Į mūsų planetos Žemės paviršių iš Saulės krentanti šviesa yra gyvybės šaltinis visiems jos gyviems organizmams. saulės spinduliai, sklindančios 300 000 km/h greičiu, turi tokį poveikį aplinkai:

• dalyvavimas fotosintezėje;
• matoma šviesa;
• šiltas;
• dezinfekcija;
• švitinimas.

Remiantis tuo, natūrali šviesa yra spinduliavimo energija elektromagnetines bangas turintys skirtingos savybės priklausomai nuo jų bendras rodiklis, kuris yra ilgis. Išmetimo ilgis matuojamas nanometrais (0,000000001 m) ir skiriasi infraraudonųjų bangų nuo 700 iki 10 000 nm, žmogaus akiai matomas 400-750 nm, ultravioletinis - 10-370 nm. ir rentgeno spinduliai 0,00001-10 nm.

Žmogaus akiai optimaliausias matomo ilgis elektromagnetinės vibracijos nuo 500 iki 600 nm., raudoni ir violetiniai spinduliai suvokiami prasčiau, o infraraudonieji ir ultravioletiniai spinduliai jaučiami tik kaitinant ir įdegus odą.

Tobulėjant mokslui ir technologijoms, žmonija išmoko kurti dirbtiniai šaltiniai visų tipų elektromagnetinės bangos, naudojamos skirtingos pramonės šakos pramonės ir žemės ūkis ir kitose veiklos srityse. Panagrinėkime pagrindines apšvietimo koncepcijas, kurios atskleidžia visas šviesos šaltinių charakteristikas.

Kas yra šviesos srautas?

Šviesos srautas yra galia matoma spinduliuotė elektromagnetinių bangų, kurias jaučia žmogaus akis, šaltinis. Jis žymimas raide F ir matuojamas liumenais (lm).

Šviesos spindulių srautas, toldamas nuo šaltinio, erdvėje plinta netolygiai, prarasdamas savo tankį. Šiam erdviniam šviesos srauto spinduliavimo tankiui būdinga tokia sąvoka kaip šviesos intensyvumas aš(matuojama kandelomis – cd.), kuris nustatomas pagal šviesos srauto Ф santykį su erdvės kampu ω.

aš=Ф/ω.

Norėdami suprasti, kaip šie kiekiai yra tarpusavyje susiję, pažvelkime į paveikslą.

Jei paimsime taškinį šviesos šaltinį 0, kuris spindės erdvėje, jis bus apšviesto rutulio viduje. Dabar įsivaizduokite, kad šviesos srautas Ф pasklis į pasirinktą rutulio plotą, kurio plotas S, dėl to susidarys kūgis, kurio pusė bus rutulio spindulys. Šis erdvinis kampas, kuris yra kūgio viršūnė, yra vientisas ir apibrėžiamas kaip ploto S santykis su sferos spindulio kvadratu.

Kietojo kampo vienetas yra steradianas (sr), susidarantis ant paviršiaus švytintis kamuolys plotas, lygus jo spindulio kvadratui.

Apšvietimas

Apšvietimas apibūdina, kaip erdvėje kiekybiškai kinta šviesos šaltinio šviesos srauto tankis, kurio spinduliai krenta į bet kokius paviršius, esančius skirtingais atstumais nuo spinduliavimo vietos. Nustatomas pagal šviesos srauto Ф ir apšviečiamo paviršiaus S santykį:

Dar kartą pažiūrėkime į piešinį!

Taigi, paimkime ir taškinį šviesos šaltinį A, šviesos intensyvumą Aš α kurio šviesos srautas nukreiptas į bet kurio paviršiaus S srities plotą. Atstumas tarp šviesos šaltinio A ir ploto yra l. Dėl to susidaro kūgis su nuolydžiu, kurio kampas α tarp šviesos intensyvumo krypties Aš α o kūgio kraštinė ir erdvinis kampas ω. Tada:

ω=S*cosα/l 2 ir apskaičiuokite Ф= Aš α*S*cosα/l 2 .

Elemento apšvietimą nustatome naudodami šią išraišką:

E= Aš α*cosα/l 2 .

