Количине осветљења: светлосни ток, интензитет светлости, осветљеност, осветљеност, осветљеност

1. Светлосни ток

Светлосни ток — снага зрачења, према осећају светлости који производи. Енергија зрачења је одређена бројем кванта које емитер емитује у свемир. Енергија зрачења (енергија зрачења) се мери у џулима. Количина енергије која се емитује у јединици времена назива се флукс зрачења или флукс зрачења. Радиант флукс се мери у ватима. Светлосни ток се означава са Фе.

где је: Ке — енергија зрачења.

Флукс зрачења карактерише дистрибуција енергије у времену и простору.

У већини случајева, када говоре о расподели флукса зрачења током времена, они не узимају у обзир квантну природу појаве зрачења, већ је схватају као функцију која даје промену у времену тренутних вредности. флукса зрачења Ф (т). Ово је прихватљиво јер је број фотона које емитује извор по јединици времена веома велики.

Према спектралној расподели флукса зрачења, извори су подељени у три класе: са линеарним, пругастим и континуираним спектром. Флукс зрачења извора са линеарним спектром састоји се од монохроматских флукса појединачних линија:

где је: Фλ — флукс монохроматског зрачења; Фе — флукс зрачења.

За изворе спектра опсега, емисија се јавља у прилично широким спектралним регионима - појасеви одвојени један од другог тамним празнинама. За карактеризацију спектралне дистрибуције флукса зрачења са континуираним и тракастим спектрима, користи се величина која се назива спектрална густина флукса зрачења

где је: λ таласна дужина.

Густина спектралног флукса зрачења је карактеристика расподеле флукса зрачења по спектру и једнака је односу елементарног флукса ΔФеλ који одговара бесконачно малом пресеку према ширини овог пресека:

Спектрална густина флукса зрачења мери се у ватима по нанометру.

У инжењерству осветљења, где је људско око главни пријемник зрачења, уводи се концепт светлосног флукса да би се проценило ефективно дејство тока зрачења. Светлосни ток је ток зрачења процењен на основу његовог дејства на око, чија је релативна спектрална осетљивост одређена просечном кривом спектралне ефикасности коју је одобрио ЦИЕ.

У технологији осветљења се такође користи следећа дефиниција светлосног флукса: светлосни ток је снага светлосне енергије. Јединица светлосног тока је лумен (лм). 1 лм одговара светлосном току који емитује под једним чврстим углом изотропни тачкасти извор са интензитетом светлости од 1 кандела.

Табела 1.Типичне светлосне вредности извора светлости:

Врсте сијалица Електрична енергија, В Светлосни ток, лм Светлосна ефикасност лм / в Лампа са жарном нити 100 вати 1360 лм 13,6 лм / В Флуоресцентна сијалица 58 вати 5400 лм 93 лм / В Лампа високог притиска100л натријум 0тт 0лм 0м 0 В Лов притисак натријумска лампа 180 вати 33000 лм 183 лм / В Живина сијалица високог притиска 1000 вати 58 000 лм 58 лм / В Метал халогенидна лампа 2000 вати 190 000 лм 95 светлосних сија рефлектује се на три компоненте тела / Вк. телом Фρапсорбованим од Фα и пропуштеним Фτ... Ат прорачуни осветљења фактори коришћења: рефлексије ρ = Фρ/ Ф; апсорпција α= Фα/ Ф; пренос τ= Фτ/ Ф.

Табела 2. Светлосне карактеристике неких материјала и површина

Материјали или површине Коефицијенти Рефлексија и понашање трансмисије рефлексија ρ апсорпција α трансмисија τ креда 0,85 0,15 — Дифузни силикатни емајл 0,8 0,2 — Дифузно алуминијумско огледало 0,85 0,15 — Огледало са шиљастим стаклом, 0,8 0 ,2 — Усмерено стакло 0,8 0 ,2 — 0 Ф1 Дифузно усмерено Био млеко стакло 0,22 0,15 0,63 Дифузно усмерено Опал силикатно стакло 0,3 0,1 0,6 Дифузно млеко силикатно стакло 0, 45 0,15 0,4 Дифузно

2. Интензитет светлости

Расподела зрачења из реалног извора у околном простору није равномерна.Дакле, светлосни ток неће бити исцрпна карактеристика извора ако се дистрибуција зрачења у различитим правцима околног простора не одреди истовремено.

За карактеризацију дистрибуције светлосног тока користи се концепт просторне густине светлосног тока у различитим правцима околног простора. Просторна густина светлосног флукса, која је одређена односом светлосног тока и чврстог угла са врхом у тачки где се налази извор, унутар које је овај флукс равномерно распоређен, назива се интензитет светлости:

где је: Ф — светлосни ток; ω — чврст угао.

Јединица за интензитет светлости је кандела. 1 цд.

Ово је интензитет светлости који емитује окомито елемент површине црног тела површине 1:600.000 м2 на температури очвршћавања платине.
Јединица за интензитет светлости је кандела, цд је једна од главних величина у систему СИ и одговара светлосном току од 1 лм равномерно распоређеном у чврстом углу од 1 стерадијан (уп.). Чврсти угао је део простора затворен у конусној површини. Чврсти угао ω мерен односом површине коју сече из сфере произвољног полупречника и квадрата ове сфере.

3. Осветљење

Осветљење је количина светлости или светлосног флукса који пада на јединичну површину. Означава се словом Е и мери се у луксима (лк).

Јединица осветљености лукс, лк, мери се у луменима по квадратном метру (лм/м2).

Осветљење се може дефинисати као густина светлосног тока на осветљеној површини:

Осветљење не зависи од правца простирања светлосног тока на површину.

Ево неких уобичајено прихваћених индикатора осветљености:

• Лето, дан под небом без облака — 100.000 лукса

• Улично осветљење — 5-30 лукса

• Пун месец у ведрој ноћи — 0,25 лукса

4. Однос између интензитета светлости (И) и осветљености (Е).

Закон обрнутог квадрата

Осветљење у одређеној тачки површине, управно на правац простирања светлости, дефинише се као однос интензитета светлости и квадрата растојања од ове тачке до извора светлости. Ако узмемо ово растојање као д, онда се овај однос може изразити следећом формулом:

На пример: ако извор светлости емитује светлост снаге 1200 цд у правцу окомитом на површину на растојању од 3 метра од ове површине, тада ће осветљеност (Еп) у тачки где светлост допире до површине бити 1200 /32 = 133 лукса. Ако се површина налази на удаљености од 6 м од извора светлости, осветљеност ће бити 1200/62 = 33 лукса. Овај однос се назива закон инверзног квадрата.

Осветљеност у одређеној тачки на површини која није окомита на правац простирања светлости једнака је интензитету светлости у правцу тачке мерења подељеном са квадратом растојања између извора светлости и тачке у равни помноженом са косинус угла γ (γ је угао формиран смером упада светлости и управном на ову раван).

дакле:

Ово је закон косинуса (слика 1.).

Пиринач. 1. Закону косинуса

5. Хоризонтално осветљење

Да би се израчунало хоризонтално осветљење, препоручује се модификација последње формуле заменом растојања д између извора светлости и тачке мерења висином х од извора светлости до површине.

Слика 2:

Онда:

Добијамо:

Ова формула израчунава хоризонтално осветљење на тачки мерења.

Пиринач. 2. Хоризонтално осветљење

6. Вертикално осветљење

Осветљење исте тачке П у вертикалној равни оријентисаној према извору светлости може се представити као функција висине (х) извора светлости и упадног угла (γ) интензитета светлости (И) (слика 3.). ) .

Добијамо:

Пиринач. 3. Вертикално осветљење

7. Осветљење

За карактеризацију површина које сијају услед светлосног тока који пролази кроз њих или се одбија од њих, користи се однос светлосног тока који емитује елемент површине према површини овог елемента. Ова величина се назива осветљеност:

За површине са ограниченим димензијама:

Осветљеност је густина светлосног тока који емитује светлосна површина. Јединица осветљења је лумен по квадратном метру светлосне површине, што одговара површини од 1 м2 која равномерно емитује светлосни ток од 1 лм. У случају укупног зрачења уводи се појам енергетске осветљености тела које зраче (Ме).

Јединица зрачења светлости је В/м2.

Осветљеност се у овом случају може изразити спектралном густином енергетске светлости тела које емитује Меλ (λ)

За упоредну процену уносимо енергетске осветљености у осветљености неких површина:

• Соларна површина — Ме = 6 • 107 В / м2;

• Жарница са жарном нити — Ме = 2 • 105 В / м2;

• Површина Сунца у зениту — М = 3,1 • 109 лм / м2;

• Флуоресцентна сијалица — М = 22 • 103 лм / м2.

8. Осветљеност

Осветљеност Осветљеност светлости коју емитује јединица површине у одређеном правцу. Јединица мере за осветљеност је кандела по квадратном метру (цд / м2).

Сама површина може емитовати светлост, слично површини лампе, или рефлектовати светлост која долази из другог извора, као што је површина пута.

Површине са различитим рефлектујућим својствима под истим осветљењем ће имати различите степене осветљености.

Осветљеност коју емитује површина дА под углом Φ у односу на пројекцију ове површине једнака је односу интензитета светлости емитоване у датом правцу према пројекцији емитивне површине (сл. 4).

Пиринач. 4. Осветљеност

Интензитет светлости и пројекција површине која емитује су независни од удаљености. Дакле, осветљеност такође не зависи од удаљености.

Неки практични примери:

• Осветљеност соларне површине — 2.000.000.000 цд/м2

• Осветљеност флуоресцентних лампи — од 5000 до 15000 цд / м2

• Површинска осветљеност пуног месеца — 2500 цд / м2

• Вештачко осветљење пута — 30 лука 2 цд / м2