Сила света — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Си́ла све́та Iv{\displaystyle I_{v}} — физическая величина, одна из основных световых фотометрических величин[1]. Характеризует величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени[2]. Количественно равна отношению светового потока, распространяющегося внутри элементарного телесного угла, к этому углу.
- Iv=dΦvdΩ.{\displaystyle I_{v}={\frac {d\Phi _{v}}{d\Omega }}.}
Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): кандела (русское обозначение: кд; международное: cd).
Понятие «сила света» возможно применять лишь для расстояний от источника света, существенно превышающих его линейные размеры[1].
Связь с силой излучения
Относительная спектральная световая эффективность для дневного (красная линия) и ночного (синяя линия) зрения.
В системе энергетических фотометрических величин аналогом силы света является сила излучения Ie{\displaystyle I_{e}}. По отношению к силе излучения сила света является редуцированной фотометрической величиной, полученной с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения V(λ){\displaystyle V(\lambda )}[3]:
- Iv=Km⋅∫380 nm780 nmIe,λ(λ)V(λ)dλ,{\displaystyle I_{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{380~nm}^{780~nm}I_{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda ,}
где Km{\displaystyle K_{m}} — максимальное значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения (фотометрический эквивалент излучения), равное 683 лм/Вт[4][5], а Ie,λ{\displaystyle I_{e,\lambda }} — спектральная плотность силы излучения, определяемая как отношение величины dIe(λ),{\displaystyle dI_{e}(\lambda ),} приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между λ{\displaystyle \lambda } и λ+dλ,{\displaystyle \lambda +d\lambda ,} к ширине этого интервала:
- Ie,λ(λ)=dIe(λ)dλ.{\displaystyle I_{e,\lambda }(\lambda )={\frac {dI_{e}(\lambda )}{d\lambda }}.}
Примеры
Сила света различных источников:
Примечания
Сила света — Википедия. Что такое Сила света
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Си́ла све́та Iv{\displaystyle I_{v}} — физическая величина, одна из основных световых фотометрических величин[1]. Характеризует величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени[2]. Количественно равна отношению светового потока, распространяющегося внутри элементарного телесного угла, к этому углу.
- Iv=dΦvdΩ.{\displaystyle I_{v}={\frac {d\Phi _{v}}{d\Omega }}.}
Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): кандела (русское обозначение: кд; международное: cd).
Понятие «сила света» возможно применять лишь для расстояний от источника света, существенно превышающих его линейные размеры[1].
Связь с силой излучения
Относительная спектральная световая эффективность для дневного (красная линия) и ночного (синяя линия) зрения.
В системе энергетических фотометрических величин аналогом силы света является сила излучения Ie{\displaystyle I_{e}}. По отношению к силе излучения сила света является редуцированной фотометрической величиной, полученной с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения V(λ){\displaystyle V(\lambda )}[3]:
- Iv=Km⋅∫380 nm780 nmIe,λ(λ)V(λ)dλ,{\displaystyle I_{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{380~nm}^{780~nm}I_{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda ,}
где Km{\displaystyle K_{m}} — максимальное значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения (фотометрический эквивалент излучения), равное 683 лм/Вт[4][5], а Ie,λ{\displaystyle I_{e,\lambda }} — спектральная плотность силы излучения, определяемая как отношение величины dIe(λ),{\displaystyle dI_{e}(\lambda ),} приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между λ{\displaystyle \lambda } и λ+dλ,{\displaystyle \lambda +d\lambda ,} к ширине этого интервала:
- Ie,λ(λ)=dIe(λ)dλ.{\displaystyle I_{e,\lambda }(\lambda )={\frac {dI_{e}(\lambda )}{d\lambda }}.}
Примеры
Сила света различных источников:
Примечания
Сила света — это… Что такое Сила света?
