Единицы измерения света

Единицы измерения светаЕдиницы измерения света. Примеры источников света и их фотометрические параметры.

русский язык — английский язык: название величины — в чём измеряется.

cветовой поток: люмен (Лм) — luminous flux: lumen (lm) — синоним: luminous power.

сила света: кандела (Кд) — luminous intensity: candela (cd.

яркость: нит (Кд/кв.м) — luminance: nit cd/m 2.

освещенность: люкс (лк) — illuminance: lux (lx.

светимость: люкс (лк) — luminous emittance: lux (lx.

Световой поток есть световая энергия, которая излучается от точечного источника и выражается в пространственных углах ( сила света ). т.к. зависит от расстояния. Интенсивность света (сила света) измеряется в канделах, световой поток — в люменах, а освещенность — в люксах.

Световой поток.

Luminous flux — lumen, lm — люмен . Лм Единицу измерения световой поток можно понимать как количество света . общее количество света. Например, обыкновенная лампа накаливания 40 ватт создает световой поток 415 люмена. Какую оптическую систему ни ставь вокруг источника света, количество света — люменов — не изменится: например, зеркальную колбу вокруг спирали накаливания в спот-лампочке, линзу вокруг кристалла в светодиоде.

Если источник света излучает свет равномерно по всем направлениям, то канделлы, умноженные на полный телесный угол, дадут люмены. Световой поток равен cd⋅sr. sr — стерадиан, конус прибл. 65,541.

Поэтому если на источнике света для ненаправленного освещения не указано количество люменов, то это кот в мешке.

Логичнее было бы назвать единицу силы света угловым световым потоком. Luminous intensity — candela (lm/sr), cd — кандела . Кд, «свеча», люмены деленные на стерадиан. Силу света также называют candlepower. Интересно, что в древности 60-ваттную лампочку часто называли 60-свечёвой, но света она давала вовсе не 60 Кд.

Если с одной стороны спирали лампочки поставить рефлектор, поделив сферу пополам, то сила света увеличится в 2 раза. Например, бытовая матовая криптоновая лампа накаливания под брэндом General Electric 75W 230V даёт световой поток 865 люмен. Вогнутое зеркало, делящее сферу пополам, увеличит силу света в 2 раза. Зеркало в форме параболоида вокруг лампочки увеличит силу света до бесконечности, что конечно же, из-за не бесконечно малых размеров невозможно.

Зато возможно в фокусе оптической системы источник света-зеркало увеличить до бесконечности яркость. На практике полную бесконечность получить невозможно, а вот расплавить золото — можно.

Luminance — cd/m2 — канделы на площадь/ Название внесистемной (СИ) единицы яркости измерения — нит (1нт=1кд/1м²). Физический смысл яркости — при освещении — туманен: сколько люменов на телесный угол приходится на площадку в один метр, то есть, это характеристика, как освещает источник света поверхность на некотором расстоянии; или светящийся экран телевизора освещает глаз. Физический смысл яркости освещенной поверхности (при отражении) — свет падает на стену, и как ярко он освещает другую стену или хрусталик глаза, или объектив фотоаппарата, через корорый свет попадает на светочуствительную матрицу фотоаппарата. Человек начинает воспринимать цвета при яркостях более 100 кд/м 2 — дневное зрение. Ночное зрение — при яркости примерно 10 −3 кд/м². Яркость имеет смысл скорее единица измерения для прикладных целей или физиологических целей.

Illuminance — lux, lx — lm/m 2 Единицы освещенности применяется для освещенных поверхностей (светящихся отраженным светом), но не для поверхностей, излучающих свет: например, люминофора люминисцентных ламп, мониторов, матовых плафонов осветительных приборов (светильников). Освещенность — это световой поток, деленный на площадь: люмены на квадратные метры. Например, освещенность Луны 135000 люкс.

Мощный 5-ваттный светодиод освещает (световой поток мощного светодиода 100 люменов ) кубическую комнату 3Х3Х3 м без окна: площадь пола — 9 м 2. но светодиод освещает ВСЮ площадь поверхности комнаты — стен, потолка, пола — 54 квадратных метра. В среднем, стены комнаты ПОЛУЧАЮТ освещенность 100 люменов/54 кв. м = 1,85 люкса.

Но если линзочка — оптическая система светодиода имеет остронаправленную характеристику и будет освещать круг на стене диаметром 1 м (0,78 кв.м), то освещенность в круге света будет равна 128 люкс.

Примеры значений освещенности.

Открытый космос, около орбиты Земли, на Луне (экватор, полдень) — 135000 люкс. Освещенность в яркий солнечный день примерно 100000 lux (прямые солнечные лучи, радиально через чистую атмосферу). Ясный солнечный день в тени — 10000-25000 люкс. На открытом месте в пасмурный день освещенность 1000 люкса Свет в средней полосе (широта около 50°) на улице в полдень в декабре-январе — 4000-5000 люкса Освещенность в светлой комнате вблизи окна — 100 люкс. Освещенность, необходимая для чтения — 30-50 люксов. Освещенность от полной луны — 0,2 люкса. К слову, для многих растений достаточно освещенности 500 люкс, достаточность очень зависит от спектра света — см. PAR фотосинтез . Про восприятие цвета человеком — см. Википедию — цвета и восприятие яркости . Также — см. спектр «глазом» в статье про PAR.

Luminous emittance — единица измерения lux, lm/m2, излучаемый поверхностью свет. Например, разогретый докрасна топор может светиться и в 1 люкс.