Цвет и свет - Луизов А.В.
ISBN 5-283-04410-5
Скачать (прямая ссылка):
25
большое число ступеней ошибка может накапливаться.
При втором методе излучения с длинами волн и Я2 подавались на экран попеременно с частотой смены v. Оказалось, что глаз при некоторой частоте сливает ощущение цвета в один промежуточный цвет, но если яркости различны, ощущает мелькание яркости этого цвета. На этом уровне частоты и доби-j ваются выравнивания яркостей, т. е. исчезновения мельканий.
Вторая трудность заключалась в больших индивидуальных отличиях в чувствительности. Пришлось проводить много измерений с разными испытуемыми и усреднять их результаты. На основе анализа ряда исследований [16] Международная комиссия по освещению (МК.О) утвердила значения относительной спектральной световой эффективности для стандартного фотометрического наблюдателя [39]: см. табл. 3.1 и рис. 3.3.
Таблица 3.1 Относительная спектральная световая эффективность излучения для стандартного фотометрического наблюдателя (МКО)
К нм Дневное зрение V (К) Ночное зрение V' ш Я. нм Дневное зрение V (Л) Ночное зрение V' ш
380 0,000 0 0,000 589 590 0,757 0,065 5
390 0,000 1 0,002 209 600 0,631 0,033 15
400 0,000 4 0,009 29 610 0,503 0,015 93
410 0,001 2 0,034 84 620 0,381 0,007 37
420 0,004 0 0,096 6 630 0,265 0,003 335
430 0,011 6 0,199 8 640 0,175 0,001 497
440 0,023 0,328 1 650 0,107 0,000 677
450 0,038 0,455 660 0,061 0,000 312 9
460 0,060 0,567 670 0,032 0,000 148 0
470 0,091 0,676 680 0,017 0,000 071 5
480 0,139 0,793 690 0,008 2 0,000 035 33
490 0,208 0,904 700 0,004 1 0,000 017 80
Б00 0,323 0,982 710 0,002 1 _ 0,000 009 14
510 0,503 0,997 720 0,001 05 0,000 004 78
520 0,710 0,935 730 0,000 52 0,000 002 546
530 0,862 0,811 740 0,000 25 0,000 001 379
540 0,954 0,650 750 0,000 12 0,000 000 760
550 0,995 0,481 760 0,000 06 0,000 000 425
560 0,995 0,328 8 770 0,000 03 0,000 000 241
570 0,952 0,207 6 780 0,000 015 0,000 000 139 i
580 0,870 0,121 2
26
Рис. 3.3. График относительной спектральной световой эффективности: V(^)—для дневного, У'(Х)—для ночного зрения
Теперь переход от мощности к световому потоку для монохроматического излучения с длиной волны к в узком интервале длин волн dX можно провести по
формуле
dO = KmV(l)PKdK (3.11)
где РК — спектральная плотность мощности излучения;
а Кт — максимальная спектральная световая эффективность, т. е. световой поток, создаваемый одним ваттом излучения с длиной волны, для которой У(М= 1.
Значению F(X)=1 соответствует % = 555 нм . Экспериментально найдено, что Кт = 683 лм/Вт.
Для определения светового потока Ф сложного излучения нужно взять интеграл от выражения (3.11):
Ф =*Km\PbV(\)dl. (3.13)
Теоретически следовало бы написать пределы интегрирования от X = 0 до Л = оо. Интеграл всегда сходится, так как вне узкого предела между Я, = = 380 нм и А — 760 нм практически У (Я) равно нулю. Мы нигде не будем писать пределов интегрирования, подразумевая, что интеграл берется в пределах видимой области спектра.
От светового потока легко перейти к силе света, яркости, освещенности, т. е. связать и другие световые
1 1 нм (нанометр) = 10~7 см = 10~9 м.
единицы с энергетическими по формулам (3.1) — (3.8).
Установление связи между мощностью излучения Р и световым потоком Ф позволило дать новое опре-деление единице силы света канделе. Б 1977 году Международный комитет мер и весов принял, что 1 Вт излучения частоты 540-1012 Гц (X = 555 им), обладающего наибольшей световой эффективностью, эквивалентен 683 лм светового потока. В 1979 г. на 16-й Генеральной конференции по мерам и весам принята такая формулировка: «Кандела есть сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540 X X Ю12 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 (Вт/ср)» [15].
Остается сказать, что V(А), о которой мы до сих пор говорили, характеризует дневное, фотопическое зрение, когда работают только колбочки. Чувствительность палочек иная. Она характеризует ночное, скотопическое зрение, для которого максимум эффективности приходится на ''/'(А) = 507 нм. На рис. 3.3 кривая для скотопического зрения проведена штрихами и обозначена У'(А), а кривая для фотопи-ческого зрения У(Х) сплошная линия. При некоторых средних яркостях работают и колбочки и палочки, чему соответствуют промежуточные значения эффективности.
3.5. ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ СВЕТОВЫХ ВЕЛИЧИН
По стандарту ГОСТ 7601—78 световой поток Ф определяется так: «Величина, пропорциональная потоку излучения, оцененному с учетом относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения», т. е. с учетом V(A).
Но У(Х) характеризует чувствительность глаза к излучениям, т. е. наше восприятие света, наше ощу« щение. И поскольку в определении светового потока присутствует ссылка на V(Я), возникает вопрос: что же такое световой поток — физический стимул или субъективное ощущение? А если световой поток только ощущение, то и все производные от него величины: сила света, освещенность, яркость — должны лишиться физической опоры и отойти в область физиологии и психологии. Так ли это?
