Световые измерения и измерительные приборы

Измерение световых величин может производиться непосредственно с помощью глаза (визуальные методы) или с помощью фотоэлемента или термостолбика (объективные методы). Приборы, служащие для измерения световых волн, называются фотометрами.

Визуальные методы основаны на свойстве глаза очень хорошо устанавливать равенство яркостей двух смежных поверхностей. В то же время с помощью глаза очень трудно оценить, во сколько раз яркость одной поверхности больше яркости второй. Поэтому во всех визуальных фотометрах роль глаза сводится к установлению равенства яркостей двух смежных площадок, освещаемых сравниваемыми источниками.

Так как сравниваемые поверхности делаются диффузно отражающими, то равенство их яркостей соответствует равенству освещенностей. Освещенность площадки, на которую падает свет от более сильного источника, ослабляется тем или иным способом в известное число раз. Установив равенство освещенности двух площадок и зная, во сколько раз ослаблен свет одного из источников, мы можем количественно сравнить силу света обоих источников. Таким образом, во всяком фотометре должны быть два смежных световых поля, одно из которых освещено только одним источником, второе – только другим. Вид сравниваемых полей может быть различен. В большинстве случаев они имеют форму двух смежных полукругов или двух концентрических кругов. Оба сравниваемых поля должны освещаться каждый своим источником под одним и тем же углом; глаз наблюдателя также должен рассматривать оба поля под одинаковыми углами зрения.

Для того чтобы получить одинаковую освещенность обеих площадок фотометра, наиболее простым средством является изменение расстояний сравниваемых источников от фотометра при условии применения закона обратных квадратов. Если освещенности площадок одинаковы, то

,

где I – сила света, R – расстояние. Способ имеет тот недостаток, что варьировать расстояния R₁ и R₂ практически можно лишь в не очень широких пределах.

Другой способ ослабления светового потока от одного из источников состоит в том, что на пути его вводится поглощающее тело, представляющее собой два скользящих друг относительно друга клина, сделанных из материала, поглощающего свет (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Способ ослабления светового потока

Передвигая их, мы изменяем толщину поглощающего слоя и тем самым изменяем степень поглощения светового потока. Предварительно производится градуирование ослабителя: устанавливается, насколько меняется поглощение при смещении клина на определенное расстояние.

Фотометры, приспособленные для непосредственного измерения освещенности, называются люксметрами. Воспринимающим устройством в них является фотоэлемент. Под действием света фотоэлемент дает электрический ток тем больший, чем больше освещенность элемента. Люксметры «ТКА –Люкс» предназначены для измерения освещенности, создаваемой различными источниками, произвольно пространственно расположенными. Диапазон измерения освещенности – от 1,00 до 200 000 лк. Люксметры/яркомеры ТКА-04/3 позволяют измерить не только освещенность, но и яркость светящихся поверхностей. Для измерения коэффициента пульсации используют пульсметр-люксметр «Аргус-07».