Световые измерения (фотоме́трия)

Световые измерения могут осуществляться зрительными и физическими методами. В 1-м случае глаз человека исполняет роль своеобразного измерительного прибора, во 2-м – его функции берут на себя физические приборы: фотоэлементы, термопары и т.п.

Зрительная фотометрия основывается на способности глаз с достаточно высокой степенью точности оценивать равенство яркостей двух оптически смежных и близких по цветности полей сравнения. Такими полями чаще всего являются две смежные грани призмы, которая служит основой, так называемой, фотометрической головки – сложной системы, отражающей и преломляющей световые лучи (рис. 23).

Фотометрическая головка – основная часть измерительного устройства фотометра. Другими частями являются эталонный (сила света которого I_ЭТ известна) и испытываемый источники света (ИС), а также конструктивные элементы, обеспечивающие их строгую ориентацию относительно головки и перемещение испытываемого ИС.

При проведении измерений наблюдатель перемещает испытываемый ИС вдоль оси, добиваясь равенства яркостей смежных граней призмы из диффузно рассеивающего материала. Когда ребро призмы для наблюдателя исчезнет, измеряется расстояние l_ИС и делается перерасчёт силы света, основанный на том, что равенству яркостей соответствует и равенство освещённостей Е граней: Е_ЭТ = Е_ИС .

Отсюда I_ЭТ/l_ЭТ² = I_ИС/ l_ИС², и в итоге I_ИС = I_ЭТ l_ИС²/l_ЭТ².

Основными преимуществами физической фотометрии являются:

• быстрота измерений;

• непосредственное получение значения измеряемой величины.

Для физических методов измерения необходим физический приёмник, кривая спектральной чувствительности которого была бы близка к аналогичной кривой глаза человека. Этому требованию наилучшим образом соответствует селеновый фотоэлемент, который и используется в большинстве фотометрических приборов. Достоинством его является и то, что он не требует внешнего источника питания.

Измерение освещённости

Необходимость в измерениях освещенности возникает на предприятиях (для оценки достаточности освещения рабочих мест), в помещениях общественных и административных зданий, на открытых пространствах, а также в лабораторной обстановке.

Для измерения освещенности применяется специальный фотометрический прибор ‑ люксметр. Простейший фотоэлектрический люксметр представляет собой селеновый фотоэлемент, в цепь которого включен стрелочный гальванометр.

Измерение силы света производится при помощи фотометра, но часто функции глаза выполняет люксметр.

Измерение светового потока осуществляется при помощи шаровых фотометров. Этот прибор представляет собой полый шар диаметром 0,5…2,5 м, окрашенный изнутри белой диффузно отражающей краской. Шар выполняется разъёмным для того, чтобы можно было разместить внутри ИС, световой поток которого надлежит измерить. После включения ИС в сеть его световой поток многократно отражается внутри шара, и освещённости в нем выравнивается. Через небольшое окошечко люксметром замеряется освещённость внутри и сравнивается со значением освещённости, создаваемой эталонным ИС с известным световым потоком. После перерасчёта находится световой поток исследуемого источника.