Magdalena Senko 31.03.2006

grupa 2b

ochrona środowiska

zespół 5

TEMAT: Badanie skuteczności świetlnej lamp oświetleniowych.

CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Wielkości Radiometryczne:

Promieniowanie świetlne, a więc takie promieniowanie elektromagnetyczne, które wywołuje u człowieka wrażenie wzrokowe, obejmuje zakres długości fal od 380nm do 780nm. Skuteczność promieniowania w wywoływaniu wrażeń wzrokowych zależy nie tylko od mocy promieniowania, lecz i od długości jego fali. Wynika stąd, że wielkości energetyczne (radiometryczne), takie jak na przykład moc promieniowania, nie charakteryzują promieniowania ze względu na jego skuteczność wywoływaniu wrażeń wzrokowych. Istnieje zatem konieczność stosowania specjalnych wielkości do scharakteryzowania wrażeń wzrokowych wywołanych tym promieniowaniem. Takimi wielkościami są wielkości fotometryczne.

1.Strumień światła

Podstawową wielkością radiometryczną jest strumień światła.

[lm]=[cd×sr]

1 lumen (lm) jest to strumień światła odpowiadający 1 kandeli (cd) jego natężenia przechodzący przez kąt bryłowy 1 steradiana (sr)

2.Kierunkowe natężenia światła

Światłość I w pewnym kierunku wyraża się stosunkiem elementarnego strumienia świetlnego dF, płynącego przez elementarny kąt bryłowy dw do wartości kąta.

Przy równomiernym rozkładzie światła wewnątrz kąta bryłowego w otrzymujemy zależność prostszą:

3.Natężenie oświetlenia

W celu scharakteryzowania oświetlenia powierzchni, na którą pada strumień światła, przyjęto wielkość nazwaną natężeniem oświetlenia E. Miarą natężenia oświetlenia powierzchni S jest stosunek strumienia świetlnego padającego na tę powierzchni, do jej wielkości:

W fotometrii powszechnie stosuje się prawo wyrażające zależność natężenia oświetlenia powierzchni od odległości tej powierzchni od źródła światła. Wprowadzenie tego prawa wymagało założenia, że istnieje punktowe źródło światła, które emitując strumień świetlny w obrębie pewnego kąta bryłowego, znajduje się w wierzchołku tego kąta.

Powyższe równanie nazywa się fotometrycznym prawem odległości. Można je stosować również dla niepunktowych źródeł światła, gdy odległość źródła od oświetlanej powierzchni jest dostatecznie duża w stosunku do wymiarów źródła.

4.Luminacja (jaskrawość) źródła światła

Luminacja jest miarą "jasności" świecącej powierzchni. Luminację w kierunku T mierzy się stosunkiem światłości dIJ do rzutu powierzchni świecącej dS. na płaszczyznę prostopadłą do rozpatrywanego kierunku J rozchodzenia się światła.

Wartość luminacji w kierunku prostopadłym do świecącej powierzchni jest równa ilorazowi światłości w tym kierunku przez pole tej powierzchni. Luminacja jest zależna od kierunku, pod którym jest obserwowany świecący element powierzchni, natomiast nie jest zależna od odległości tego elementu od obserwatora.

Fotometria wizualna

Wszystkie pomiary wzrokowe polegają na porównaniu luminacji dwóch pól oświetlanych porównywanymi promieniowaniami, pochodzącymi od dwu różnych źródeł. Jeśli oświetlane powierzchnie charakteryzują się jednakową zdolnością rozpraszającą, z równości luminancji wynika równość natężeń oświetlenia. Tę zasadę wykorzystuje się w przyrządach zwanych fotometrami.

PROMIENIOWANIE FOTOSYNTETYCZNIE CZYNNE (PAR)

-promieniowanie mieszczące się w zakresie 400-700 nm

Promieniowanie słoneczne w zakresie PAR, padając na liście, ulega w około 10% odbiciu od ich powierzchni. W czasie wnikania w głąb liścia ulega pochłanianiu około 85%, a pozostałe 5% przechodzi przez liść. Odbicie od powierzchni liści może wzrosnąć. Tak osłabione promieniowanie, wnikając do nadziemnych części roślin, ulega stopniowej absorpcji w miarę przenikania przez kolejne komórki. Promieniowanie PAR pochłaniane jest głównie przez barwniki fotosyntetyczne: chlorofile i karotenoidy, a w zakresie podczerwonym przez wodę. Maksimum absorpcji barwników fotosyntetycznych mieści się w zakresie fioletowo-niebieskim 400-500 nm i w zakresie pomarańczowo-czerwonym 600-700 nm, a wody w zakresie 900-1100 nm

Zaabsorbowane promieniowanie PAR w 90% ulega rozproszeniu w postaci ciepła, 2% emitowane jest w postaci fluorescencji, 1-5% jest wykorzystane w procesie fotosyntezy i 3-7% jest wykorzystane w innych procesach fotobiologicznych. Tak więc średnio jedynie 1-2% docierającej do Ziemi energii słonecznej ulega związaniu w biomasie roślinnej.

W liściach zielonych widmo absorpcji promieniowania pokrywa się z widmem pochłaniania barwników fotosyntetycznych. Ich absorpcja w zakresie PAR sięga około 90%.

LUKSOMIERZ

-rodzaj fotometru, przyrząd do pomiaru natężenia oświetlenia. Rozróżnia się luksomierze subiektywne (wzrokowe), służące do porównywania wizualnego luminancji badanej pow. z luminancją powierzchni wzorcowej, oraz l. obiektywne (fizyczne) mierzące natężenie oświetlenia, zwykle za pomocą ogniwa fotoelektr. połączonego z miernikiem prądu stałego wyskalowanym w luksach. Ponieważ czułość bezwzględna ogniwa zmienia się zależnie od rozkładu promieniowania, temp. i wilgotności otoczenia - stosuje się oddzielne wzorcowanie dla różnych warunków lub współczynniki korygujące bezpośredni odczyt.

FITOFOTOMETR

-fitofotometr jest przeznaczony do pomiaru promieniowania fotosyntetycznie czynnego (w zakresie od 400 nm do 700 nm) naturalnego, słonecznego i sztucznych źródeł światła.

WZORY

TABELA

Wielkość	Jednostka	Żarówka						Lampa sodowa	Lampa rtęciowa
		150	170	190	200	210	220	220	220

---