Глава третья
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
3-1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СВЕТОВЫХ ВЕЛИЧИНАХ
Измерением называется сравнение данной величины с ее значением, принятым за единицу. На протяжении многих столетий своей истории человечество использовало самые разнообразные единицы измерения. Первой системой единиц международного значения была метрическая система мер, принятая в 1871 г. Французским национальным собранием и одобренная в 1875 г. на специальной конференции семнадцати государств, в том числе России, В основу этой системы были положены две единицы — метр и килограмм.
Таблица 3-1
Международная система единиц (СИ)
Развитие науки и техники потребовало дальнейшего усовершенствования измерения, увеличения точности и числа измеряемых величин. В том числе стало необходимым и измерение световых величин.
В настоящее время принята Международная система единиц, сокращенно называемая СИ (табл. 3-1), что означает «система интернациональная». Эта система построена на шести основных единицах, с помощью которых можно получить все необходимые производные единицы, в том числе и необходимые для определения световых величин.
К световым излучениям относятся излучения с длиной волн 0,38 — 0,77 мкм (0,38 — 0,77 миллионных частей метра), относящиеся к части спектра видимого средним нормальным глазом человека.
Единицей силы света принята кандела, значение которой установлено таким, чтобы яркость полного излучателя при температуре затвердевания платины была равна 60 кд на 1 см2 (ГОСТ 9867-61).
Для правильного понимания световых единиц надо познакомиться с принятыми единицами плоских (радиан) и телесных (стерадиан) углов, так как телесный угол входит в определение важнейших световых единиц.
Радиан (рад) —угол между двумя радиусами круга, вырезающий на окружности дугу, длина которой равна радиусу. Радиан равен 57°17' 44,8". Угол в 180° равен π рад (3,14 рад). Угол в 360° (вся окружность) равен 2π рад.
Стерадиан (ср)—телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы (шара) и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную квадрату радиуса сферы.
Телесному углу в 1 ср соответствует плоский угол ,65°32', его можно представить в виде конуса с таким углом у вершины.
При плоском угле 120° получится угол π ср (3,14 ср) (четверть шара) и при плоском угле 180° (половина шара) — 2π ср. Измерительные приборы, градуированные в радианах, не применяются, а телесные углы в стерадианах определяют расчетом по его плоскому углу.
Одна из важнейших световых величин — световой поток Ф определяется как произведение силы света источника J на значение телесного угла ω, в который посылается световой поток.
Для равномерной силы света Φ=Jω.
Люмен (лм) — единица светового потока, который при силе света 1 кд (кандела) равномерно испускается внутрь телесного угла 1 ср (стерадиан).
В связи с тем, что источник света имеет размеры, отличные от точки, возникло понятие яркости светящейся поверхности в данном направлении L, определяемое как отношение силы света J к проекции светящейся поверхности S на плоскость, перпендикулярную выбранному направлению. Величина этой проекции зависит от косинуса угла φ между направлением светового потока и нормалью (перпендикуляром) к площадке светящейся поверхности.
Для постоянной силы света
Единицей яркости является кандела на квадратный метр. Световой поток Ф, приходящийся на единицу освещаемой поверхности S, называется ее освещенностью Е:
Люкс (лк) — единица освещенности — определяется освещенностью, поверхности, которая получает равномерно распределенный на ней световой поток 1 лм на площадь 1 м2.
Все приведенные единицы световых величин практически применяются в расчетах освещения, характеристиках светильников и источников света.
