Освещенность. Освещенность, создаваемая точечным источником

Рис.1.1. Схема строения глаза.

Рис.1.2 Рецепторы – колбочки и палочки.

Рис.1.3. Кривые относительной спектральной Рис.1.4. Зависимость спектрвльной

Световой эффективности для чувствительности от внешней

Ночного и дневного зрения. освещенности.

Поток излучения (лучистый поток) – величина энергии,переносимой электромагнитным полем в единицу времени через данную площадку.

Ф_е = Вт (ватт), 1Вт = 1Дж/С.

Рис.2.1. Поток излучения.

При разложении поля на монохроматические составляющие (каждая с определенной длиной волны) вся энергия распределяется между ними.

Спектральная плотность потока излучения Ф_λ (λ ) – функция,показывающая распределение энергии по спектру излучения – характеристика спектрального распределения потока излучения источников со сплошным и полосатым спектром.

Ф_λ (λ) = dФ_е / d λ [ лм / мкм ]

Рис.2.2. Спектральная плотность потока излучения.

Поверхностная плотность потока энергии Е_е – это величина потока, приходящегося на единицу площади. Е_е = dФ_е / dS [ вт / м² ]

Если площадка освещается потоком, то поверхностная плотность потока энергии будет иметь смысл энергетической освещенности или облученности Е_е.

Если поток излучается площадкой, то поверхностная плотность потока энергии будет иметь смысл энергетической светимости М_е. М_е = dФ_е / dА

Спектральная плотность поверхностной плотности потока Е_{е λ} (λ)

Е_{е λ}(λ) = d Е_е / d λ

Энергетическая светимость – полная излучаемая энергия..

Светимост ь – только световая излучаемая энергия.

М = dФ/ dА; М ср = Ф / А [ лм / м² ]

Если известна температура черного тела,то по закону Стефана – Больцмана его энергетическая светимость определяется по формуле: M_е = σТ⁴, где σ = 5,67 · 10 ^-8 вт / м² К⁴

К оэффициент монохроматического поглощения,или поглощательная способностью тела.

α _{λ Т} = dФ' / dФ, зависитот температуры тела Т и длины волны λ.

Величина α ,измеряемая отношением потока излучения d Ф',заключенного в узком спектральном интервале частот,поглощаемого единицей поверхности тела,к потоку излучения d Ф ,падающему на единицу поверхности в этом же спектральном интервале.

Cветовой поток – мощность лучистой энергии,оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению или по ее действию на селективный приемник света.

Обозначение – Ф, единица – люмен (лм)

Световой поток связывается с лучистым потоком соотношением:

Ф_e = K_m ∫ [ dФ / d λ ] · V_(λ) d λ;

где: [ dФ / d λ ] d λ – поток излучения,заключенный в интервале между λ и λ + d λ;

V_(λ) – относительная спектральная световая эффективность;её значения приведены в таблице;

К - световая эффективность (излученения) - отношение светового потока к соответствующему потоку излучения; единица: люмен на ватт (лм ·втˉ¹);

K_m – максимальная спектральная световая эффективность,т.е максимальное значение K _λ.

K_m соответствует примерно длине волны 555 нм и для стандартного фотометрического наблюдателя МКО при дневном зрении равно примерно 680 лм ·втˉ¹

а) для сложного излучения К = Ф_v / Ф_е;

б) для монохроматического иэлучения с длиной волны λ спектральная световая эффективность К_λ = Ф_{v, λ} / Ф_{е, λ} = [dФ_v / d λ] / [ dФ_е / d λ] = К_mV_(λ)

Освещенность. Освещенность, создаваемая точечным источником.

Рис.2.3. Освещенность, создаваемая точечным источником.

Освещенность площадки dS, создаваемая точечным источником: Е= dФ/dS = I· dΩ / dS = I· Cosθ / r² где: I – cила света источника в направлении освещаемой поверхности.

Освещенность для протяженного источника можно разбить поверхность источника на элементарные площадки dS ( см. рис) и определить создаваемой каждой из них по закону обратных квадратов

dE = dI· Cosθ / r² = LdS·Cosß· Cosθ / r² = L· Cosß· Cosθ· dΩ

Рис.2.4. Освещенность от протяженного источника.

МКО – Освещенность (в точке поверхности) – отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, содержащий данную точку, к площади этого элемента.

Обозначение: Е_v; Е_v = dФ_v / dА;единица: люкс (лк) = лм / м²

Блеск – это освещенность, создаваемая точечным источником в плоскости зрачка наблюдателя