сила света — сила света: Физическая величина, определяемая отношением светового потока, распространяющегося от источника света внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление, к этому углу. [ГОСТ 26148 84, статья 42] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сила света — Размерность J Единицы измерения СИ кд Примечания … Википедия
СИЛА СВЕТА — одна из осн. световых величин, характеризующая свечение источника видимого излучения в нек ром направлении. Равна отношению светового потока, распространяющегося от источника внутри элем. телесного угла, содержащего данное направление, к этому… … Физическая энциклопедия
СИЛА СВЕТА — СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения силы света кандела (кд), равная силе света источника, испускающего в заданном направлении монохроматическое излучение с частотой… … Современная энциклопедия
Сила света — СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения силы света – кандела (кд), равная силе света источника, испускающего в заданном направлении монохроматическое излучение с частотой… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
сила света — (Iν) Физическая величина, определяемая отношением светового потока, распространяющегося от источника света внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление, к этому углу . [ГОСТ 26148 84] Тематики оптика, оптические… … Справочник технического переводчика
СИЛА СВЕТА — световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ кандела (кд) … Большой Энциклопедический словарь
сила света — šviesos stipris statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. light intensity vok. Lichtstärke, f rus. сила света, f; сила света источника, f pranc. intensité lumineuse, f; intensité lumineuse de la source, f … Fizikos terminų žodynas
сила света — световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ кандела (кд). * * * СИЛА СВЕТА СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица… … Энциклопедический словарь
сила света — šviesos stipris statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vienas pagrindinių SI dydžių, apibūdinantis regimosios šviesos šaltinio švytėjimą kuria nors kryptimi. Jis išreiškiamas šviesos srauto ir erdvinio kampo, kuriame sklinda… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
сила света IV — 2.16 сила света IV: Отношение светового потока ФV, кд, исходящего от источника и распространяющегося внутри телесного угла ω, IV = ФV/ω. Единица измерения кд. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
сила света — это… Что такое сила света?
Сила света — Размерность J Единицы измерения СИ кд Примечания … Википедия
СИЛА СВЕТА — одна из осн. световых величин, характеризующая свечение источника видимого излучения в нек ром направлении. Равна отношению светового потока, распространяющегося от источника внутри элем. телесного угла, содержащего данное направление, к этому… … Физическая энциклопедия
СИЛА СВЕТА — СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения силы света кандела (кд), равная силе света источника, испускающего в заданном направлении монохроматическое излучение с частотой… … Современная энциклопедия
Сила света — СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения силы света – кандела (кд), равная силе света источника, испускающего в заданном направлении монохроматическое излучение с частотой… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
сила света — (Iν) Физическая величина, определяемая отношением светового потока, распространяющегося от источника света внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление, к этому углу . [ГОСТ 26148 84] Тематики оптика, оптические… … Справочник технического переводчика
СИЛА СВЕТА — световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ кандела (кд) … Большой Энциклопедический словарь
сила света — šviesos stipris statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. light intensity vok. Lichtstärke, f rus. сила света, f; сила света источника, f pranc. intensité lumineuse, f; intensité lumineuse de la source, f … Fizikos terminų žodynas
сила света — световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ кандела (кд). * * * СИЛА СВЕТА СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица… … Энциклопедический словарь
сила света — šviesos stipris statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vienas pagrindinių SI dydžių, apibūdinantis regimosios šviesos šaltinio švytėjimą kuria nors kryptimi. Jis išreiškiamas šviesos srauto ir erdvinio kampo, kuriame sklinda… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
сила света IV — 2.16 сила света IV: Отношение светового потока ФV, кд, исходящего от источника и распространяющегося внутри телесного угла ω, IV = ФV/ω. Единица измерения кд. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ВОПРОС 1. Световой поток, сила света, освещенность, яркость- определение и единицы измерения
Вопросы госэкзамена по дисциплине «Электрическое освещение»
ОТВЕТ:
Сами по себе энергия и поток излучения не могут свидетельствовать о большем или меньшем восприятии человеком этого излучения. Действительно, если излучения находятся в инфракрасной или ультрафиолетовой области, то какой бы мощностью они не обладали, для глаза человека они останутся невидимыми. Если излучения одинаковой мощности принадлежат видимой области спектра, человек будет воспринимать их по-разному: в большей мере при длинах волн около 555 нм (жёлтые и зелёные излучения) и значительно слабее на границах видимого диапазона (красные и фиолетовые). Следовательно, для оценки восприятия излучений человеком необходимо учитывать не только энергию излучения, но и относительную спектральную чувствительность глаза, которая является функцией длины волны излучения.
Световой поток Ф– мощность потока излучения, оцениваемая по световому ощущению, которое она вызывает у селективного приемника — стандартного фотометрического наблюдателя, криваяотносительной спектральной чувствительности глаза которогостандартизована МКО. Иначе говоря, световой поток‑ это эффективно преобразованный глазом поток излучения.
За единицу светового потока в соответствии с международным соглашением принят люмен (лм).
Постоянного переводного коэффициента из Ватт (лучистый поток) в люмены (световой поток) не существует. Точнее, такой коэффициент существует, но он различен для разных длин волн.
Cила света I – это пространственная плотность светового потока в заданном направлении:
Ia = dФ/dw,
гдеФ‑ световой поток, лм;
w ‑ телесный (пространственный) угол с вершиной в точке расположения источника света, в пределах которого равномерно распределен этот световой поток, ср.
За единицу телесного угла – стерадиан (ср) – принимается угол, который, имея вершину в центре сферы, вырезает на ее поверхности сферический участок, по площади равный квадрату радиуса.
Телесный угол сферы равен 4π..
Единицей силы света в соответствии с решением, принятым 13-й Генеральной конференцией по мерам и весам в 1967 г., служит кандела [кд]. Кандела – основная единица в системе Си наравне с метром, килограммом, секундой, ампером и др.
Освещенность Е– это поверхностная плотность падающего светового потока. Освещенность элемента поверхности в заданной точке определяется отношением светового потока dФ, падающего на рассматриваемый элемент поверхности, к площади dS2 (индексом 2 принято обозначать освещаемую поверхность) этого элемента поверхности: Е = dФ/dS2.
Единицей освещенности служит люкс (лк). Люкс равен освещенности поверхности площадью в 1м2, по которой равномерно распределен световой поток в 1 лм:
Освещенность элемента поверхности, создаваемая точечным источником, пропорциональна силе света и косинусу угла падения света на освещаемую поверхность, и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до этой поверхности.
Яркость La ‑ это поверхностная плотность силы света в заданном направлении, т.е. отношение силы света в заданном направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению.
Единицей яркости служит кандела на квадратный метр (кд/м2).
Уровень ощущения света человеком зависит от яркости светящегося объекта.
Кривая силы света и светораспределение светодиодных светильников
В описании к каждому светильнику можно встретить упоминание о типе КСС – кривой силы света. Это может быть Д для офисных светильников, Ш для уличных, Г для прожекторов. Но что же на самом деле скрывается за этими буквами?
Содержание
Всё это часть системы классификации светильников в зависимости от направления и особенностей распространения их светового потока. Подробное её описание можно найти в ГОСТ Р 54350-2015 «Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний». Здесь же мы ограничимся более краткой версией.
Но сначала несколько определений. За ними обратимся к куда более старому, но тем не менее до сих пор актуальному документу ГОСТ 16703-79 «Приборы и комплексы световые. Термины и определения» и его более современному собрату ГОСТ Р 55392-2012 «Приборы и комплексы осветительные. Термины и определения».
Используемые определения
Графическое представление основных понятий, связанных со светораспределением
- Светораспределение светового прибора
Характеристика светового прибора, определяющая распределение его светового потока в пространстве. Выражается через распределение силы света или освещённости по заданной поверхности.
Это понятие соответствует тому факту, что практически любой светильник распределяет производимый им свет неравномерно – в каких-то направлениях сила этого света больше, в других меньше. Причём делается это намеренно за счёт самой конструкции прибора, используемой оптики, расположения источников света и т.п. Цель здесь заключается в концентрации максимального количества света в полезном направлении – например, уличному светильнику совершенно не нужно освещать небо, его задача – направить максимум производимого света на проезжую часть под ним.
- Световой (фотометрический) центр светового прибора
Условная точка во внутренней области оптической системы светового прибора, при помещении в которую светового центра лампы или при заданном расположении относительно которой ламп в многоламповом световом приборе светораспределение последнего в наименьшей степени отличается от расчётного.
- Оптическая (фотометрическая) ось светового прибора
Условная прямая, проходящая через световой центр или фокус оптической системы светового прибора и принимаемая за начало отсчёта угловых координат. Более новый ГОСТ Р 55392-2012 вместо оптической оси использует понятие фотометрической оси и даёт немного более сложное определение. Это ось симметрии светораспределения для круглосимметричных осветительных приборов. Для симметричных светильников – это линия пересечения плоскостей симметрии. А для асимметричных приборов – линия, лежащая в плоскости симметрии и либо перпендикулярная к плоскости выходного отверстия, либо совпадающая с направлением максимальной силы света.
По-моему, за 40 лет, прошедших между выпусками двух упомянутых выше ГОСТов, из которых и склеиваются эти определения, всё стало только запутанней. Иногда тяга к внесению конкретности и ясности приводит авторов стандартов в тупиковую ситуацию, когда всё ясно остаётся только им.
Комментарий автора
- Меридиональная плоскость
Плоскость, проходящая через оптическую ось светового прибора.
- Меридиональный угол светового прибора
Угол между данным направлением в меридиональной плоскости и вертикалью, проходящей через световой центр светового прибора (оптической осью). Меридиональный угол отсчитывается от надира (направления непосредственно вниз от светового центра) против часовой стрелки.
- Кривая силы света светового прибора
Графическое изображение зависимости силы света светового прибора от меридиональных углов, получаемое сечением его фотометрического тела плоскостью или поверхностью.
