26. Podstawowe wielkości świetlne i energetyczne oraz ich jednostki

1. Strumień świetlny (ၦ)

Strumień świetlny jako wielkość fizyczna odnosi się zarówno do samodzielnych źródeł światła jak i do opraw oświetleniowych. Jest to moc promieniowania widzialnego oceniona według wielkości wrażenia świetlnego w oku przystosowanym do jasności.

Jednostką strumienia jest lumen [lm].

Strumień świetlny można wyrazić wzorem:

gdzie:

- moc promieniowania monochromatycznego [W]

- względna skuteczność świetlna [
]

- skuteczność świetlna promieniowania

- długość fali [nm].

Jednostka energetyczna - STRUMIEŃ PROMIENISTY [W]

2. Światłość (I)

W danym kierunku jest to stosunek strumienia świetlnego
wysyłanego przez źródło światła w nieskończenie małym stożku obejmującym dany strumień, do kąta przestrzennego
tego stożka. Jednostką światłości jest kandela [cd].

Światłość można przedstawić wzorem:

gdzie:

- strumień w [lm]

- miara kąta przestrzennego w [srd].

Jednostka energetyczna - NATĘŻENIE PROMIENIOWANIA [W/sr]

3. Luminancja (L)

Jest to wielkość decydująca o subiektywnym wrażeniu świetlnym. Wyrażona jest jako stosunek światłości w danym kierunku elementarnego pola powierzchni otaczającej dany punkt powierzchni źródła do pola rzutu tej powierzchni na płaszczyznę prostopadłą do danego kierunku. Luminancja może odnosić się do samodzielnych źródeł światła oraz powierzchni odbijających światło.

Luminancję wyrażamy w trzech jednostkach:

• Nit [nt];
  

• Stilb [sb];
  

• Apostilb [asb];
  ;
  

Apostilb jest jednostką luminancji, którą posługujemy się zwykle przy świetle odbitym od powierzchni matowych czyli rozpraszających.

Stosownie do podanej wyżej definicji luminancję L_ၡ wyraża wzór:

gdzie:

- jest rzutem elementarnej powierzchni ds na płaszczyznę prostopadłą do kierunku patrzenia obserwatora.

Jednostka energetyczna - INTENSYWNOŚĆ PROMIENIOWANIA [W/(m² ·sr)]

4. Natężenie oświetlenia (E)

Jest to wielkość określająca w pewnym sensie intensywność oświetlenia. Natężenie oświetlenia w danym punkcie powierzchni oświetlanej jest to stosunek strumienia świetlnego dၦ, padającego na elementarne pole powierzchni ds. do tego pola, czyli:

Jednostką natężenia oświetlenia jest luks [lx].

Wprowadzając poznane wcześniej wielkości świetlne, natężenie oświetlenia można wyrazić również następującym wzorem:

gdzie:

- światłość w danym kierunku [cd]

- odległość oprawy od powierzchni oświetlanej [m]

- kąt między padającym promieniem światła a normalną do oświetlanej powierzchni.

Powyższy wzór wyraża jednocześnie w postaci ogólnej PRAWO ODWROTNOŚCI KWADRATÓW, zwane często głównym prawem fotometrycznym, które jest podstawą do obliczania natężeń oświetlenia ze światłości oprawy oświetleniowej.

Jednostka energetyczna - NATĘŻENIE NAPROMIENIOWANIA [W/m²]

5. Ilość światła (Q)

Ilość światła jest to iloczyn strumienia świetlnego wysyłanego przez samodzielne źródło światła i czasu świecenia. Można tę wielkość określić wzorem:

gdzie:

t - jest czasem,

lub jeżeli strumień świetlny jest niezmienny w czasie, wzorem:

Jednostką ilości światła jest lumenosekunda [lms], względnie lumenogodzina [lmh].

Jednostka energetyczna - ILOŚĆ ENERGII PROMIENISTEJ [J=W·s]

---