ОСНОВНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Все физические тела в природе излучают и поглощают энергию, которая называется лучистой. Эта энергия распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн. Для освещения используется лучистая энергия, воспринимаемая и оце­ниваемая нормальным человеческим глазом. Эта энергия порождена так называемым видимым излучением, или светом. Световая энергия измеряется в люмен-секундах (лм∙с).

Особенность света состоит в том, что все характеризующие его величины определяются по отношению к среднему человеческому светоадаптированному глазу, который воспринимает электромагнитные колебания с длинами волн в диапазоне 400—760 нм. При этом различия в длине волн воспринимаются глазом как различия в цвете. Чувствительность глаза к излучениям различной длины волн (монохроматическому свету) неодинакова и достигает макси­мального значения при длине волн 555 нм.

Мощность световой энергии называется световым потоком, ко­торый измеряется в люменах (лм). За эталон люмена принят све­товой поток, излучаемый черным телом с площади выходного отверстия 0,5303 мм² при температуре затвердевания платины 2046К.

Пространственная плотность светового потока называется си­лой света:

где F — световой поток всей видимой части спектра, лм;

ω— те­лесный угол, ср.

Сила света измеряется в канделах (кд); Если световой поток в 1 лм распре­делен в телесном угле в 1 ср, то сила такого света равна 1 кд. Кандела является одной из семи основных единиц Международной си­стемы единиц (СИ).

Яркостью светящейся поверхности (источник света или отража­ющая поверхность) называется отношение силы света элемента по­верхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматри­ваемому направлению,

где S — площадь элемента излучающей или отражающей поверх­ности, м²;

α — угол между перпендикуляром к поверхности и на­правлением излучения,

град.

Яркость измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м²). Иногда эту единицу называют нитом. Для примера отметим, что яркость поверхности люминесцентной лампы составляет 5000—9000 нит.

Важнейшим понятием в практической светотехнике является освещенность, под которой понимается отношение светового потока, падающего на освещаемую поверхность, к площади этой поверхно­сти:

Е =

Измеряется освещенность в люксах (лк). Поверхность имеет осве­щенность в 1 лк, если на каждый квадратный метр ее площади равномерно падает световой поток в 1 лм.

Величину освещенности используют для оценки освещения в производственных и бытовых условиях. Рациональное освещение рабочих поверхностей и помещений позволяет сохранить зрение, здоровье и жизненный тонус человека, повысить производитель­ность труда и снизить аварийность и травматизм. Именно поэтому понятие освещенности является одной из основных категорий ох­раны и безопасности труда. В Правилах Регистра приводят­ся минимальные нормы освещенности основных судовых помеще­ний.

Для измерения освещенности применяют люксметр, в котором чувствительным элементом является фотоэлемент, а измеритель­ным — гальванометр, отградуированный в люксах.

Источники света характеризуются световой эффективностью, под которой понимается отношение светового потока к мощности, потребляемой источником света. Измеряется световая отдача в лю­менах на ватт (лм/Вт). Световая эффективность является важней­шим параметром любого источника света, поскольку определяет его экономичность.

Другая важная характеристика источника света — его цвет­ность, которая зависит от спектра видимого излучения. В практи­ческой светотехнике цветность источников света принято оценивать цветовой температурой. Так, источники с более высокой цветовой температурой дают голубовато-белый свет, а с низкой — желтый и желтовато-белый. Для внутреннего освещения предпочтение отда­стся источникам с более высокой цветовой температурой. Для при­мера укажем, что цветовые температуры серийных люминесцент­ных ламп дневного и белого света равны соответственно 4000 и 5400 К, а большинства ламп накаливания — 2700 К.

Кроме того, источники света характеризуются цветопередачей (степенью точности воспроизведения цветов освещаемого объекта), геометрическими размерами, стабильностью светового потока во времени, сложностью электрической схемы включения и сроком службы.