Т.е. кривая силы света (КСС) – это наглядное представление того, как будет зависеть сила света источника от выбранного направления его распространения. Иногда кривую силы света называют диаграммой силы света или диаграммой направленности.
- Коэффициент формы кривой силы света светового прибора
Отношение максимальной силы света в данной меридиональной плоскости к среднеарифметическому значению силы света светового прибора для этой плоскости.
- Нижняя полусфера пространства
Часть пространства, лежащая ниже горизонтальной плоскости, проходящей через световой центр светового прибора.
- Верхняя полусфера пространства
Часть пространства, лежащая выше горизонтальной плоскости, проходящей через световой центр светового прибора.
- Экваториальная плоскость светового прибора
Плоскость, перпендикулярная оптической оси светового прибора.
В более новом стандарте упоминается только одна конкретная экваториальная плоскость, которая ранее называлась главной, а теперь осталась единственной – плоскость, проходящая через световой центр осветительного прибора. Такая плоскость разделяет верхнюю и нижнюю полусферы пространства.
- Экваториальная кривая силы света
Кривая силы света светового прибора, получаемая сечением его фотометрического тела экваториальной плоскостью.
Попробуем упростить – представьте светильник, который светит вниз на, скажем, асфальт. Если оптическая ось светильника перпендикулярна асфальту, то асфальт для этого светильника будет экваториальной плоскостью. Ну а световой рисунок на нём – экваториальной кривой силы света соответственно.
Классы светораспределения
По классам светораспределения светильники делятся в зависимости от доли светового потока в нижнюю полусферу на 5 групп – светильники прямого, рассеянного и отражённого света, плюс 2 промежуточные – преимущественно прямого и преимущественно отражённого света (см. таблицу ниже).
Наименование | Обозначение | Доля светового потока в нижнюю полусферу, % |
---|---|---|
Прямого света | П | > 80% |
Преимущественно прямого света | Н | 60-80% |
Рассеянного света | Р | 40-60% |
Преимущественно отражённого света | В | 20-40% |
Отражённого света | О | < 20% |
Значительная часть светодиодных светильников относится к светильникам прямого света – классу П. И в такой ситуации большее значение приобретает подразделение по типу кривой силы света (КСС) в одной или нескольких характерных меридиональных плоскостях в нижней (чаще) и/или верхней (реже) полусферах.
Под характерной плоскостью понимается та плоскость, светораспределение в которой в наибольшей степени характеризует светораспределение светильника. К таким относятся плоскости симметрии распределения силы света, а также плоскости, содержащие направление максимума силы света.
Типы кривой силы света
Каждому типу КСС соответствует определённая зона направлений максимальной силы света (диапазон значений меридиональных углов) и коэффициент формы кривой силы света – Кф. Всего типов кривой силы света 7, каждый обозначается своей буквой: К, Г, Д, Л, Ш, М, С (см. рисунок и таблицу ниже).
Наименование | Обозначение | Зона направлений максимальной силы света | Коэффициент формы кривой силы света |
---|---|---|---|
Концентрированная | К | 0°-15° | Kф ≥ 3 |
Глубокая | Г | 0°-30° | 2 ≤ Kф < 3 |
Косинусная | Д | 0°-35° | 1,3 ≤ Kф < 2 |
Полуширокая | Л | 35°-55° | 1,3 ≤ Kф < 2 |
Широкая | Ш | 55°-85° | 1,5 ≤ Kф < 3,5 |
Равномерная | М | 0°-90° | Kф ≤ 1,3 при lmin > 0,7*lmax |
Синусная | С | 70°-90° | Kф > 1,3 при l0 < 0,7*lmax |
l0 — значение силы света в направлении оптической оси светильника; lmin, lmax — минимальное и максимальное значения силы света. |
Кстати, указанные здесь зоны направлений максимальной силы света совершенно не обязательно соответствуют углу излучения светильника. Ведь угол излучения – это телесный угол, в пределах которого заключен световой поток осветительного прибора, т.е. сюда входит не только направление максимальной силы, а вообще все направления, в которых светит данный светильник.
Как правило тип КСС указывается для одной меридиональной плоскости, но при необходимости плоскостей и соответствующих им типов может браться и несколько. Для круглосимметричных светильников достаточно всего одной плоскости, в то время как для симметричных берутся главные продольная и поперечная плоскости. Указание типа КСС только в поперечной плоскости допускается если в главной продольной плоскости КСС относится к косинусному типу. В основном всё это касается светильников наружного освещения и прожекторов, но о них в следующем разделе.
