Основы оптики

2.2. Световые величины

Световые характеристики описывают, как энергию излучения воспринимает зрительная система глаза с учетом спектрального состава света.

2.2.1. Световые величины

Световые величины обозначаются аналогично энергетическим величинам, но без индекса. У световых величин нет никакой спектральной плотности, так как глаз не может провести спектральный анализ.

Наименование и обозначение		Единицы измерения
Сила света	,	– сила излучения эталона (эталонный излучатель или черное тело) при температуре затвердевания платины () площадью .
Поток излучения	,	– это поток, который излучается источником с силой света в телесном угле : .
Освещенность	,	– освещенность такой поверхности, на каждый квадратный метр которой равномерно падает поток в .
Светимость		За единицу светимости принимают светимость такой поверхности, которая излучает с световой поток, равный .
Яркость		За единицу яркости принята яркость такой плоской поверхности, которая в перпендикулярном направлении излучает силу света с .

Абсолютно черное тело – это тело, которое полностью поглощает падающую на него энергию. Модель абсолютно черного тела представляет собой полое тело, внутренняя поверхность которого выкрашена в черный цвет. Через небольшое отверстие поток излучения поступает внутрь тела, где в результате многократного отражения полностью поглощается.

2.2.2. Связь световых и энергетических величин

Функция видности

– это относительная спектральная кривая эффективности монохроматического излучения.

– величина, обратно пропорциональная монохроматическим мощностям, дающим одинаковое зрительное ощущение, причем воздействие потока излучения с длиной волны

условно принимается за единицу.

Определить некую световую величину (поток, сила света, яркость, и т.д.), по спектральной плотности соответствующей ей энергетической величины можно по общей формуле:

где – функция видности глаза, 680 – экспериментально установленный коэффициент.

Сопоставление энергетических и световых единиц

Энергетические		Световые
Наименование и обозначение	Единицы измерения	Наименование и обозначение	Единицы измерения
поток излучения		световой поток
энергетическая сила света		сила света
энергетическая освещенность		освещенность
энергетическая светимость		светимость
энергетическая яркость		яркость

2.2.3. Практические световые величины и их примеры

Световая экспозиция

Световая экспозиция – это величина энергии, приходящейся на единицу площади за некоторое время (освещенность, накопленная за время от до ):

,

Если освещенность постоянна, то экспозиция определяется выражением:

Блеск

Блеск – это освещенность, создаваемая точечным источником в плоскости зрачка наблюдателя, .

Понятие блеска применяемая при визуальном наблюдении точечного источника света. Видимый блеск небесных тел оценивается в звездных величинах . Чем меньше звездная величина, тем больше блеск. Шкала звездных величин устанавливается следующим экспериментальным соотношением: