4.2. Мощность изучения. Световой поток. Световая отдача.

Мощность излучения - энергия излучения, переносимая в единицу времени.

Световой поток - физическая величина, которая оценивает мощность видимого излучения, по его действию на глаз человека, адаптированный к свету. Эта фотометрическая величина позволяет оценить мощность видимого света по его действию на сетчатку глаза. Единица - 1 люмен

Световой поток — физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения. Иными словами, «cветовой поток является величиной, пропорциональной потоку излучения, оценённому в соответствии с относительной спектральной чувствительностью среднего человеческого глаза»[1].

Обозначение:

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): люмен

Вычисление

Для определения величины светового потока, сначала необходимо спектральную плотность мощности излучения умножить на величину относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения Vλ, затем проинтегрировать в пределах видимого диапазона длин волны (то есть от 380 до 780 нм). Затем полученный результат (Φe; измеряется в Вт) нужно умножить на фотометрический эквивалент излучения (Km; константа=683 лм/Вт))[2].

Интегрирующий сферический фотометр (Шар Ульбрихта)

Измерение

Измерение светового потока от источника света производится при помощи специальных приборов — сферических фотометров, либо фотометрических гониометров[3]. Трудность измерения заключается в том, что необходимо измерить поток, который испускается во всех направлениях — в телесный угол 4π.

Световая отдача - отношение отдаваемого источником излучения к потребляемой им мощности. Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности^[1]. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.

Выражение для световой отдачи имеет вид:

где  — световой поток, излучаемый источником, а  — потребляемая им мощность.

Введя в рассмотрение величину потока излучения , отношение можно представить в виде . В этом произведении первый из сомножителей представляет собой cветовую эффективность излучения , а второй — энергетический коэффициент полезного действия (КПД) источника^[2] . В результате исходное выражение для световой отдачи приобретает вид:

Таким образом, величина световой отдачи определяется совокупным действием двух факторов. Один из них — эффективность преобразования потребляемой источником электрической энергии в энергию излучения, характеризующаяся значением КПД, другой — способность данного излучения возбуждать у человека зрительные ощущения, определяемая величиной световой эффективности излучения. Чем выше этот показатель, тем эффективней преобразовывается электроэнергия в свет и тем выгоднее использовать лампы Сравнение световой отдачи Лампы накаливания 10-20 Лм/Вт. Стандартная 100 Вт лампа накаливания излучает световой поток, примерно, 1200-1700 люменов. Галогеновая лампа 15-20 Лм/Вт. Не сильно отличается от лампы накаливания по эффективности. Люминисцентные лампы (компактные) 50-80 Лм/Вт. Производители для удобства подсчета яркости предлагают покупателям при сравнении с лампами накаливания умножать потребляемую мощность на 5. Т.е. 10 ваттная лампа светит как 50 ваттная лампа накаливания. Светодиодные лампы 50-150 Лм/Вт. В 2010 году компанией Cree были разработаны сверхмощные диоды с отдачей выше 200 Лм/Вт