Если для светильника приводится несколько КСС, то для них как правило указывается направление меридиональной плоскости, которому соответствует данный тип. Иногда рядом с буквой, соответствующей типу КСС, указывается ещё какое-либо дополнительное обозначение. Это могут быть как условные номера «подтипов» кривой силы света или углы излучения.
Подобные обозначение в общем-то никак не регламентируются и у разных производителей все эти Ш2, Ш3 и прочие им подобные могут соответствовать совершенно разным КСС. Поэтому в таких случаях лучше смотреть графические представления, не полагаясь на одни только буквы и цифры.
Особенности классификации светильников наружного освещения и прожекторов
Светильники наружного освещения дополнительно классифицируют по виду условной экваториальной кривой силы света по ГОСТ Р 55392, выделяя 5 типов:
Виды условной экваториальной кривой силы света по ГОСТ Р 55392 для светильников наружного освещения
Асимметричный тип иногда называют «кососвет». Также существует классификация по типу светораспределения в зоне слепимости, но здесь мы её касаться не будем – всех интересующихся приглашаем ознакомиться с соответствующими ГОСТами.
Для прожекторов же аналогичная классификация выглядит следующим образом:
Виды кривой силы света в экваториальной и меридиональной плоскостях для прожекторов
Какую КСС выбрать для светодиодного светильника
Дорога, освещённая светильниками с неправильно подобранным типом КСС
Здесь как всегда всё зависит от того, какой результат необходимо получить. Но есть некоторые общие тенденции:
- Для освещения офисов, административных и общественных зданий как правило применяются светильники с КСС типа Д и углом излучения 110-120 градусов.
- Для освещения автомобильных дорог, площадей и прочих открытых пространств – таких как парковки, складские зоны, придомовые территории – КСС типа Ш с углом излучения 135-150 градусов.
- Для освещения отдельных объектов или открытых пространств с большой высотой установки светильника (например – сортировочных станций железнодорожного транспорта или спортивных сооружений) подходят прожектора с КСС типа Г или К.
- Для освещения пешеходных и парковых пространств, декоративного и некоторых видов утилитарного освещения – КСС типа М и С.
Неправильный подбор типа кривой силы света светильника даже при условии правильного выбора его мощности может дать на удивление посредственный результат. Например, если для освещения дороги использовать светильники с КСС типа Д, то вам придётся или ставить столбы через каждые 10 метров, или делать их чрезвычайно высокими, а светильники – весьма мощными. В противном случае результат будет примерно как на фото выше.
В то время как со светильниками с КСС типа Ш аналогичная дорога выглядит совершенно иначе:
Автодорога на Северобайкальск
Одним из важных преимуществ светодиодных светильников перед прочими видами освещения является возможность простого, быстрого и недорогого изготовления разнообразных оптических систем, изменяющих светораспределение в соответствии с требованиями проекта. Один и тот же прибор в зависимости от исполнения может быть как уличным светильником с КСС типа Ш и углом излучения 135 градусов, освещающим автодорогу, так и прожектором с КСС типа Г и углом излучения всего в 15 градусов, освещающим фасад здания.
Для того, чтобы избежать досадных (и зачастую дорогостоящих) промахов – перед приобретением светильника желательно сделать светотехнический расчёт, который позволит однозначно ответить на вопрос о целесообразности использования той или иной КСС в каждой конкретной ситуации. У нас, например, светотехнический расчёт можно заказать совершенно бесплатно.
Кандела — это… Что такое Кандела?
Канде́ла (от лат. candela — свеча) — единица силы света, одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Определена как «сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср»[1]. Принята в качестве единицы СИ в 1979 г. XVI Генеральной конференцией по мерам и весам. Международное обозначение — cd, русское — кд[2].
Из определения следует, что значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения для частоты 540·1012 Гц равно 683 лм/Вт = 683 кд.ср/ Вт точно.
Выбранная частота соответствует длине волны 555,016 нм в воздухе при стандартных условиях[3] и находится вблизи максимума чувствительности человеческого глаза, располагающегося на длине волны 555 нм. Если излучение имеет другую длину волны, то для достижения той же силы света требуется бо́льшая энергетическая сила света.
Детальное рассмотрение
Все световые величины являются редуцированными фотометрическими величинами. Это означает, что они образуются из соответствующей энергетической фотометрической величины при помощи функции, представляющей собой зависимость спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения от длины волны. Эту функцию обычно представляют в виде , где — функция, нормированная так, что в максимуме она равна единице, а — максимальное значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения. Иногда называют также фотометрическим эквивалентом излучения.
