Длина волн электромагнитных колебаний оптической области спектра

Светотехнические показатели

Свет — это часть электромагнитного спектра видимого излучения. Основными его характеристиками являются длина волны l и частота колебаний n (см. табл. 2.1), которые связаны собой зависимостью:

l=c/n, (2.1)

где с — скорость распространения света.

Таблица 2.1

Длина волн электромагнитных колебаний оптической области спектра

Чувствительность глаза на разных участках видимого спектра не одинакова. Она максимальна в зеленой области спектра при длине волны l=554 нм. Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся основные светотехнические величины: световой поток Ф (мощность лучистой энергии) оценивается глазом по световому излучению, измеряется в люменах (лм). 1 лм — световой поток, излучаемый с поверхности абсолютно черного тела площадью S=0,5305 м² при температуре затвердевания платины.

К числу основных светотехнических величин, используемых для коли-
чественной оценки освещения, относятся сила света, освещенность, коэффициент отражения, яркость света, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, коэффициент неравномерности освещения. Все источники света излучают световой поток в пространство неравномерно, с разной пространственной плотностью. Пространственная плотность светового потока используется для характеристики распределения светового потока. Величина, оценивающая пространственную плотность светового потока, названа силой света.

Сила света I(единица измерения — кандела, старое наименование — свеча) — пространственная плотность светового потока, определяемая отношением светового потока Фк телесному углу w с вершиной в точке расположения светильника, в пределах которого равномерно распределен этот поток. Сила света определяется выражением:

, (2.2)

где I — сила света (кд), Ф — световой поток, (лм), vw — телесный угол (стерадиан).

Телесный угол v — часть пространства, ограниченного конусом, име-
ющим вершину в центре сферы (точечный источник освещения) и опирающимся на ее поверхность. Телесный угол определяется отношением площади S, которую конус вырезает на поверхности сферы к квадрату радиуса R этой сферы, измеряется в стерадианах (Ср.), т.е. когда S=R²= 1.

W = S / R². (2.3)

В качестве эталонного излучателя для установления единицы силы света взята платина при температуре затвердевания (2046,65°) и давлении 101 325 Па. Сила света, испускаемая с поверхности пластины площадью 1/600 000 м², принята за единицу и названа кандела (кд). I — величина векторная, распределение силы света по различным направлениям представляется радиус-векторами, длины которых определяют модуль I в направлении вектора. Концы векторов соединяют плавной кривой, называемой кривой силы света. Например, для потолочного светильника I при угле падения 5° составляет 130 кд, при угле 30° — 90 кд.

Освещенность (Е) — поверхностная плотность светового потока. Освещенность определяется отношением светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности и измеряется в люксах. Связь между ФиЕ:

Е=Ф / S, (2.4)

где S — освещаемая поверхность, м², Е — освещенность, лк, Ф — световой поток, лм. 1 лк — освещенность поверхности площадью в 1 м², создаваемая световым потоком в 1 лм. Освещенность характеризует поверхностную плотность светового потока. Например, в ясный летний день освещенность поверхности земли составляет 80—90 тыс. лк.

Если известна сила света Iисточника освещения, то освещенность в заданной точке освещаемой поверхности рассчитывается по формуле

E = I cosa/l²,(2.5)

где a — угол между нормалью к элементу освещаемой поверхности и линией, соединяющей центр элемента с источником света; l — расстояние от источника света до точки поверхности, в которой рассчитывается освещенность.

Качество освещения зависит от величины освещенности и свойств освещаемой поверхности. Способность освещаемой поверхности отражать, поглощать и пропускать световой поток оценивается коэффициентами отражения (a_с), поглощения (b_с) и пропускания (g_с) (см. табл. 2.2). Эти коэффициенты определяются по формулам

; ; , (2.6)

где Ф — световой поток, падающий на освещаемую поверхность, лм; Ф_a, Ф_b и Ф_g — соответственно отраженный, поглощенный и прошедший сквозь освещаемую поверхность световые потоки, лм.

Светимость М оценивает плотность светового потока, излучаемого светящейся поверхностью, по выражению

, (2.7)

где S — светящаяся поверхность.

Таблица 2.2