Для установки нажмите кнопочку Установить расширение. И это всё.

Исходный код расширения WIKI 2 регулярно проверяется специалистами Mozilla Foundation, Google и Apple. Вы также можете это сделать в любой момент.

4,5
Келли Слэйтон
Мои поздравления с отличным проектом... что за великолепная идея!
Александр Григорьевский
Я использую WIKI 2 каждый день
и почти забыл как выглядит оригинальная Википедия.
Статистика
На русском, статей
Улучшено за 24 ч.
Добавлено за 24 ч.
Что мы делаем. Каждая страница проходит через несколько сотен совершенствующих техник. Совершенно та же Википедия. Только лучше.
.
Лео
Ньютон
Яркие
Мягкие

Спектральная световая эффективность монохроматического излучения

Из Википедии — свободной энциклопедии

Спектральная световая эффективность монохроматического излучения
Размерность J·L-2·M-1·T3
Единицы измерения
СИ лм·Вт-1
Примечания
Скалярная величина

Спектра́льная светова́я эффекти́вность монохромати́ческого излуче́ния — физическая величина, характеризующая чувствительность человеческого глаза к воздействию на него монохроматического света. Обозначается , в Международной системе единиц (СИ) имеет размерность лм/Вт. Устаревшее название — видность.

Световую эффективность удобно и целесообразно представлять в виде произведения двух сомножителей: где  — значение , достигаемое в максимуме, а  — безразмерная функция длины волны, принимающая в максимуме значение, равное единице. Функция называется относительной спектральной световой эффективностью монохроматического излучения, её физический смысл заключается в том, что она представляет собой относительную спектральную чувствительность среднего (нормального) человеческого глаза[1].

Определения

Как известно, у человека существует два основных механизма восприятия света. Один из них реализуется с помощью колбочек при относительно высоких яркостях и освещённостях и носит название дневного зрения. Другой — палочковый — имеет место при низких значениях яркостей и освещённостей и называется ночным зрением[2] Эти механизмы существенно отличаются друг от друга как по величине чувствительности к свету, так и по характеру зависимости чувствительности глаза от длины волны воздействующего на него света. Соответственно, в фотометрии определяется две различных функции относительной спектральной световой эффективности: одна из них  — для дневного зрения, другая —  — для ночного.

Дневное зрение

Относительная спектральная световая эффективность для дневного (красная линия) и ночного (синяя линия) зрения.
Относительная спектральная световая эффективность для дневного (красная линия) и ночного (синяя линия) зрения.

Определение , основанное на процедуре измерения, формулируется следующим образом[3].

Относительной спектральной световой эффективностью монохроматического излучения для дневного зрения c длиной волны называют отношение двух потоков излучения соответственно с длинами волн и , вызывающих в точно определённых условиях зрительные ощущения одинаковой силы; при этом длина волны выбрана таким образом, что максимальное значение этого отношения равно единице.

Условия измерения в частности выбираются так, чтобы угловой размер поля зрения при измерениях составлял 2 градуса, что соответствует угловому размеру центрального углубления желтого пятна сетчатки.

Итогом большой работы, выполнение которой началось ещё в XIX веке, явилось получение набора значений для диапазона длин волн 380—770 нм. Значения были получены в результате усреднения данных, полученных с участием большого количества наблюдателей. В 1924 году Международная комиссия по освещению (МКО)[4] утвердила этот набор в качестве стандарта, после чего он стал международно признанным и в качестве такового используется вплоть до настоящего времени. В Российской Федерации данный стандарт также является действующим[3].

Зависимость приведена на рисунке. Её максимум располагается на длине волны 555 нм. В системе СИ единица силы света кандела определена таким образом, что максимальная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения равна 683 лм/Вт[5]. Таким образом, выполняется:

Ночное зрение

В качестве определения световой эффективности для случая ночного зрения пригодна приведённая выше формулировка после соответствующей замены в ней наименования определяемой величины.

В результате выполнения необходимых измерений и исследований была получена зависимость . Её табличные значения были в 1951 г. утверждены МКО в качестве стандарта. В графическом виде она приведена на рисунке. Как видно из рисунка, кривая сдвинута относительно в коротковолновую сторону, при этом её максимум находится на 507 нм.

Сумеречное зрение

В сумеречном зрении одновременно принимают участие, как колбочки, так и палочки. При этом относительный вклад рецепторов каждого типа изменяется при изменении уровня освещения, соответственно изменяется и световая эффективность. Поэтому сумеречному зрению невозможно сопоставить какую-либо одну стандартную функцию, описывающую спектральную зависимость световой эффективности.

Использование

Активную часть своей жизни человек проводит главным образом в таких условиях освещения, когда функционирует дневное зрение. Пользуясь им, он получает большую часть визуальной информации. По этим причинам на практике в основном используется спектральная эффективность , относящаяся к дневному зрению. Именно она (вместе с коэффициентом ) лежит в основе системы световых фотометрических величин.

Система фотометрических величин устроена так, что любой энергетической величине соответствует определённая световая величина . В случае монохроматического света связь между ними описывается соотношением

Для немонохроматического света аналогичное по смыслу соотношение имеет вид:

где — спектральная плотность величины . Спектральная плотность определяется как отношение величины приходящейся на малый спектральный интервал, располагающийся между и к ширине этого интервала:

С учётом численного значения получается:

Таким образом, использование относительной световой эффективности позволяет, зная энергетические характеристики света, рассчитывать его световые параметры.

Примечания

  1. Чувствительность глаза конкретного наблюдателя в норме может заметно отличаться от чувствительности глаза среднего наблюдателя. Различия становятся ещё значительнее при возрастных или патологических отступлениях от нормы.
  2. Отдельно выделяют также сумеречное зрение, когда одновременно функционируют и колбочки, и палочки.
  3. 1 2 ГОСТ 8.332-78. Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения.
  4. International Commission on Illumination (CIE)
  5. Число 683 лм/Вт является приближённым значением , более точное значение — 683,002 лм/Вт. Подробности приведены в статье Кандела.

Литература

  • Гуревич М. М. Фотометрия. Теория, методы и приборы. — Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1983. — 272 с. — 7500 экз.
  • Гуторов М. М. Основы светотехники и источники света. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 384 с. — 20 000 экз.

См. также

Эта страница в последний раз была отредактирована 18 апреля 2021 в 14:05.
Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License. Нетекстовые медиаданные доступны под собственными лицензиями. Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. WIKI 2 является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).