Единицы 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/1м?). 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/м?. 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.