Основы светотехники

Основные светотехнические величины

Основные светотехнические характеристики делятся на:

1. Количественные показатели.
2. Качественные показатели.

К количественным показателям относятся:

• сила света,
• световой поток,
• освещенность,
• яркость.

Световой поток характеризует мощность светового излучения и измеряется в люменах, а само его измерение основано на зрительном восприятии. Сила света рассчитывается по следующей формуле:

$I = Ф/W$

где: I - сила света; Ф - отношение светового потока; W - световой поток внутри телесного тела.

Яркость рассчитывается по следующей формуле:

$L = I / Scosa$

где: I - сила света; S - площадь освещаемой поверхности; a - угол между нормалью к элементу поверхности, для которого рассчитывается яркость.

Освещенность, измеряемая в люксах, рассчитывается следующим образом:

$Е = F / S$

где, F - световой поток.

К качественным показателям относятся:

• коэффициент пульсации,
• фон,
• блескость,
• контраст объекта,
• видимость,
• показатель ослепленности.

Блескость является повышенной яркостью светящейся поверхности, которая может стать причиной нарушения видимости. Такой показатель, как видимость характеризует способность глаза воспринимать объект и рассчитывается по следующей формуле:

$V = K / Kпорог$

где: К - контраст между фоном и объектом; Кпорог - контраст, при котором объект едва различим на фоне (пороговый контраст).

Фон представляет собой поверхность, которая прилегает к объекту различения. Характеризуется фон коэффициентом отражения. Фон считается светлым, если он больше 0,4, средним, если находится в пределах от 0,2 до 0,4 и темным, если меньше 0,2. Контраст объекта различения с фоном характеризуется соотношением яркостей фона и объекта:

$К = (Lo - Lф) / Lф$

Где: Lo - контраст объекта; Lф - контраст фона.

Контраст считается большим, если К больше 0,5; средним, если К больше 0.2, но меньше 0,5 и слабым, если К меньше 0,2.

Коэффициент пульсации является оценкой относительной глубины колебаний освещенности из-за изменения во времени светового потока источника света при питании переменным электрическим током:

$Кп = (Емакс - Емин) * 100 / (2 * Еср)$

где, Емин, Емакс, Еср - минимальное, максимальное и среднее значение освещенности за период колебаний.

Показатель ослепленности представляет собой оценку слепящего действия, которое создается световой установкой:

$Р = (V1 / V2 - 1) * 1000$

где, V1, V2 - видимость при экранировании и наличии блестких источников в поле зрения.

Оптические свойства тел. Источники излучения и их характеристики

Оптические свойства тел определяются характером взаимодействия между светом и объектом. Результатом данного взаимодействия являются такие оптические явления, как:

1. Преломление.
2. Дифракция.
3. Поляризация.
4. Интерференция.
5. Поглощение света.
6. Отражение света.

Источник света представляет собой излучатель электромагнитной энергии в видимой области спектра. Они играют значимую роль в производстве, искусстве, а также применяются в качестве осветительных приборов, могут входит в состав бытовых приборов, исследовательского оборудования. Источники света можно разделить по назначению, принципу действия, габаритам и т.п. Как правило, выделяют две большие группы: люминесцентные и тепловые источники света.

В тепловых источниках света свет возникает в результате нагревания тела до высокой температуры. В люминесцентных источниках, свет появляется из-за превращения разнообразных видов энергии в оптическое излучение, сам процесс превращения никак не зависит от теплового состояния излучающего тела. По времени воздействия источники света делятся на непрерывные и импульсные. Импульсные используются для получения многократных световых импульсов, к особенностям которых относятся большая мощность и маленькая длительность самого излучения.

К основным характеристикам источников излучения относятся цветовая температура, спектральная плотность потока излучения, световой поток и световая отдача. Цветовая температура источника света характеризует цветность его излучения. Эта температура является абсолютной температурой черного тела, при котором оно начинает испускать излучение с такой же цветностью, как и исследуемое излучение. Световая отдача представляет собой отношение потока излучаемого света к потребляемой мощность. Световая температура является основным параметром источника излучения, который характеризует его экономичность. Чтобы источник света мог обеспечить полную и хорошую цветопередачу, он должен быть способен воспроизводить свет всех длин волн, типичных для истинных цветов предмета.