Світлова ефективність випромінювання

Встановлено експериментально, що родопсин чутливий до випромінювання у спектральному діапазоні λ = 0,38 ÷0,64 мкм, а йодопсин – λ = 0,41 ÷0,72 мкм. Це спричинює залежність спектральної чутливості ока від рівня його збудження.При умовах яскравості адаптації L ≥ 10 кд/м2 функціонує колбочковий світлосприймальний апарат.При умовах яскравості адаптації L ≤ 10 кд/м2 функціонує палочковий світлосприймальний апарат (енергія фотонів, що збуджують палочки h*νп > h*νк). Підвищення чутливості паличкового світло сприймального апарату відбувається ще й за рахунок підключення до одного нервового волокна декількох палочок.

Відносна спектральна світлова ефективність випромінювання для ленного та нічного бачення.

функції спектральної чутливості ока для денного та нічного зору названо функціями відносної світлової ефективності.

 

 

Рис. 7.2. Відносна спектральна світлова ефективність як функція довжини хвилі (λ в мкм)

Ці криві подібні по формі, але зміщені одна відносно одної на 45 ÷ 50 нм.

При світлосприйнятті в сутінках, коли працюють обидва світло сприймальних апарати, спектральна чутливість ока визначається не тільки довжиною хвилі випромінювання, але співвідношенням рівнів збудження ока (чим вищий рівень збудження, краще працюють колбочки, тим ближче крива спектральної ефективності до кривої денного зору).

За рішенням МКО (1924 р.) основною функцією спектральної чутливості ока прийнята функція відносної спектральної ефективності в умовах бачення вдень. Ця функція покладена в основу системи світлових одиниць і величин.

Світловий потік

Світловий потік – це ефективний потік в системі світлових величин, визначається дією на селективний приймач, спектральна чутливість якого внормована функціями відносної спектральної ефективності випромінювання або співпадає з ними.

43. Світлова енергія. Світлова енергія одна із основних величин, яка дорівнює добутку світлового потоку на час освітлення. Одиниця вимірювання (лм*с). Q=Ф Т; .

44. Світлова віддача. Світлова віддача — відношення світлового потоку, що випромінюється до спожитої потужності. Одиницею світлової віддачі є (лм/Вт). Світлова віддача газорозрядних ламп становить 40—100 лм/Вт, що в 3—5 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Ф-світловий потік; Р – потужність що споживає джерело. Ф(t) – миттєве значення світлового потоку. (лм*с). .

 

45. Сила світла. Сила світла — відношення світлового потоку, до тілесного кута, в межах якого проходить цей потік. Одиниця вимірювання: кандела (кд). Де -сила світла під кутом ; dФ – світловий потік, який розповсюджується в межах тілесного кута . Кандела – сила світла, що випромінюється в перпендикулярному напрямку з 1/600000 квадратного метра поверхності повного випромінювача при температурі затвердіння платини і давлення (Па).

 

46. Світимість. Світимість – густина світлового потоку по поверхні елементарної ділянки тіла що випромінює світло. Світимість чисельно рівна відношенню світлового потоку до площі ділянки поверхні, випромінюючий цей потік: ; , де М-світимість елемента поверхні dА; М - середня світимість поверхні А; dФ і Ф – світлові потоки, випромінюючими цими поверхнями. Одиниці світимості лм*м .

 

47. Експозиція. Експозиція — кількість актинічного випромінювання, що отримується світлочутливим елементом. Для видимого випромінювання експозиція виражається в лк*с (люксах в секунду).Математична формула експозиції H=E*t; де Н – експозиція, Е – освітленість; t-витримка в секундах. Шкали витримки і діафрагми фотоапаратів будуються за логарифмічним принципом, тобто, при зміні значення на один рівень в будь-яку сторону, кожен параметр міняється рівно в два рази. Таким чином, збільшення витримки на один рівень з одночасним закриттям на таке ж значення діафрагми, не змінить експозицію. Проте цей закон дотримується не завжди. Відхилення від закону, зване ефектом Шварцшильда, описується точнішою формулою експозиції: H=E*t . де Р-константа Шварцшильда.

 

48. Яскравість поверхні. Яскравість в системі світлових величин – величина, аналогічна енергетичній яскравості в системі енергетичних величин. Під яскравістю ділянки поверхні в даному напрямку розуміють відношення сили світла, що випромінюється ділянкою поверхні в даному напрямку, до проекції ділянки поверхні що світиться на плоскість, перпендикулярну даному напрямку. (1) де d і - сили світла випромінюючі ділянкою поверхні dA і поверхні А в напрямку ; (2). Формула (1) справедлива якщо поверхня А – точкове джерело світло, а (2) якщо А – плоска поверхня. Яскравість дуже важлива величина, оскільки око реагує на яркость. Одиниці вимірювання яскравості (кд/м ).

 

 

49. Освітленість поверхні. Освітленість поверхні – це густина падаючого світлового потоку по поверхні ділянки освітленого тіла. де Е і - освітленість поверхонь dA i A; dФ і Ф – світлові потоки, падаючі на ці поверхні. Одиниці вимірювання (лк) люкси.

 

50. Освітленість сітчатки ока. Освітленість сітківки оболонки ока E в зоні зображення визначається множенням яскравості об’єкту спостереження L на площину зіниці А : (1), де - коефіцієнт пропускання очних середовищ; f – передня фокусна відстань оптичної системи ока. Підставляючи значення f=17мм, отримуємо , де d- діаметр зіниці ока, мм. За одиницю освітленості сітківки ока запропоновано прийняти густину світлового потоку на сітківці оболонки ока, яка створюється випромінюванням яскравістю L =1 кд*м при площині вхідної зіниці ока q=1 мм . Ця одиниці освітленості сітківки називається троланд (трол). Освітленість сітківки ока трол отримуємо користуючись формулами (1) і (2).