6.3 Основные фотометрические величины и их единицы

Фотометрия - раздел оптики, занимающийся вопросами измерения интенсивности света и его источников. В фотометрии используются следующие величины:

1) Энергетические — характеризуют энергетические параметры оптического излуче­ния безотносительно к его действию на приемники излучения;

2) световые — характеризуют физиологические действия света и оцениваются по воздействию на глаз (исходят из так называемой средней чувствительности глаза) или другие приемники излучения.

6.3.1 Энергетические величины

Поток излучения Ф_е –величина равная отношению энергииW излучения ко времени t, за которое излучение произошло:

(138)

Единица потока излучения - ватт (Вт).

Энергетическая светимость (излучательность) R_e — величина, равная отношению потока излучения Ф_е, испускаемого поверхностью, к площади S сечения, сквозь которое этот поток проходит:

, (139)

т. е. энергетическая светимость представляет собой поверхностную плотность потока излучения. Единица энергетической светимости — ватт на метр в квадрате (Вт/м²). Энергетическая сила света (сила излучения) определяется с помощью- понятия о точечном источнике света — источнике, размерами которого по сравнению с рассто­янием до места наблюдения можно пренебречь. Энергетическая сила света I_e - величина, равная отношению потока излучения Ф_e источника к телесному углу , в пределах которого это излучение распространяется:

(140)

Единица энергетической силы света — ватт на стерадиан (Вт/ср). Энергетическая яркость (лучистость) В_е - величина, равная отношению энергети­ческой силы света I_e, элемента излучающей поверхности к площади S проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения:

(141)

Единица энергетической яркости — ватт на стерадиан-метр в квадрате (Вт/(ср • м²)).

Энергетическая освещенность (облученность) Е_е характеризует величину потока из­лучения, падающего на единицу освещаемой поверхности. Единица энергетической освещенности совпадает с единицей энергетической светимости (Вт/м²).

6.3.2 Световые величины

При оптических измерениях используются различные приемники излучения (например, глаз, фотоэлементы, фотоумножители), которые не обладают одинаковой чувствительностью к энергии различных длин волн, являясь, таким образом, селективными (избирательными). Каждый приемник излучения характеризует­ся своей кривой чувствительности к свету различных длин волн. Поэтому световые измерения, являясь субъективными, отличаются от объективных (энергетических), и для них вводятся световые единицы, используемые только для видимого света. Основной световой единицей в СИ является единица силы света — кандела (кд). Кандела – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540^.10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Световой поток Ф определяется как мощность оптического излучения по вызываемому им световому ощущению (по его действию на селективный приемник света с заданной спектральной чувствительностью).

Единица светового потока — люмен (лм): 1 лм — световой поток, испускаемый точечным источником силой света в 1 кд внутри телесного угла в 1 ср (при равномерности поля излучения внутри телесного угла). 1 лм = 1 кд^.ср.

Светимость R физическая величина, равная световому потоку, испускаемому с единицы площади:

(142)

Единица светимости—люмен на метр в квадрате (лм/м²).

Яркость В_, светящейся поверхности в некотором направлении  есть величина, равная отношению силы света I в этом направлении к площади S проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

(143)

Единица яркости — кандела на метр в квадрате (кд/м²).

Освещённостъю Е называется физическая величина, равная световому потоку Ф, падающему на единицу площади освещаемой поверхности:

(144)

Единица освещенности—люкс (лк): 1 лк—освещенность поверхности, на

1 м² которой падает световой поток в 1 лм (1 лм = 1 лм/м²).

ЛЕКЦИЯ 5