-либо предмета, то он частично поглощается, а другая его часть отражается, создавая зрительное восприятие этого предмета на расстоянии. Если два освещенных объекта темного и светлого цвета разместить на одном и том же расстоянии от человеческого глаза, то лучше будет виден светлый объект, то есть он лучше отражает световой поток источника света. Для сравнения, где будет светлее, в комнате со светло-зелеными или темно-коричневыми обоями при одинаковой освещенности? Конечно же, в комнате со светло-зеленым покрытием стен.

Таким образом, под яркостью освещаемой поверхности понимают то количество отраженной силы света относительно глаза наблюдателя, которое будет зависеть от окраски и отражающих свойств этой поверхности.

Яркость обозначается буквой L и равна отношению силы света к площади проекции освещаемой поверхности:

 L=I/S.

Как видно из формулы, яркость измеряется в кандела на один квадратный метр (кд/м2).

Данная формула справедлива в том случае, если глаз наблюдателя находится под углом 90 градусов к отражающей поверхности, так как тогда угол между падающим и отражающим углом составит 0 градусов, а cos0=1!

Если освещаемая поверхность будет рассматриваться человеческим глазом под некоторым углом а, то он увидит площадь проекции этой поверхности на плоскость, находящуюся под углом 90° по направлению к  наблюдающему, тогда яркость будет равна:

L=Ia/(S*cosa).

Также термин яркость используется и для источников света, имеющих излучающие поверхности различных форм. Так, например, если взять лампу накаливания с колбой в форме шара, то проекция излучения в пространстве будет в виде круга с площадью πD2/4. Для цилиндрических ламп (газоразрядные) проекция представляет собой множество прямоугольников, которые вычисляются как произведение длины и ширины, а в данном случае умножения диаметра колбы на ее длину.

на Ваш сайт.

pro100electrik.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о