Потік променевої енергії (потік випромінювання). Для ре-шення просторових задач поширення випромінюючи-ня суттєво поняття про тілесному куті. Ме-рій тілесного кута є відношення площі σ0 навчаючи-стка, вирізуваного конусом по поверхні сфери, до квад-Рату її радіусу r:
За одиницю тілесного кута прийнято стерадіан (ср). Тілесний кут в один стерадіан вирізає на поверх-ності сфери ділянку, площа якого дорівнює квадрату радіуса сфери. Найбільший тілесний кут (повний) дорівнює 4π пор.
Майданчик σ, нормаль до кото-рій n становить кут α з радіусом r, проведеним з центру точкового джерела L. видно з L під тілесним кутом
Кількість енергії ε, що протікає через майданчик σ за одиницю часу,
називається потоком променевої енергії через поверх-ність σ.
Потік променевої енергії є основним поняти третьому, необхідним для оцінки енергії, що проникає в вимірювальні прилади.
Вимірюється потік випромінювання в одиницях потужності-ватах (Вт).
Сила света.Енергетіческая сила світла (сила випромінювання) Ie визначається як потік випромінювання джерела, що припадає на одиницю тілесного кута в даному на-правлінні:
У тому випадку, коли потік, що випускається точковим джерелом, рівномірний по всіх напрямах (весь тілесний кут Ω = 4π), то
Звідси сила світла
Якщо ж потік випромінювання нерівномірний, то ця формула визначає середню силу світла джерела (середовищ няя сферична сила світла).
Величина потоку ізлученіяФe є постійною для даного джерела і не може бути збільшена ні-якими оптичними пристроями. За допомогою оптич-ських систем можна лише перерозподілити потік по які-яким обраним напрямам.
Сила світла вимірюється в ватах на стерадіан (Вт / ср).
Яскравість. Більшість джерел випромінювання є-ються протяжними і характеризуються поняттям по-поверхневі яскравості (або просто яскравості). Енергетичн-ська яркостьBe є силою світла, прихо-дящуюся на одиницю площі проекції поверхні джерела на напрямок, перпендикулярний до направ-лення поширення (або спостереження) випромінювання.
Величина Be (φ) носить назву яскравості джерела у напрямку, який визначається кутом φ.
Таким чином, Be залежить від напрямку. Однак є джерела, для яких Be (φ) не залежить від напрямку, т. Е.
де dI0-сила світла в нормальному напрямку (φ = 0).
Ця формула є виразом закону Ламберта, який говорить, що сила світла в направ-лення, що становить кут φ з нормаллю до поверхні, пропорційна косинусу цього кута. Поверхні, що підкоряються закону Ламберта, називаються диффуз-но світяться (ламбертовимі).
Із закону Ламберта слід, що максимальна сила світла, що випромінюється дифузно світиться поверхнею, спостерігається в нор-мальном напрямку і дорівнює нулю по дотичній до поверхні.
Яскравість для поверхонь, що підкоряються закону Ламберта, не залежить від напрямку.
Закон Ламберта строго справедливий тільки для випромі-чення абсолютно чорного тіла. Випромінювання Сонця, ма-тірован поверхонь, митних середовищ (молочне стек-ло, хмари і т. П.) Наближено підпорядковується закону Ламберта.
Яскравість вимірюється в ватах на стерадіан-квадрат-ний метр (Вт / (пор · м 2)).
Світність. З поняттям яскравості тісно пов'язане поня-тя светімостіRe, що представляє собою повний по-ток випромінювання з одиниці поверхні джерела, поси-гавкотом назовні в усіх напрямках (в тілесному куті 2π).
Для джерел, що підкоряються закону Ламберта,
Світність характеризує щільність випромінювання і через міряється в ватах на квадратний метр (Вт / м 2).
Освітленість. Потік променевої енергії може исхо-дить від тіл не тільки в результаті того, що вони є-ються самостійними джерелами, але і в результаті розсіювання або відображення випромінювання, що випускається дру-шими джерелами. Тому важливо знати, яке ко-личество випромінювання падає на ту чи іншу частину опромінення-чаєм тіла. Для цього вводиться величина, яка називається освітленістю.
Поняття освітленості відноситься вже не до джерел випромінювання, а характери-зует інтенсивність променевої енергії, що падає на про-променя поверхню. Величина енергетичної осве-щенности Еe чисельно дорівнює величині потоку, приходячи-щегося на одиницю освітлюваної поверхні:
Якщо довільно орієнтована в просторі майданчик σ висвітлюється джерелом, то
де r- відстань від джерела до площадки; α- кут між напрямом променів і нормаллю до май-ке; dΩ - тілесний кут, під яким видно майданчик σ з джерела. Освітленість цієї поверхні
У цій формулі укладені два так званих закону освітленості:
1) освітленість майданчика обернено пропорційна квадрату відстані від точкового джерела (закон про-ратних квадратів);
2) освітленість майданчика прямо пропорційна косинусу кута між напрямком променистого потоку і нормаллю до майданчика (закон косинуса).
Освітленість, як і світність, вимірюється в ватах на квадратний метр (Вт / м 2).
Основні све-тотехніческой одиниці в системі СІ
Сила світла - основний све-тотехніческой одиницею в системі СІ встановлюється одиниця сили світла - кандела (кд). Її значення прий-мається таким, щоб яскравість повного випромінювача при температурі затвердіння платини дорівнювала 60 кд на 1 см 2.
Світловий потік. Світловий потік визначається як потужність світлового випромінювання, що оцінюється по його дей-ствию на нормальне око. Це визначення подчерки-кість суб'єктивний фізіологічний характер светотех-нічних величин. За одиницю світлового потоку в систе-ме СІ приймається люмен (лм). Він дорівнює світловому потоку, що випромінюється ізотропним джерелом із силою світла в одну Кандела в межах тілесного кута в один стерадіан: 1 лм = 1 кд ּ 1 пор.
Яскравість - ставлення-ня сили світла в 1 кд до площі світиться поверхні в 1 м 2.
В системі СГС в якості одиниці яскравості був при-Нят стильб (сб): 1 сб = 1 кд / 1 см 2 =
Світність. В системі СІ за одиницю світності приймається світність джерела, каж-дий квадратний метр якого дає світловий потік в один люмен (лм / м 2).
Освітленість. Одиниця освітленості в системі СІ люкс (лк). Це освітленість поверхні, на кожен квадратний метр якої падає світловий потік в один люмен: