Энергия излучения. Световой поток

Отдел оптики, изучающий методы и приемы измерения световой энергии, называется фотометрией.

Выделим мысленно на пути света, распространяющегося от какого-либо источника S небольшую площадку σ (рис. 8.2).

Через эту площадку за время t пройдет некоторая энергия излучения W. Для того чтобы измерить эту энергию, надо представить себе эту площадку в виде пленки, покрытой веществом, полностью поглощающим всю падающую

Рис. 8.2. Распространение света от источника S

на него энергию излучения (например, сажа), и измерить поглощенную энергию по нагреванию этой пленки. Отношение

показывает, какая энергия протекает через площадку за единицу времени, и называется потоком излучения через площадку σ. Поток излучения оценивается в единицах мощности – Вт, а интенсивность излучения – Вт/м².

Однако для восприятия и использования световой энергии исключительно важную роль играет глаз. Поэтому наряду с энергетической оценкой света пользуются оценкой, основанной на непосредственном световом восприятии глаза. Поток излучения, оцениваемый по зрительному ощущению, называется световым потоком Ф. Таким образом, в световых измерениях используются две системы обозначения и две системы единиц, одна из них основана на энергетической оценке света, другая – на оценке света по зрительному ощущению. Связь между световым потоком и потоком излучения (мощностью) выражается формулой

(8.1)

где P_λ = dP/dλ; V(λ) – относительная спектральная световая чувствительность излучения для стандартного фотометрического наблюдателя МКО; K_m – максимальная спектральная световая эффективность, K_m = 683 лм/Вт. При вычислении Ф по формуле (8.1) интеграл берут в пределах не от 0 до ∞, а от 380 до 760 нм. Казалось бы естественным положить K_m = 1 лм/Вт, но так как световые величины и единицы появились еще в ХVIII веке, а современные единицы для мощности только в XIX в., то последние пришлось согласовывать с уже установившимися световыми величинами.