Расчёт световой величины соответствующей энергетической величине производится с помощью формулы:
где — спектральная плотность величины определяемая как отношение величины приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между и к ширине этого интервала:
Можно отметить, что под здесь понимается поток той части излучения, у которого длина волны меньше текущего значения .
Функция определена опытным путём и задана в табличном виде[4]. Её значения от выбора используемых световых единиц никак не зависят.
В противоположность сказанному о значение целиком определяется выбором основной световой единицы. Поэтому для установления связи между световыми и энергетическими величинами в системе СИ требуется определить значение , соответствующее принятой в СИ единице силы света канделе. При строгом подходе к определению необходимо учитывать, что спектральная точка 540·1012 Гц, о которой идёт речь в определении канделы, не совпадает с положением максимума функции .
Световая эффективность излучения с частотой 540·1012 Гц
В общем случае сила света связана с силой излучения соотношением:
где — спектральная плотность силы излучения, равная .
Для монохроматического излучения с длиной волны формула, связывающая силу света с силой излучения , упрощается, приобретая вид:
- или, после перехода от длин волн к частотам,
Из последнего соотношения для ν0=540·1012 Гц следует:
Учитывая определение канделы, отсюда получаем:
- или, что то же самое
Произведение представляет собой значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения для частоты 540·1012 Гц. Как следует из способа получения, данная величина равна 683 кд.ср/Вт=683 лм/Вт точно.
Максимальная световая эффективность
Для определения следует учесть, что как сказано выше, частоте 540·1012 Гц соответствует длина волны ≈555,016 нм. Поэтому из последнего равенства следует:
Нормированная функция задана в табличном виде с интервалом 1 нм, она имеет максимум, равный единице, на длине волны 555 нм. Интерполяция её значений для длины волны 555,016 нм даёт величину 0.999997[3]. Используя это значение, получаем:
На практике c достаточной для всех случаях точностью используется округлённое значение
Таким образом, связь между произвольной световой величиной и соответствующей ей энергетической величиной в системе СИ выражается общей формулой:
История и перспективы
Лампа Хефнера — эталон «свечи Хефнера»
- В 1893 г. в Германии, а затем в Австрии, Швейцарии и в скандинавских странах в качестве единицы силы света была принята «свеча Хефнера»[5], предложенная в 1884 г. Ф. Хефнер-Альтенеком. Эталоном при этом служила фитильная лампа специальной конструкции. В качестве горючего в ней использовался амилацетат.
- В 1896 г. Международным электротехническим конгрессом была принята «десятичная свеча», равная 1,12 свечи Хефнера.
- В 1909 г. десятичная свеча была заменена «международной свечой», равной 1,11 свечи Хефнера. Международная свеча воспроизводилась не с помощью фитильной лампы, а при помощи специальных ламп накаливания.
- В 1948 г. состоялось решение о принятии новой единицы — канделы. Кандела базировалась на использовании светового эталона, обладающего свойствами, близкими к свойствам абсолютно чёрного тела (Планковского излучателя). Излучателем света в эталоне служила трубка, изготовленная из плавленой окиси тория и окружённая со всех сторон платиной, находящейся при температуре отвердевания (2046,6 К). Кандела определялась как сила света, излучаемого в направлении нормали с 1/60 см2 излучающей поверхности указанного эталона. Введённая таким образом кандела была в 1,005 раз меньше, чем международная свеча[6]. Она использовалась в качестве единицы силы света вплоть до 1979 г.
- В 1979 г. XVI Генеральная конференция по мерам и весам приняла действующее определение канделы.
- В 2011 г. XXIV Генеральная конференция по мерам и весам приняла резолюцию[7], в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц принять новое определение канделы. Предполагаемое новое определение, квалифицируемое в резолюции, как полностью эквивалентное существующему, сформулировано следующим образом. «Кандела, символ cd, является единицей силы света в данном направлении; её величина определена путём установления численного значения световой эффективности монохроматического излучения с частотой 540·1012 Гц в точности равным 683, если оно выражено единицей СИ м−2·кг−1·с3·кд·ср, или кд·ср·Вт−1, которая равна лм·Вт−1».
Примеры
Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе, поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.
Сила света различных источников
Световые величины
Сведения об основных световых фотометрических величинах приведены в таблице.
Световые фотометрические величины СИ
Здесь — площадь элемента поверхности источника, — площадь элемента поверхности приёмника, — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.
