Единицы физических величин и их размерности - Сена Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
[R] = [E] = [B] = V2S = L~20. (8.32)
Кроме перечисленных величин, в светотехнике применяются освечивание—произведение силы света на время освещения
C = It (8.33)
и количество освещения — произведение освещенности на время освещения
H = Et. (8.34)
Освечивание измеряется в св • сек, количество освещения — В ЛК' сек и ф • сек.
§ 8.4. Связь между субъективными и объективными характеристиками света
Величины, единицы которых были рассмотрены в предыдущих двух параграфах, резко отличаются друг от друга по способу их регистрации. Если энергетические величины подлежат объективному измерению с помощью тех или иных приборов, то основным «прибором», с помощью которого можно измерять светотехни-
§ 8.4] связь между характеристиками света
223
ческие величины, в конечном счете является человеческий глаз.
Возникает вопрос, каким образом привести в соответствие субъективные величины, оцениваемые по производимому ощущению, с прямыми энергетическими измерениями. Для этого, очевидно, следует учитывать только «ценную» часть, а не все излучение энергии источником света, поскольку всякий источник, в особенности тепловой, подавляющую часть энергии излучает вне видимой области спектра. Выбрав определенный узкий участок спектра, следует измерить энергию, излучаемую в этом участке, и тот световой поток, который при данной энергии получается. Задача осложняется тем, что измерения приходится сочетать с субъективными наблюдениями, а так как у разных людей заметно отличается чувствительность к различным цветам, то приходится производить измерения, привлекая большое число наблюдателей с тем, чтобы получить достаточно обоснованные статистические средние величины.
Исследования показали, что «средний глаз» по-разному реагирует на разные участки спектра. Чувствительность глаза растет, начиная от самых коротких волн (порядка 0,4 мк), достигает максимума при длине волны около 0,554 мк и затем снова убывает. Эту зависимость характеризуют специальной величиной, которая получила название видности.
При этом под абсолютной видностыо, или, как иначе говорят, световой отдачей, мы понимаем отношение светового потока (т. е. оцениваемой нашим глазом мощности) к соответствующей истинной, полной мощности лучистой энергии
(8.35)
где V — видность, а Ф9—мощность лучистой энергии.
Обычно Ф9 измеряется в ваттах, и так как Ф измеряется в люменах, то единицей видности является лм/вг. Отношение полного светового потока белого света к соответствующей мощности лучистой энергии обычно называют полной видностью, в то время как соответствующее отношение для света определенной длины волны
224
единицы излучения
[гл. 8
называют монохроматической видностью или видностыо монохроматического света.
Видность представляет собой особую, специфическую величину, позволяющую переходить от энергетических величин к световым. Поэтому видность часто выделяют
0,7 0,8 А мим
Рис. 25.
в качестве основной величины, имеющей особую размерность (V).
В этом случае размерность светового потока будет
[O] = [O9][V] = L2MT-3V.
(8.36)
Относительная видность. Как мы уже говорили выше, видность в отдельных участках спектра различна. Отношение видности данной длины волны к максимальной называется относительной видностью
Vn
(8.37)
На рис. 25 представлена кривая спектральной чувствительности глаза, причем по оси абсцисс отложены длины волн в микронах, а по оси ординат абсолютные и относительные видности. Как видно из рисунка, максимальная видность при длине волны X = 0,554 мкм, лежащей в зеленой области спектра, составляет 683 лм/вт.
§ 8.5] единицы измерения параметров приборов 225 '
Источник, который всю свою энергию отдавал бы только в виде излучения с длиной волны 0,554 мкм, обладал бы наибольшей экономичностью. Однако такой источник нас совершенно не удовлетворял бы, так как все окружающие нас предметы были бы окрашены в один зеленый цвет и отличались бы лишь тем, что одни были бы светлее, а другие — темнее. Наилучшим был бы такой источник, который излучал бы энергию только в видимой области, причем с таким распределением по длинам волн, которое соответствует условному «среднему солнечному свету». Если принять за единицу экономичность идеального источника, т. е. такого, который излучает только свет с длиной волны 0,554 мк, то экономичность идеального «дневного» источника была бы 0,35. Источником теплового излучения, наиболее приближающимся по составу излучения к солнечному свету, является абсолютно черное тело при температуре около 6000° К. Его экономичность составляет около 0,14. Экономичность лампочек накаливания около 0,02, люминесцентных ламп — около 0,06.
Механический эквивалент света. Как видно из рис. 25, для максимальной видности мы имеем значение
Ушах = 683 ЛМІвТ.
Величина, обратная Vn13x, называется механическим эквивалентом света
Мсв = -гЛ- = 1,466 • 10~3 вт/лм. (8.38)
"max
По существу это — минимальный механический эквивалент света, т. е. та минимальная мощность в ваттах, которая способна создать поток в 1 лм в наиболее воспринимаемой нашим глазом спектральной области.
