Основные светотехнические понятия и определения

Освещение – это получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения нормальных условий работы.

Оптической областью электромагнитного спектра являются длины волн от 10 до 340000нм: инфракрасное излучение 770 – 340000нм; видимое 380 – 770нм; ультрафиолетовое 10 – 380нм. Цветовые ощущения у человека – от фиолетового (l» 400нм) до красного (l» 750нм) цвета, причем наибольшая чувствительность зрения к излучению с длиной волны l» 550нм, соответствующему диапазону желто- зеленого цвета.

К количественным показателям освещения относят:

1.Световой поток – это часть лучистого потока, воспринимаемая зрением как свет. Обычно обозначается Ф; измеряется в люменах (лм).

2.Сила света – это пространственная плотность светового потока:

, кд (кандела), где dW - элементарный телесный угол. Кандела – это сила света, испускаемого с поверхности 1/600000м² полного излучателя (государственный световой эталон) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины 2046, 65К.

3.Освещенность - это отношение светового потока к площади:

, лк (люкс), где dS – площадь элементарной поверхности.

4.Яркость – это отношение силы света к площади с учетом угла падения:

, кд/м²

К качественным показателям освещения относят коэффициент пульсации, показатель ослепленности, фон, контраст, видимость объекта, спектральный состав света.

Фон характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эту способность определяет коэффициент отражения: , где Ф_пад и Ф_отр – падающий и отраженный световой поток.

Величина ρ меняется в пределах от 0, 02 до 0, 95; при ρ > 0, 4 фон считается светлым; при ρ =0, 2-0, 4 – средним; при ρ < 0, 2 – темным.

Контраст объекта с фоном – это степень различения объекта на фоне. Он характеризуется соотношением яркостей объекта, который надо различать при работе В_о, и фона В_ф:

К=(В_ф-В_о)/В_ф.

Объектами различения могут быть различные детали предмета, например, буква, цифра, отрезок линии, точка, царапина, трещина и т.д. Объект резко выделяется на фоне и контраст считается большим при К> 0, 5; при К=0, 2-0, 5 объект и фон заметно отличаются друг от друга – это средний контраст. При малом контрасте (К< 0, 2) объект слабо заметен на фоне.

Коэффициент пульсаций характеризует амплитуду колебаний освещенности вследствие изменения во времени светового потока:

К_П= ,

где Е_max, Е_min, Е_ср – максимальная, минимальная и средняя освещенность.

Величина К_П для газоразрядных ламп составляет 25-65%, для ламп накаливания около 7%, для галогенных ламп примерно 1%.

Показатель ослепленности оценивает ослепляющее действие осветительной установки:

Р₀=1000 ,

где V₁, V₂ – видимость объекта различения при экранировании источника света, например, щитками, козырьками и т.д., и при наличии в поле зрения яркого источника света без его экранирования.

Видимость характеризует способность глаза воспринимать объект и определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

V=К/К_пор,

где К_пор – наименьший, т.е. пороговый контраст, различаемый глазом. При небольшом его уменьшении объект становится нераспознаваемым на этом фоне.