См. также
- Люмен — единица измерения светового потока
Примечания
Ссылки
определение силы света | Словарь английских определений
световой
прил
1 излучающий или отражающий свет; сияющий; светящиеся
светящиеся цвета
2 технически не используется светится
светящаяся краска
3 полны света; хорошо освещенный
4 (физической величины в фотометрии) оценивается на основе визуального ощущения, производимого наблюдателем, а не на основе измерений абсолютной энергии
Световой поток, сила света Сравнить →
сияющий
5 легко понять; ясный; прозрачный
6 просветление или мудрость
(C15: от латинского luminosus, полный света, от lumen light)
♦
светится adv
♦
яркость n
Световая отдача
n
1 отношение светового потока излучения к соответствующему ему лучистому потоку., (Символ)
К
2 — отношение светового потока, испускаемого источником излучения, к потребляемой мощности. Он измеряется в люменах на ватт., (Символ)
ηv, Φv
светоотдача
n эффективность полихроматического излучения в создании визуального ощущения. Это лучистый поток, взвешенный в соответствии со спектральной световой эффективностью составляющих его длин волн, деленный на соответствующий лучистый поток., (Символ)
В
световая энергия
n энергия, излучаемая или распространяемая в форме света; произведение светового потока на его продолжительность, измеряемую в люмен-секундах. (символ)
Qv
световая отдача
n способность поверхности излучать свет, выраженная как световой поток на единицу площади в определенной точке на поверхности., (Символ)
мв
световой поток
n мера скорости потока световой энергии, оцениваемая в соответствии с ее способностью вызывать визуальное ощущение. Для монохроматического света это лучистый поток, умноженный на спектральную светоотдачу света. Он измеряется в люменах., (Символ)
Φv
сила света
n мера количества света, излучаемого точечным источником в заданном направлении.Он выражается световым потоком, покидающим источник в этом направлении на единицу телесного угла. (Символ)
IV
спектральная световая отдача
n мера эффективности излучения данной длины волны в создании визуального ощущения. Он равен отношению потока излучения на стандартной длине волны к потоку на данной длине волны, когда стандартная длина волны выбрана так, что максимальное значение этого отношения равно единице., (Символ)
В (λ) для фотопического зрения
В (λ) для скотопического зрения
.
Сила света — определение силы света по The Free Dictionary
Интеллектуальный метод зарядки фонарика обеспечивает стабильную, оптимальную зарядку аккумулятора и длительный срок службы аккумуляторной батареи ». Несмотря на низкое энергопотребление, высокоэффективная и ударопрочная светодиодная технология освещения в TX40 и TX20 обеспечивает очень высокую интенсивность света. «, — сказал Клаус Вейер, менеджер по линейке продуктов освещения в Cooper Crouse-Hind. Предоставляет ли ваш поставщик фотометрические данные, такие как испускаемые люмены и сила света? Если это так, убедитесь, что они предоставляют вам заданные уровни освещенности, а не начальные, — рекомендует Олсон.[4] имели дело с проблемами математического моделирования и предположили, что изменение наклона кривой профиля определяется [[tau]. Sub.i] в уравнении и что это не имеет ничего общего с величиной силы света; они также исследовали влияние смещения члена ([I.sub.0]) в уравнении, которое было подогнано к экспериментальным данным для приложений, и утверждали, что этот термин не должен происходить в хорошей экспериментальной среде [5]. осветлить цвет древесины до желаемого уровня яркости и обеспечить идеальную силу света на более позднем этапе перекисью водорода ([H.sub.2] [O.sub.2]) использовался в качестве отбеливающего агента с точки зрения постоянной температуры ванны [10, 11]. Принцип работы беспроводной интеллектуальной системы управления для ламп HPS и комбинированного освещения светодиодов в дорожном туннеле заключается в том, что Интенсивность освещения ключевых точек в туннеле определяется датчиками интенсивности, установленными внутри и снаружи туннеля. Измерения интенсивности света в вертикальной плоскости проводились путем измерения освещенности, создаваемой источником на экране, расположенном в позиции 166.2 см от фотометрического центра лампы. Не вдаваясь в подробности, в IES LM-31-95 [IESNA 1995] и LM-35-02 [IESNA 2002] указывается измерение распределения силы света с помощью гониофотометра, установленного в Большое помещение с черными поверхностями. Соответствующие требованиям программы Energy Star для встроенных светодиодных ламп, лампы Light & Light обеспечивают равномерную силу света и могут адаптироваться к всенаправленному развертыванию в зависимости от расположения светодиодных чипов. (3) Яркость — это сила света. (яркость источника света) на единицу площади света и выражается в кд / м2 (кандела на кв.м.). Еще одним важным преимуществом является то, что микромотор позволяет использовать светодиодное освещение на угловом наконечнике с одинаковой силой света как на высокой, так и на низкой скорости. Да, компания использует оптические технологии для оптимизации распределения силы света осветительных приборов и запатентованные отражатели. для создания эффекта «местного освещения» с помощью тонких источников света. Сектор муниципальной инфраструктуры и активов также продемонстрирует общую стратегию уличного освещения, принятую в Абу-Даби, которая направлена на разработку устойчивой и долгосрочной политики освещения с целью сокращения экономические и экологические издержки избыточного освещения за счет изменения стандартов силы света дорог, а также внедрения новых энергоэффективных методов освещения с минимальными требованиями к обслуживанию..Определение силы света
