Основные фотометрические величины

На шкале электромагнитных волн видимый свет занимает диапазон примерно от 400 нм до 750 нм (оптический или видимый диапазон).

Следует различать общие величины, характеризующие любое электромагнитное излучение, и специфические фотометрические величины. Первые из них объективно характеризуют общие энергетические свойства излучения, вторые выражают субъективное восприятие света человеком.

1. Сила света

Сила света – одна из основных величин международной системы единиц СИ; она измеряется в канделах (кд) и обозначается через I.

1 кандела – это сила света, излучаемого черным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 см² при температуре 2042,5 К (температура затвердевания платины при нормальном давлении).

Сила света обычно зависит от направления; эта зависимость характеризуется диаграммой направленности.

2. Яркость

Яркостью называется отношение силы света к площади светящейся поверхности: B  . Здесь B – яркость источника или отражающей поверхности, I – сила света, S – площадь светящейся поверхности.

Единица СИ яркости: [B]  кд/м².

3. Световой поток

Световым потоком  называется произведение силы света на величину телесного угла.

  IΩ.

Единица СИ светового потока: []  лм  кд·ср (люмен  кандела·стерадиан).

Телесный угол Ω характеризуется отношением площади поверхности, вырезаемой на сфере конусом с вершиной в центре сферы, к квадрату её радиуса: Ω 

4. Освещённость

Освещённостью Е называется отношение светового потока () к площади освещаемой поверхности (S):

E  .

Эта величина даёт меру освещения поверхности площадью S, отстоящей на расстояние R от источника с силой света I, при нормальном падении лучей.

С учётом угла между направлением распространения света и нормалью к освещаемой поверхности () и расстоянием между источником света и освещаемой поверхностью (R), можно записать освещённость через силу света I и расстояние R:

E    , где Ω  . (1)

При увеличении расстояния от источника света освещённость убывает обратно пропорционально его квадрату.

За единицу освещённости (люкс) принимается такая освещённость, которую создает источник силы света в 1 кд, освещающий по нормали поверхность, отстоящую от него на расстояние в 1 м: 1 лк  1 кд/1 м².

Некоторые количественные данные о природных источниках света и нормах освещённости

Таблица 1

Освещённость поверхности Земли от природных источников света

Источник	Освещённость, лк
Солнечный свет летом	100000
Солнечный свет зимой	10000
Облачное небо летом	5000 – 20000
Облачное небо зимой	1000 – 2000
Полная луна ночью	0,2
Безоблачное ночное небо (без луны)	0,0003

Таблица 2

Нормальная освещенность (в люксах)

Объект	Требования к освещению
	Низкие	Средние	Высокие
Жилые помещения, общее освещение	40	80	150

Таблица 3

Нормальная освещенность (в люксах)

Объект	Вид работ
	Грубая	Средняя	Тонкая	Очень тонкая
Производственные помещения, школы	40	80	150	300
Только общее освещение	20	30	40	50
Общее освещение и местное освещение	100	300	1000	5000

Таблица 4

Нормальная освещённость (в люксах)

Объект	Интенсивность движения
	Низкая	Средняя	Высокая	Очень высокая
Переходы и лестницы	15	–	30	–
Улицы и площади	3	8	15	30
Заводские дворы	3	–	15	–