Основные световые параметры

Световой поток—это мощность светового излучения, измеренная не в привычных ваттах или лошадиных силах, а в специальных единицах, называемых люменами (русскоязычное — лм, в иностранной—lm). Люмен—это 1/683 ватта светового монохроматического излучения с длиной волны 555нм, соответствующей максимуму кривой спектральной чувствительности глаза. Величина 1/683 появилась исторически, когда основным источником света были обычные свечи, и излучение только появлявшихся электрических источников света сравнивалось со светом таких свечей. В настоящее время эта величина (1/683) узаконена многими международными соглашениями и принята повсеместно.

Телесный угол ωравен отношению площади S, вырезаемой этим углом на сфере произвольного радиуса r, к квадрату этого радиуса – ω = S/r². Площадь измеряют по среднему диаметру d светящегося пятна – S = πd²/4. В международной системе единиц СИ телесный угол измеряется в стерадианах (ср).

Сила света —это отношение светового потока, заключенного в каком-либо телесном угле, к величине это угла: I = Ф/ω .

Если источник света светит равномерно по всему пространству, то есть в телесном угле 4π (так как площадь сферы равна 4πR²), то сила света такого источника равна Ф/4π, т.е.Ф/12,56. Сила света измеряется в канделах (сокращенно –кд, иностран-ное—cd). Одна кандела—это сила света источника, излучающего световой поток 1 лм в телесном угле 1 ср. Примерно такую силу света имеет обычная стеариновая свеча (отсюда ясно, что световой поток такой свечи равен примерно 12,56 лм).

Освещенность—это величина светового потока, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности. Если световой поток Ф падает на какую-то площадь S, то средняя освещенность этой площади (обозначается буквой Е) равна: Е = Ф/S .

Единица измерения освещенности называется люксом (обозначение—лк, в иностранной—lx). Один люкс— это освещенность, при которой световой поток 1лм падает на площадь в 1 квадратный метр: 1 лк = 1 лм/ 1 м² .

Яркостьповерхности S—это отношение силы света I, излучаемой этой поверхностью в каком-либо направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную выбранному направлению. В технической литературе яркость обозначается буквой L: L = I / S cos α .

За единицу измерения ярости сейчас во всех странах принята яркость плоской поверхности, излучающей силу света в 1 кд с одного квадратного метра в направлении, перпендикулярном светящейся поверхности, то есть 1кд/м².

Отчего же зависит яркость предметов? Прежде всего, конечно, от величины светового потока попадающего на них и от свойств самих предметов, а именно—от их способности отражать падающий свет.

Способность предметов отражать падающий на них свет характеризуется коэффициентом отражения: ρ = Фотраженный / Фпадающий.

Доля света, которая проходит сквозь материал, характеризуется коэффициентом пропускания, а доля, которая поглощается—коэффициентом полощения:

τ = Фпрошедший / Фпадающий; α = Фпоглощенный / Фпадающий .

Соотношения между этими коэффициентами: ρ + τ + α = 1 .

Коэффициент пульсаций освещённости характеризует колебания во времени светового потока, падающего на единицу поверхности. Коэффициент пульсаций освещённости определяется отношением амплитуды колебаний освещённости к их среднему значению и вычисляются по формуле:

Световая отдача лампы (КПД) показывает, какой световой поток испускает лампа на единицу мощности, потребляемой из электрической сети (лм·Вт^–1). Световая отдача определяется выражением .

Индекс цветопередачи – безразмерная величина, численное значение которой находится в интервале от 0 до 100. Чем меньше отклонение видимого цвета от естественного (больше индекс цветопередачи), тем лучше характеристика цветопередачи этого источника света. Источник света с индексом цветопередачи R_a = 100 излучает свет, оптимально отображающий все цвета. Но такую цветопередачу могут иметь только источники света, аналогичных абсолютно черному телу. Все реальные источники света имеют Ra < 100. В мире принята такая система оценки качества цветопередачи:

Ra ≥90—отличное; 90>Ra>80—очень хорошее; 80>Ra>70—хорошее; 70>Ra>60—удовлетворительное; 60>Ra>40—приемлемое; Ra<40—плохое.

В российских нормах освещения установлено, что для предприятий полиграфической, текстильной, лакокрасочной отраслей промышленности, а также для хирургических отделений больниц Ra должен быть не ниже 90.

Лекция 2,33. Люминесцентные лампы низкого давления

3.1 Устройство люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа низкого давления представляет собой цилиндрическую стеклянную колбу 2 (рис. 1), на концах которой в цоколях 1 вмонтированы штыревые токоподводы 5. В оба цоколя 1 лампы через стеклянные ножки впаяны оксидированные электроды 6, выполненные в виде моноспирали из вольфрама.

На внутреннюю поверхность по всей ее длине нанесен тонкий слой твердого кристаллического порошкообразного вещества – люминофора 4. Люминофо-ром является галофосфат кальция, дозированный марганцем и сурьмой. Изменяя пропорцию состава люминофора можно получить люминесцентные лампы с различной цветностью излучения светового потока. После откачки воздуха при изготовлении лампы внутрь колбы вводится капля ртути (масса зависит от размеров трубки), которая при работе лампы переходит в парообразное состояние 3. Также вводится небольшое количество чистого газа – аргона, для уменьшения процесса испарения вольфрамовых электродов и ускорения зажигания лампы.