Характеристика основных светотехнических величин

Свет является разновидностью лучистой энергии, характер действия которой на человека определяется в основном длиной волн электромагнитных колебаний. Встречающиеся в природе излучения находятся в пределе широкого диапазона. Часть электромагнитного спектра с длинами волн от 10 до 340000нм[3] называются оптической областью спектра.

Электромагнитные колебания, воспринимаемые органами зрения человека как свет (видимая часть спектра лучистой энергии) имеет длину волны от 380 до 770нм. Электромагнитное излучение с длиной волн от 10 до 380 нм принято называть ультрафиолетовым излучением. Излучение с длиной волны от 380 до 340000 называют инфракрасным излучением. Видимая часть спектра излучения – гамма различных цветов от фиолетового, с длиной волны λ = 380 нм до красного (λ = 770 нм), в едином потоке вызывает в органах зрения человека ощущение белого цвета.

Основными светотехническими величинами, характеризующими освещение производственных и жилых помещений являются световой поток, сила света, освещенность и яркость.

Световым потоком называют мощность лучистой энергии, оцениваемую по производимому ею световому ощущению на органы зрения человека, спектральная чувствительность которых стандартизована. За единицу светового потока ф принят люмен (лм). Условились считать, что световой поток в 1 люмен излучает абсолютно черное тело с площадью выходного отверстия равной 0,5305 мм², при температуре затвердевания платины (2046 К) при давлении 1013 гПа.

Световой поток источника света в разных направлениях пространства может иметь различную плотность или силу. Если выделить в пространстве элементарный конус с вершиной в источнике света и определить световой поток внутри этого конуса в определенном направлении, то отношение светового потока ктелесному углу (части пространства, ограниченного конической поверхностью) и даст силу источника света.

Силой источника света I в некотором направлении называют отношение элементарного светового потока dФ к элементарному телесному углу dω[4] в пределах которого он равномерно распределяется.

 

I = dФ/dω.

 

За единицу силы света принята кандела (кд). Видимость зависит от величины освещенности и степени яркости объектов.

Освещенностью Е называется отношение элементарного светового потока dФ, падающего на элементарную площадь dS к величине этой площади,

 

E = dФ/dS.

 

За единицу освещенности принят люкс (лк), который равен поверхностной плотности светового потока в 1 лм, равномерно распределенного на площади в 1 м².

Яркостью L светящейся элементарной поверхности dS взаданном направлении α называется отношение силы излучаемогоили отражаемого ею света dI_αк проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению dScosα, кд/м²

 

L = dI_α/dScosα,

 

где α - угол между перпендикуляром к светящейся поверхности и направлением, в котором определяется яркость.

Чрезмерная яркость, вызывающая ощущение слепимости, называется блескостью. Слепимость оказывает угнетающее действие на человека, снижает его работоспособность.

Падающий на освещенную поверхность световой поток Ф обычно разделяется на три части: одна часть потока отражается(Ф_ρ), другая поглощается (Ф_α), третья (Ф_τ) пропускается поверхностью. В связи с этим свойства всех поверхностей характеризуются коэффициентами отражения

ρ = Ф_ρ/Ф, поглощения α = Ф_α /Ф, пропускания τ = Ф_τ/Ф.

Очевидно по закону сохранения энергии для любой среды Ф=Ф_ρ+Ф_α+Ф_τ=1. Эти коэффициенты используются при выборе цвета для оформления интерьеров судовых помещений и расчете освещенности рабочих мест.

При освещении газоразрядными источниками света освещенность изменяется по времени. Она пульсирует с удвоенной частотой переменного тока. Коэффициент пульсации К_п, %, характеризует уровень колебаний освещенности газоразрядных ламп при питании их переменным током

 

К_п = [(Е_mах-Е _min)/2Е_ср]100,

 

где Е_mах, Е _min, Е_ср максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебания, лк.

Действующими нормами допускается К_п от 10 до 20%.