Введение
ОСНОВЫ ФОТОМЕТРИИ И СВЕТОТЕХНИКИ. ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Для художника или ремесленника свет одновременно и благословление и проклятие – он не отделим от красоты искусства и вместе с тем, способен физическим или химическим путем принести ему вред. Томас Брилл Влияние освещения на восприятие окружающего мира настолько важно, что дизайнерам, проектирующим окружающую среду и изделия, необходимо знание основ фотометрии и светотехники. Фотометрия – совокупность методов измерения энергетических характеристик электромагнитного излучения и световых величин: светового потока, силы света, освещенности, яркости и др. Основоположником экспериментальной фотометрии следует считать П. Бугера, который опубликовал в 1729 г. описание визуального метода количественного сравнения источников света: установления (путём изменения расстояний до источников) равенства освещённостей соседних поверхностей с использованием в качестве прибора глаза. Основным энергетическим понятием является поток излучения Ф, имеющий физический смысл средней мощности, переносимой электромагнитным излучением. Воспринимаемая глазом энергия оценивается световыми единицами, которые связаны с энергетическими единицами. Пространственное распределение Ф описывают энергетические фотометрические величины, производные от потока излучения по площади и (или) телесному углу. Соответствующие энергетические фотометрические величины – энергетическая освещённость, энергетическая сила света, энергетическая яркость и т.д. Световые величины – это фотометрические величины, редуцированные в соответствии со спектральной чувствительностью так называемого среднего светлоадаптированного человеческого глаза (важнейшего для деятельности человека приёмника света).
С точки зрения фотометрии, свет – это излучение, способное вызывать ощущение яркости при воздействии на человеческий глаз. Поскольку чувствительность глаза к разным длинам волн у людей неодинакова, в фотометрии принят ряд условно принятых стандартов. В 1931г. Международная комиссия по освещению (МКО) ввела понятие среднего «стандартного наблюдателя» для людей с нормальным восприятием. Этот эталон МКО – не что иное, как таблица значений относительной световой эффективности излучения с длинами волн в диапазоне от 360 до 780 нм.
Световой поток Ф и поток излучения Ф* связаны следующей зависимостью: , (3.1)
где - коэффициент перехода от энергетических единиц к единицам световым, а - относительная спектральная световая эффективность излучения, которая описывает относительную чувствительность среднего человеческого глаза к видимому излучению при нормальных условиях освещенности для разных длин волн. Она измеряется в люменах на ватт в минус первой степени ( )
Фундаментальная взаимосвязь между световыми и энергетическими величинами содержится в определении люмена, который определяется как световой поток монохроматического излучения желто-зеленого цвета с длиной волны приблизительно 555 нм, энергетический поток которого равен 1/683 Вт.
Таблица 3.1
Энергетические и световые характеристики и единицы
|
|