Основні поняття та величини.

Ступінь втоми очей залежить від напруженості процесів, які супроводжують зорове сприйняття, тобто від напруженості процесів акомодації, конвергенції та адаптації очей.

Акомодація – здатність ока до чіткого бачення предмета на різних від нього відстанях за допомогою зміни кривизни кришталика (мінімальна відстань акомодації ~ 11 см і до 56 м). Сила акомодації A=R_д+R_d. Втома м’язів ока приводить до появи короткозорості та далекозорості (аметропія очей). Анізометропія – нерівність аметропій очей спостерігача.

Конвергенція (рефракція) – здатність очей при розгляданні близьких предметів приймати положення, при якому зорові промені пересікаються на ньому (мінімальна відстань 10 см, нормальна, без напруження 47-48 см). Хвороба очей пов’язана з їх конвергенцією – косозорість. Якщо віддаль між очима рівна , то при малому куті конвергенції k їх осей отримується проста умова для нормального стереоскопічного сприйняття навколишнього світу (рис. 4.1): , тобто, при стереоскопічному баченні існує тісний зв’язок між акомодацією ока та конвергенцією їх осей.

Адаптація – зміна чутливості ока в залежності від дії на нього подразника, зумовлена зміною діаметра зіниці а також двома типами чутливих рецепторів: паличок та колбочок. Тривала переадаптація призводить до втоми очей. (Діапазон чутливості ока по яскравості від до ніт).

Освітлювальні умови характеризуються наступними величинами:

Ø Світловим потоком [ лм (люмен)] – є світлова енергія яка проходить через деяку площадку за одиницю часу та оцінена оком, тобто це потужність випромінювання оцінена оком. Одиницею світлового потоку є люмен (лм) — світловий потік від еталонного точкового джерела в одну канделу (міжнародну свічку), розташованого у вершині тілесного кута в 1 стерадіан (рис. 4.2). Під стерадіаном розуміють тілесний кут у центрі сфери, який вирізає на її поверхні ділянку площі, що дорівнює квадрату радіуса сфери.

Ø

Рис. 4.2. Схематичне зображення, що пояснює деякі основні світлотехнічні одиниці

Ø Силою світла [ кд (кандела)] є просторова густина світлового потоку. За одиницю сили світла прийнята кандела (кд) — сила світла точкового джерела, що випромінює світловий потік в 1 лм, який рівномірно розподіляється всередині тілесного кута в 1 стерадіан. 1 кд = 0.999 св.

Ø Освітленість [ лк (люкс)] – поверхнева густина світлового потоку на об’єкті опромінення. За одиницю освітленості прийнято люкс (лк) – рівень освітленості поверхні площею 1 м², на яку падає рівномірно розподіляючись, світловий потік в 1 люмен. 1 лк = 1 лм /1 см².

Освітленість деякої площадки в околі точки А, створена точковим джерелом із силою світла І, знаходиться із співвідношення .

Ø Ступінь бачення (яскравість джерела або опроміненого предмету) залежить від величини сили світла, випромінюємого джерелом (відбитого предметом) в напрямку ока, віднесеної до проекції поверхні, що світиться, на площину, перпендикулярну даному напрямку.

Яскравість джерела або освітленого предмету: ,

де І – сила світла, що випромінюється поверхнею в заданому напрямку, S – площа поверхні, – кут між нормаллю до елемента поверхні S і напрямком, для якого визнача­ється яскравість.

Одиницею яскравості є ніт (нт) — яскравість поверхні, що світиться і від якої в перпендикулярному напрямку випромінюється світло силою в 1 канделу з 1 м . В старих одиницях, які вже заборонені до використання, яскравість вимірювалась у 1 св з 1 м² = 1 ніт = 10^-4 стільб (1 св з 1 см²).

До основних показників, що визначають умови зорової роботи, відносяться такі поняття як фон, контраст об’єкта з фоном, видимість, показник осліпленості, коефіцієнт пульсації.

Ø Фон – поверхня, яка прилягає безпосередньо до об’єкту розрізнення. Фон характеризується коефіцієнтом відбивання R цієї поверхні, який залежним від кольору та фактури поверхні, його значення знаходиться в межах від 0.02 до 0.95. Якщо коефіцієнт відбивання більше 0.4 – фон світлий, від 0.2 до 0.4 – середній, менше 0.2 – темний.

Ø Контраст об’єкта з фоном – , характеризується співвідношенням яскравостей об’єкта В_О та фона В_Ф й визначається за формулою . При > 0.5 контраст великий, при від 0.2 до 0.5 – середній, при контраст слабий.

Ø Видимість – характеризує здатність ока сприймати об’єкт. Вона залежить від освітленості, розміру об’єкту, його яскравості, контрасту об’єкта з фоном, тривалості експозиції. Видимість визначається числом порогових контрастів в контрасті об’єкта та фона ( – мінімальний контраст, який може розрізнити око, менше якого об’єкт оком не розрізняється).

Ø Показник осліпленості – критерій оцінки сліпучої дії освітлювальної установки, значення якого визначається за формулою , де – коефіцієнт осліпленості, та – видимість об’єкту спостереження відповідно при екрануванні та при наявності блискучих джерел в полі зору.

Ø Коефіцієнт пульсації освітленості – критерій оцінки відносної глибини коливань освітленості внаслідок зміни з часом світлового потоку газорозрядних ламп при живленні їх змінним струмом у %. визначається за формулою . Відповідні значення освітленості беруться за період її коливання в люксах. не повинен перевищувати 10 – 20% (Один з негативних моментів пульсації освітленості – стробоскопічний ефект).