Основные характеристики светотехники

Освещение, или светло, характеризуется количественными и качественными показателями, при этом применяют стандартные единицы и сроки.

Количественные показатели освещения определяют световой поток, силу света, освещенность и яркость.

Световой поток (F) – поток лучевой энергии, которая воспринимается органами зрения как светло, то есть характеризует мощность лучевой энергии.

Единица светового потока – люмен (лм) – равняется потоку, который излучается к единичному телесному углу  равному 1 стерадиан точечным источником света в 1 канделу. Стерадиан – единичный телесный угол , который образует на сферической поверхности радиусом 1м поверхность, площадь которой равняется 1м². Значение  = S/R² (рис. 5.1.).

 

Рис. 4.1. Схема количественных показателей освещения

 

Источники света излучают световой поток в разных направлениях неодинаково. Потому, чтобы дать характеристику интенсивности излучения, применяем понятие «пространственная или угловая плотность светового потока», которую называют силой света (I), то есть световой поток, отнесенный к телесному углу, в котором он излучается:

 

I = F/ , кд.                                                  (4.1)

 

За единицу силы света принимают канделу (кд), которая равняется 1 лм/стер.

Величину светового потока, который приходится на единицу освещенной поверхности, называют освещенностью (Е):

 

Е = F/S, лк.                                                 (4.2)

 

Единица освещенности – люкс (лк) – освещенность поверхности S=1 м² при световом потоке F=1 лм, который падает на нее.

Видимость предмета глазом зависит от части светового потока, отраженного освещаемым предметом и характеризуется яркостью (L). Яркость зависит от силы света, угла падения светового потока и ряда других факторов. За величину яркости принято нит – это яркость 1м² плоской поверхности, которая отражает в перпендикулярном направлении силу света в 1 канделу:

 

L=I(S·cosα), кд/м².                                           (4.3)

 

К качественным показателям принадлежат фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослепленности, коэффициенты отражения и т.д.

Коэффициент отражения (p) характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:

 

с = Fотр/Fпад.                                                (4.4)

Фон – это поверхность, которая прилегает к объекту различения, на какой он рассматривается. Фон считается светлым при с>0,4, средним при с=0,2...0,4 и темным при с<0,2.

Контраст объекта с фоном (К) характеризуется соотношением яркостейрассматриваемогообъекта и фона:

 

К = (Lфон. – Lоб.)/ Lфон.                                       (4.5)

 

Контраст считается большим при К > 0,5, средним при К = 0,2...0,5 и малым при К < 0,2.

Видимость (V) характеризует способность глаза воспринимать объект при освещенности от 0,1 до 100000 лк, зависит от освещенности, размеру данного объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, и определяется числом пороговых контрастов (то есть, наименьшим различительным контрастом):

 

V = K/Кпор_.,                                                      (4.6)

 

где  К – контраст объекта с фоном;

Кпор – пороговый контраст, то есть наименьший заметный глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым.

Показатель ослепленности (Р) является критерием оценки слепящего действия осветительной установки:

 

Р = (S – 1)·1000,                                                 (4.7)

 

где коэффициент ослепленности S = V₁/V₂, причем, V₁ – при экранировании блестящих источников; V₂ – когда они в поле зрения.

Коэффициент пульсации освещенности (Кп) – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока.

Объект различения – это минимальные отдельные части объекта, которые необходимо различать в процессе работы.