Лабораторная работа №7

Фотометрические характеристики и определение освещенности поверхности с помощью люксметра

Цель и задачи работы: Познакомиться с фотометрическими величинами, понять фотобиологическое действие; провести практические измерения освещенности в лаборатории люксметром; рассчитать силу света, световой поток.

Общие сведения

Любой источник света излучает в окружающее его пространство электромагнитные волны различной длины. Волны видимого, ультрафиолетового и инфракрасного участков электромагнитной шкалы относятся к оптическому диапазону.

Естественное (солнечное) освещение и световое облучение создают необходимые условия жизнедеятельности человека, животных и птиц, а также растений. Искусственное световое облучение имеет большое значение в связи с развитием теплично-парниковых хозяйств, промышленного животноводства и птицеводства.

Свет материален и несет с собой энергию, которая может быть измерена при ее превращении в другие формы - электрическую, химическую, тепловую. Оптические излучения в зависимости от энергии и от спектрального состава, вызывают в разных телах различные физические (нагрев, фотоэффект) и биологические действия (зрительное ощущение, гибель микробов).

Зрительное восприятие человека ограничено узким диапазоном электромагнитной шкалы (380 – 760 нм), а излучения инфракрасного и ультрафиолетового диапазона не воспринимаются, но оказывают воздействие на организмы животных и растений. В связи с этим в фотометрии вводятся двойные единицы измерения – энергетические (по объективным энергетическим характеристикам) и визуальные    (по воздействию на глаз).

Энергетические световые величины

Видимый свет, как и вообще электромагнитные излучения, характеризуется рядом объективных энергетических величин:

1) Энергия излучения W,   Дж; и ее объемная плотность     

   w = W/V,   Дж/м.

2) Поток излучения Ф_е = W / t, Вт, и его плотность

  φ =Ф /S, Вт / м².

3) Энергетическая сила света, равная отношению потока излучения к телесному углу I_е = Ф_е /ω, Вт/с.

4) Энергетическая яркость (лучистость) – отношение энергетической силы света к площади поверхности источника В_е = I_e / S,      Вт/м² ср.

5) Энергетическая светимость (излучательность) - отношение потока излучения к площади поверхности источника света R_e = Ф_е/ S, Вт / м.

6) Энергетическая освещенность (облученность) - отношение потока излучения к площади освещаемой поверхности  Е_е = Ф_е / S,        Вт / м.

Обе последние величины имеют размерность плотности потока энергии.