3. Светотехнические характеристики

С гигиенической точки освещение характеризуют количественные (сила света, световой поток, яркость, освещенность и коэффициент естественного освещения) и качественные (фон, контраст объекта раз- личения с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатели ослепленности и дискомфорта, спектральный состав света и видимость) показатели, по которым оценивают световое ощущение глаза человека [12].

Видимое излучение оценивается по световому ощущению, произво- димому на зрительный анализатор, и называется световым излучением, а мощность такого электромагнитного излучения – световым потоком (Ф ), единицей измерения которого является люмен (лм).

Люмен – это световой поток, испускаемый точечным источником в

телесном угле ( ), равном 1 стерадиану (стер), при силе света в 1 кд.

Мерой телесного угла является отношение площади S , вырезаемой телесным углом на поверхности шара, к квадрату радиуса ( r ) этого шара

  S r . (5.2)

Точечный источник света – это источник, видимые размеры кото- рого в 5 и более раз меньше расстояния, на котором делаются измерения.

Как правило, источники света излучают световой поток в различных направлениях неодинаково, поэтому для характеристики интенсивности излучения светового потока в том или ином направлении введено понятие пространственной плотности светового потока – сила света ( I ).

I  Ф  , (5.3)

где  – стандартный телесный угол в стерадианах (1 стерадиан =

1/ 4 ).

Сила света является основной количественной светотехнической характеристикой, за единицу измерения которой в фотометрии принята 1 кандела (кд). Кандела – это сила света, излучаемая с поверхности плати- ны площадью 0,5305 мм² при температуре 1773 °С равной температуре ее затвердевания в направлении перпендикулярном к поверхности.

Освещенность (условия освещения) оценивается поверхностной плотностью светового потока, т. е. отношением светового потока (Ф ) па- дающего на элемент поверхности к площади этого элемента ( S ):

^{E  Ф S} . (5.4)

За единицу освещенности принят 1 люкс (лк) – поверхностная плот- ность светового потока в 1 лм, равномерно распределенного на площади в 1 м². Поскольку освещенность не зависит от свойств освещаемой поверх- ности и не отражает полностью условия освещения, то ею пользуются только как расчетной величиной.

Видимость освещаемого предмета характеризуется способностью его поверхности отражать свет в направлении наблюдателя в зависимости от угла ( ), под которым данная поверхность наблюдается. Эта особенность оценивается яркостью поверхности ( В_ ) – отношение силы света, излу- чаемого поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся по- верхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению

В_  I S  cos , кд/м². (5.5)

Хотя яркость поверхности большинства материалов в различных направлениях различна, есть тела (матовые поверхности, молочные рассе- ивающие шары), поверхность которых излучает во всех направлениях с одинаковой яркостью. Их интенсивность свечения определяется поверх- ностной плотностью светового потока (светлость) излучаемого телом.

Качественная светотехническая характеристика фон (поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рас- сматривается) характеризуется свойствами отражать (  ), поглощать

( ) и пропускать ( r ) световой поток, причем     r  1.

Свойство поверхности отражать падающий на нее световой поток характеризуется коэффициентом отражения. Его величина определяет- ся отношением отраженного светового потока (Ф_отр ) к падающему ( Ф_пад ) на поверхность потоку и в зависимости от цвета, фактуры и состояния поверхности изменяется в пределах от 0,02 до 0,95

  Ф_отр Ф_пад . (5.6)

Свойство поверхности поглощать падающий на нее световой поток характеризуется коэффициентом поглощения

  Ф_пог Ф_пад . (5.7)

Свойство поверхности пропускать падающий на нее световой поток характеризуется коэффициентом пропускания

r  Ф_проп Ф_пад . (5.8)

Коэффициент пульсации освещенности ( К_П , %) – это критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в осветительной установке в результате изменения во времени светового потока источников

света при их питании переменным током, выражающийся формулой

е  E_max  E_min  2  E_cp 100%. (5.9)

где

^Emax ^{, Е}min ^и

Е_ср – соответственно максимальное, минимальное и

среднее значения освещенности за период ее колебания, лк.

Необходимость в этом показателе вызвана широким применением

газоразрядных лам при питании, которых переменным током наблюдается пульсация светового потока во времени с частой вдвое большей частоты питающей сети (для газоразрядных – 25-65 %, обычных ламп накалива-

ния

K_П  7