Основные светотехнические единицы

Видимый свет – это электромагнитные излучения длиной волны от 380 до 780 нм. Он обеспечивает восприятие 90 % информации, влияет на тонус, на обмен веществ, на иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека.

Недостаточное освещение затрудняет длительную работу, вызывает повышенное утомление, увеличивает опасность травм и способствует развитию близорукости.

Излишне яркий свет слепит, приводит к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность. Чрезмерная яркость может вызвать фотоожоги глаз и кожи, катаракты и др. нарушения.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным относятся:

Лучистый поток (Ф) – это мощность лучистой энергии электромагнитного поля в оптическом диапазоне волн, Вт.

Световой поток (F) – это мощность световой энергии, оцениваемой по зрительному восприятию, измеряется в люменах (лм).

Сила света (J) – это пространственная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока dF к величине телесного угла dΩ,кандела (кд):

J = dF / dΩ.

Освещенность (Е) – поверхностная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока dFк площади освещаемой поверхности, люкс (лк):

dS: Е = dF / dS.

Яркость (L) поверхности под углом α к нормали – это отношение силы света dJ_α, излучаемой поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению, кд/м²:

L_α = dJ_α / dS соs α.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют ряд показателей.

Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Под объектом различения понимается минимальный элемент рассматриваемого предмета. Фон характеризуется коэффициентом отражения (ρ) – способностью отражать падающий на него свет, он определяется как отношение отраженного светового потока F_отр к падающему F_пад ;

ρ = F_отр /F_пад.

Коэффициент отражения меняется от 0,02 до 0,95. При ρ ‹ 0,2 фон считается темным, при ρ = 0,2 – 0,4 – средним; F_a при ρ › 0,4 - светлым.

Контраст объекта с фоном (К) – степень различения объекта и фона– определяется из соотношения яркостей или коэффициентов отражения объекта и фона:

К = (L_ф –L_о )/ L_Ф = (ρ_ф – ρ_о)/ ρ_Ф.

Контраст считается большим при К › 0,5 (объект резко выделяется на фоне); при К = 0,2 – 0,5 - средним (объект и фон заметно отличаются); при К ‹ 0,2 - малым (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации (k_П) - изменение освещенности поверхности вследствие периодического изменения во времени светового потока источника света:

k_П = [(Е_МАХ – Е_MIN) / 2Е_СР] 100%,

где Е_max, Е_min и Е_ср – максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп k_П=(25–65) %, для ламп накаливания - k_П = 7 %, для галогенных ламп- k_П = 1 %.

Показатель ослепленности (Р_о) - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой:

Р_о = 1000 (V₁ / V₂ – 1),

где V₁ и V₂ – видимость объекта различения соответственно при экранированном и разэкранированном источнике света.

Видимость (V) – характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость оценивается числом пороговых контрастов (К_пор), содержащихся в действительном контрасте (К_д):

V = К_д / К_пор.

Пороговый контраст (К_пор) - наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на этом фоне.