Fluxul luminos și energia luminoasă

Flux luminos F - puterea energiei luminii, care este Q. lumina vizibilă, măsurată prin sentimentul de lumina pe care o produce asupra ochiului uman mediu. Valoarea efectivă a fluxului luminos este măsurată în lumeni:

Conform standardelor Comisiei Internaționale de Iluminat (CIE), flux luminos este determinată de efectul asupra receptorului selectiv a cărui sensibilitate spectrală este o eficacitate normalizată relativă spectrală luminoasă a funcțiilor de radiații (monocromatică): V () - pentru o vedere fotonică (în ceea ce privește luminozitatea și adaptarea L 10 cd /), și - pentru viziune de noapte (L 0,01 cd /).

Un lumen (lm) este numeric egal cu fluxul luminos emis într-un unghi solid unitate (steradian) a sursei de intensitate (uniform) punctul egal care emite un candela (cd).

Se măsoară unghiul solid cu vârful în centrul sferei este un raport suprafață sferică dA, pe care se sprijină, la pătratul razei sferei r. Per unitate de unghi solid - steradian (sr) adoptat unghi solid centrale carving porțiune sferă, care suprafață este egală cu pătratul razei sale.

Se constată că flux 1 W radiație monocromatică cu o lungime de undă de 0,555 microni = 680 lm este egal cu fluxul luminos. Prin urmare, valoarea maximă a eficacității luminoasă spectrală este numeric egală cu (max = 680 lm / W Astfel, lumina a unei radiații complexe: și unde n - numărul de linii din spectrul; V () - eficiență luminoasă relativă de radiație monocromatică, 680 și 680 - lumină .. Fluxul de radiație monocromatică cu lungime de undă.

Pentru emisie eficacitate luminoasă (lm / W) cu o compoziție spectrală predeterminată a fluxului luminos este determinată de raportul dintre fluxul de radiație corespunzător:

eficiență luminoasă relativă V radiație complexă este

Eficacitate luminoasă (lm / W) a sursei de lumină este determinată de raportul dintre fluxul luminos și sursa de lumină:

energia radiațiilor Lumina dată de produsul a fluxului luminos în momentul acțiunii sale, atunci când F = const. Q = FT; când F (t) = var Q =. unde F (t) - valoarea instantanee a fluxului luminos. Unitatea de energie luminoasă - lumenul a doua (lm · s).

În ceea ce privește sursa de impulsuri de energie de lumină numită suma de lumină. Sursa de lumină radiație de energie în impulsuri, cu un flux de lumină care variază în timp - luminozitate, lm · s determinat pentru bordurare t:

Întoarcere lumină intermitentă (lm / W) luate pentru a determina raportul dintre energia pulsului la energia luminoasă stocată în condensator,

. unde c - capacitatea condensatorului de alimentare,

- tensiunea condensator de la începutul focarului.

Intensitatea luminii I - este densitatea spațială a fluxului luminos într-o anumită direcție: a) un complex de radiații I =,

b) pentru monocromatică. în cazul în care dF - flux luminos; d - unghiul solid (steradian - sr).

Unitatea de intensitate luminoasă - candela (candela) - intensitatea luminii emise în direcția perpendiculară de 1 / (suprafața corpuluinegru la temperatura de solidificare a platinei (T = 2045 K) și o presiune de 101 325 pascali (Pa) = 1kd 1lm · sr -1.

Densitatea fluxului de lumină spațială variază, de obicei, în diferite direcții ale spațiului, deci valoarea intensității luminoase determinată direcție. Pentru sursele de lumină cu toate valorile de distribuție a luminii simetrice de intensitate la orice unghi față de direcția axei de simetrie a aceleiași surse. În consecință, întrucât puterea radiației, puterea sursei de lumină simetrică este unic unghiul determinat și indexat. Intensitatea luminoasă a sursei de lumină asimetrică este unghiuri determinate

Distribuția unei surse punctiforme de spațiu a fluxului de radiație unic determinată de corpul său fotometrice - o parte a spațiului delimitat de suprafață, care trece prin capetele vectorilor rază ale puterii radiației.

Emisiile orice SP pot fi executate circular cu unul QRS meridiane și pentru SP simetrice trebuie să aibă o familie meridianul de KCC pentru avioane meridiane, care număr este ales în funcție de forma corpului fotometrice.

Pentru SP cu două planuri de simetrie (pentru lămpile cu lămpi liniare, spoturi) QRS, de obicei, limitat doar două planuri principale - (. Fig P5-1) transversal longitudinal și. Cu toate acestea, este adesea necesar să se cunoască KCC JV nu numai mai mici, dar, de asemenea, în emisfera superioară a spațiului.

Prin distribuția luminii SP în funcție de raportul dintre F. fluxului luminos îndreptate în emisfera inferioară, iar fluxul luminos lampă totală FSV împărțită în cinci clase P, H, R, B, G (Tabel. 1).

CMP SP aceste clase în funcție de forma QRS sunt împărțite în mai multe tipuri de K, D, E, L, W, M, G (vezi. Fig. P5-1).

Clasa de distribuție a luminii corpului de iluminat

Natura distribuției luminii

Secțiunea transversală a planului corp fotometric care trece prin origine (prin punctul sursă), definește o curbă de intensitate a luminii (CMP), sursa de radiație pentru acest plan de secțiune. În cazul în care corpul are fotometrice o axă de simetrie a sursei de radiație caracterizată prin CMP în planul longitudinal.

Fluxul luminos al sursei de lumină este determinată de KCC, în cazul în care corpul are fotometrice o axă de simetrie. În cazul în care CMP este programul stabilit sau un tabel, cu formula de calcul a fluxului de sursă de lumină este dată de:

= F. în cazul în care - valoarea medie a intensității luminoase într-un anumit

grafice de propoziții KCC surse de lumină asimetrice sunt prezentate în Fig. P5-1 în cartezian (a) și polar (b) sisteme de coordonate.

Ris.P5-2. Graficele QRS surse de lumină asimetrice

Iluminarea - densitatea fluxului luminos pe suprafața care trebuie iluminată, care se determină în funcție de tipul de radiație prin formulele:

a) pentru compusul E = emisie. sau E = 680;

b) pentru radiația monocromatică. sau. în care - densitatea spectrală a iluminării (W /); d - suprafața iluminată.

Unitate de iluminare - lux (lx) presupus iluminare create de fluxul luminos de 1 lumen (lm), distribuite uniform pe suprafața care este egală cu un metru pătrat:

Energia luminoasă care cade pe suprafața unității a corpului iluminat se numește expunere (cantitatea de lumină) și H este determinată prin integrarea valorilor de luminanță instantanee:

. în care E (t) - valoarea instantanee a iluminării.

În cazul special în care E (t) = const obține H = Et, (lux · sec).

Receptor de expunere determină măsura reacției în toate procesele fotochimice în care numărul de molecule care intră în reacție este determinată nu numai de curgerea eficientă densitate a suprafeței iradiate, dar, de asemenea, durata procesului.

Suprafața Luminozitatea L este exprimata fie prin puterea vzadannom luminii, fie direcție prin fluxul luminos :. sau. în care - fluxul luminos în interiorul unghiului solid radiat porțiune dA suprafața radiatorului elementar; cos dA - suprafața elementară dA proiecție emițător pe un plan perpendicular pe axa unghiului solid.

Din expresia rezultă că luminozitatea oricărei porțiuni de suprafață elementară a luminii este determinată de raportul dintre intensitatea elementului radiant pentru dA zona de proiecție sa cos dA pe un plan perpendicular pe direcția predeterminată de observare a luminozității obiectului determină nivelul de senzație vizuală.

Luminozitatea M - este densitatea emiși (reflectata) zona fluxului luminos al suprafeței radiante (reflexie) a corpului:

unde - densitatea spectrală a iradierii suprafeței radiante; - emițătoare de luminozitate de suprafață (reflectorizante); Unitate luminozitate - lm / m 2. Luminozitatea poate caracteriza, de asemenea, densitatea fluxului luminos reflectat de o suprafață difuză și transmisă prin materiale (lactate și difuzează sticlă mată, plastic), în conformitate cu expresiile:

a) pentru radiația reflectată;

b) pentru radiații care trece prin materiale de difuziune,

unde # 961; - reflexie; # 964; - factorul de transmisie.

Dualitatea svetovosprinimayuschego aparat ochi, iar diferența dintre sensibilitatea spectrală a tije si conuri duce la o schimbare în sensibilitatea spectrală a ochiului și integrate în funcție, iar nivelul de luminanță a spectrului radiațiilor, așa cum se arată în Fig. 7. Aceste procese sunt denumite luminozitate și culoare adaptări.

Adaptarea - o adaptare a dispozitivului vizual la o luminanță dorită și crominanță câmpului vizual prin ajustarea concentrației moleculelor și iodopsina rodopsinei din tije si conuri, precum și reorganizarea câmpurilor receptive de ecranare pigment și o retină la luminozitate ridicată.

Funcțiile eficacitatea luminoasă spectrală a radiației V (pentru fiecare nivel de luminanță în cd intervalul / m 2, determinată prin adaptarea nivelului ochiului. Prezența efectului senzației vizuale diferite emisii spectrale inegale la aceeași lor luminozitate cd / m 2 a condus la introducerea conceptului de compoziție spectrală radiance predeterminată echivalentă, definită ca luminozitate compoziție spectrală radiație ravnosvetlogo optic complex cu pre-aranjate o temperatură de culoare (ris.P5-3).

Fig. P5-3. Graficele relative Fig. P5-4. Grafice echivalente

Eficiența luminoasă spectrală. luminozitate.

Din grafice ris.P5-4 arată că luminozitatea echivalentă a radiațiilor albastru și roșu diferă cu mai mult de un ordin de mărime.

Lek luminozitate echivalentă de radiație se determină prin formula:

. unde k = 680 - funcția luminii de referință și compoziția spectrală; în ziua a = 680 - densitate spectrală radiance

Pentru a determina o primă aproximație, prin metoda determinată de compoziția de luminozitate predeterminată ispektralnomu de radiație și diferite raporturi h fracțiuni de flux în regiunile roșu, verde și albastru ale spectrului vizibil și la diferite valori ale coeficienților.

în care - fluxurile de radiații în zonele albastre, verde și roșu și spectrul de emisie predeterminat. Rezumatul fluxului de radiație determinată de suma fluxurilor elementare.