3tom312

10. TECHNIKA ŚWIETLNA 626

oka pokrywał całkowicie co najmniej jeden światłoczuły receptor siatkówki. Takie warunki obserwacji występują zwykle przy wykonywaniu różnych typowych czynności użytkowych. Luminancja w danym kierunku jest określana jako stosunek światłości w danym kierunku do pola rzutu powierzchni świecącej na płaszczyznę prostopadłą do danego kierunku. Tak określona wielkość jest proporcjonalna — w wymienionych przeciętnych warunkach — do natężenia oświetlenia na siatkówce. Uważa się, że od natężenia oświetlenia na siatkówce zależy tzw. jaskrawość, przyjmowana za umowną miarę intensywności wrażenia świetlnego. Jaskrawością nazywa się właściwość charakteryzującą wrażenie wzrokowe; właściwość powodującą, że powierzchnia wydaje się wysyłać mniej lub więcej światła. Wymieniony współczynnik proporcjonalności jest w rzeczywistości zmienny. Zależy od kilku czynników, m.in. od wieku, stanu psychicznego i warunków oświetleniowych. Zmienność tę z konieczności pomija się. Wynika stąd umowność i przybliżoność miary. Jednostką luminancji jest cd/m², zwana nitem (nt).

W warunkach odbić rozproszonych zachodzi następujący związek między natężeniem oświetlenia E na danej powierzchni a luminancją L tejże powierzchni:

(10.1)

gdzie q — współczynnik odbicia powierzchni.

W praktyce zakłada się, że we wnętrzach występują zwykle odbicia rozproszone. Na tej podstawie, w odniesieniu do wnętrz, stosuje się — przy określaniu wymagań oświetleniowych i stąd w obliczeniach oświetleniowych — zastępczo natężenie oświetlenia w charakterze wielkości związanej z intensywnością wrażeń świetlnych.

Przy oświetlaniu ulic i dróg, ze względu na fakt, iż nawierzchnie drogowe odbijają w sposób kierunkowy, zastępcze stosowanie natężenia oświetlenia nie jest teoretycznie uzasadnione, choć było — i bywa jeszcze szczątkowo — praktykowane, głównie z konieczności, wobec trudności obliczania i mierzenia luminancji nawierzchni drogowych.

Podstawowe związki między wielkościami fotometrycznymi wynikają z zależności definicyjnych, określających te wielkości. I tak

<P    (p

/, = — /o = -r = /.+/v    (10.2a)

o)    4n

(przy czym /_A = <PJ2n; J_v = <PJ2n) oraz

S * scosa s”

(10.2b)

gdzie: /, — światłość w kierunku a; co — kąt bryłowy obejmujący kierunek a; <P_W — strumień świetlny w kącie bryłowym co; I₀ — średnia światłość całoprzestrzenna; /„ — średnia światłość półprzestrzenna górna; /_v — średnia światłość półprzestrzenna dolna; <!>„ — strumień świetlny całoprzestrzenny; <Ż>_A —strumień świetlny półprzestrzenny górny; <£_v — strumień świetlny półprzestrzenny dolny; E — średnie natężenie oświetlenia na polu S; $ — strumień świetlny padający na pole S; L_x — luminancja w kierunku a; s — pole świecące; ś — tzw. pozorne pole świecące.

Natężenie oświetlenia w „punkcie” (na elementarnym polu) na różnych płaszczyznach może być określone — przy założeniu punktowości źródła — według tzw. prawa odwrotności kwadratów odległości. I tak (rys. 10.1)

(10.3)

~ la    .    ^EAv

^ea=~j ^EAh = -j cosec E_Ąv = — sina — = tga r    r    r²    E_Ah

gdzie: Ej, — natężenia oświetlenia w punkcie A na płaszczyźnie prostopadłej do kierunku światłości (/,); E_Ah — natężenie oświetlenia w punkcie A na płaszczyźnie poziomej; £_Av — natężenie oświetlenia w punkcie A na płaszczyźnie pionowej.

Źródło

światła

Rys. 10.1. Natężenie oświetlenia w punkcie na płaszczyźnie poziomej i pionowej

10.3. Źródła światła

10.3.1. Podział i podstawowe kryteria oceny aktualnie stosowanych elektrycznych źródeł światła

Współczesne, elektryczne źródła światła należą do źródeł temperaturowych i wyładowczych (tabl. 10.1).    '

Miarą efektywności przemiany energii elektrycznej w energię świetlną jest skuteczność świetlna źródła rj (lm/W), określona stosunkiem wysyłanego strumienia świetlnego <ł> (lm) do mocy P (W) pobieranej przez źródło, a zatem

Przy ocenie efektywności źródeł wyładowczych podaje się też skuteczność świetlną źródła w odniesieniu do mocy obwodu elektrycznego źródła, a zatem przy uwzględnieniu mocy pobieranej przez elementy stabilizacyjno-zapłonowe (P_SI) obwodu. Wtedy

(10.5)

P + P*

Źródło światła promieniujące tylko w zakresie widzialnym (ok. 380 -f- 770 nm) z tą samą mocą na wszystkich długościach fali zakresu widzialnego jest przyjmowane jako idealne źródło światła białego. Skuteczność świetlna takiego źródła wynosi ok. 220 lm/W. Przy wypromieniowaniu całej mocy źródła na jednej, preferowanej długości fali (555 nm, światło o barwie żółtozielonej) wystąpiłaby najwyższa (teoretyczna) skuteczność świetlna, wynosząca ok. 684 lm/W. Osiągane skuteczności świetlne współczesnych źródeł światła zawierają się w przedziale od ok. 8 lm/W (żarówki małej mocy) do ok. 200 lm/W (niskoprężne lampy sodowe, światło monochromatyczne).

Czas, w którym źródło światła świeciło się nim wygasło lub nim przestało spełniać określone wymagania dotyczące wielkości wysyłanego strumienia świetlnego, jest nazywany trwałością źródła. Trwałość T jest określana zwykle w godzinach (h). Wyróżnia się trwałość znamionową T_N (wymaganą stosownie do norm dla danego typu źródła) oraz

40*