| Словарь английских определений
световой
прил
1 излучающий или отражающий свет; сияющий; светящиеся
светящиеся цвета
2 технически не используется светится
светящаяся краска
3 полны света; хорошо освещенный
4 (физической величины в фотометрии) оценивается на основе визуального ощущения, производимого наблюдателем, а не на основе измерений абсолютной энергии
Световой поток, сила света Сравнить →
сияющий
5 легко понять; ясный; прозрачный
6 просветление или мудрость
(C15: от латинского luminosus, полный света, от lumen light)
♦
светится adv
♦
яркость n
Световая отдача
n
1 отношение светового потока излучения к соответствующему ему лучистому потоку., (Символ)
К
2 — отношение светового потока, испускаемого источником излучения, к потребляемой мощности. Он измеряется в люменах на ватт., (Символ)
ηv, Φv
светоотдача
n эффективность полихроматического излучения для создания визуальных ощущений. Это лучистый поток, взвешенный в соответствии со спектральной световой эффективностью составляющих его длин волн, деленный на соответствующий лучистый поток., (Символ)
В
световая энергия
n энергия, излучаемая или распространяемая в форме света; произведение светового потока на его продолжительность, измеряемую в люмен-секундах. (символ)
Qv
световая отдача
n способность поверхности излучать свет, выраженная как световой поток на единицу площади в заданной точке на поверхности., (Символ)
мв
световой поток
n мера скорости потока световой энергии, оцениваемая в соответствии с ее способностью вызывать визуальное ощущение. Для монохроматического света это лучистый поток, умноженный на спектральную светоотдачу света. Он измеряется в люменах., (Символ)
Φv
сила света
n мера количества света, излучаемого точечным источником в заданном направлении.Он выражается световым потоком, покидающим источник в этом направлении на единицу телесного угла. (Символ)
IV
спектральная световая отдача
n мера эффективности излучения данной длины волны в создании визуального ощущения. Он равен отношению потока излучения на стандартной длине волны к потоку на данной длине волны, когда стандартная длина волны выбрана так, что максимальное значение этого отношения равно единице., (Символ)
В (λ) для фотопического зрения
В (λ) для скотопического зрения
.
Сила света | определение силы света по Медицинскому словарю
Для измерения силы света в образцах послесвечения, использованных в этом исследовании, использовался измеритель яркости с компьютерным управлением (Konica Minolta LS-100). Это значение лучевого потока соответствует силе света (равной в каждом направлении) около 1470 Кд по сравнению с среднее значение в области интереса нового источника около 1000 Кд, что составляет 68% от исходной силы света. Допуски на изготовление светильников и погрешности измерений ограничивают ожидаемую точность данных силы света в лучшем случае до нескольких процентов при применении изготовлению светильников.Сила света монохроматического излучения в данном направлении, [I.sub.v], связана с интенсивностью излучения [I.sub.e], и спектральной световой эффективностью излучения на частоте излучения, K, по уравнению [I.sub.v] = [I.sub.e] K. Долговечность и гибкость твердотельных светодиодных (LED) источников света позволяет их легко включать и выключать и регулируется по силе света посредством управления током без движущихся частей. Фактически, в нанометрическом масштабе малейшее изменение температуры, силы света или потока энергии может заставить робота значительно отклониться от своего маршрута, пытаясь выполнить свою точную задачу .Устройство не требует вспомогательной схемы привода и имеет силу света от 20,0 до 25,0 мкд при 5 мА. В красных, оранжевых, желтых и желто-оранжевых лампах используется технология AlInGaP для получения типичной силы света от 700 до 800 мкд. Например, OSHA рекомендует, чтобы сигналы тревоги превышали уровень окружающего шума не менее чем на шесть децибел, а сила света для визуальных сигналов тревоги составляла не менее 75 кандел (мера силы света). Интенсивность света должна составлять до 7,6 мкд в молочном цвете. -белый объектив.Со световым потоком связана сила света. Этот показатель, измеряемый в канделах (кд), представляет собой интенсивность источника света в определенном направлении. Предполагается, что различия в силе света влияют на контрастность света и, следовательно, на восприятие расстояния, как показали О’Ши, Блэкберн и Оно (1994).
.