Taigi apšvietimą lemia šviesos intensyvumas pagal atstumą iki apšviečiamo paviršiaus, t.y. Kuo toliau objektas yra nuo matomos spinduliuotės šaltinio, tuo mažiau šviesos patenka į jį!

Apšvietimo vienetas vadinamas liuksu ir žymimas kaip (lx).

Ryškumas

Kai šviesos srautas patenka į objekto paviršių, jis iš dalies sugeriamas, o kita dalis atsispindi, sukuriant vizualinis suvokimasšis objektas per atstumą. Jei du apšviesti objektai yra tamsūs ir šviesios spalvos padėtas tokiu pat atstumu nuo žmogaus akies, šviesos objektas bus geriau matomas, tai yra geriau atspindės šviesos šaltinio šviesos srautą. Palyginimui, kur bus šviesiau, kambaryje su šviesiai žaliais arba tamsiai rudais tapetais ta pačia šviesa? Žinoma, kambaryje su šviesiai žaliomis sienomis.

Taigi, pagal ryškumą Apšviestas paviršius suprantamas kaip atspindėtos šviesos intensyvumo dydis, palyginti su stebėtojo akimi, kuris priklausys nuo šio paviršiaus spalvos ir atspindinčių savybių.

Ryškumas žymimas raide L ir yra lygus šviesos stiprio ir apšviečiamo paviršiaus projektuojamo ploto santykiui:

Kaip matyti iš formulės, ryškumas matuojamas kandelomis vienam kvadratinis metras(cd/m2).

Ši formulė galioja, jei stebėtojo akis yra 90 laipsnių kampu su atspindinčiu paviršiumi, nes tada kampas tarp kritimo ir atspindžio kampų bus 0 laipsnių, o cos0=1!

Jei į apšviestą paviršių žmogaus akis žiūri tam tikru kampu a, tada jis matys šio paviršiaus projekcijos plotą į plokštumą, esančią 90° kampu stebėtojo atžvilgiu, tada šviesumas būti lygus:

Ryškumo terminas taip pat vartojamas šviesos šaltiniams, kurie turi spinduliuojančius paviršius įvairių formų. Pavyzdžiui, jei paimsite kaitinamąją lempą su sferine lempute, tada spinduliuotės projekcija erdvėje bus apskritimo, kurio plotas πD2/4, pavidalu. Cilindrinėms lempoms (dujų išlydžio) projekcija yra stačiakampių rinkinys, kuris apskaičiuojamas kaip ilgio ir pločio sandauga. šiuo atveju kolbos skersmenį padauginus iš jos ilgio.

Valstybinio egzamino klausimai disciplinoje „Elektros apšvietimas“

Spinduliuotės energija ir srautas savaime negali rodyti, kad žmogus labiau ar mažiau suvokia šią spinduliuotę. Iš tiesų, jei spinduliuotė yra infraraudonųjų ar ultravioletinių spindulių srityje, nesvarbu, kokia ji galinga, ji liks nematoma žmogaus akiai. Jei tos pačios galios spinduliuotė priklauso matomai spektro sričiai, žmogus jas suvoks skirtingai: didesniu mastu esant maždaug 555 nm bangos ilgiui (geltona ir žalia spinduliuotė) ir daug silpnesnė matomo diapazono ribose (raudona ir violetinė). Todėl norint įvertinti, kaip žmogus suvokia spinduliuotę, reikia atsižvelgti ne tik į spinduliuotės energiją, bet ir į santykinį akies spektrinį jautrumą, kuris yra spinduliuotės bangos ilgio funkcija.

Šviesos srautas F– spinduliuotės srauto galia, įvertinama pagal šviesos pojūtį, kurį jis sukelia selektyviame imtuve – standartiniame fotometriniame stebėtojas, akies santykinio spektrinio jautrumo kreivę standartizuoja CIE. Kitaip tariant, šviesos srautas yra spinduliuotės srautas, kurį efektyviai transformuoja akis.

Už šviesos srauto vienetas priimtas pagal tarptautinį susitarimą liumenų (lm).

Nėra pastovaus perskaičiavimo koeficiento iš vatų (spinduliavimo srauto) į liumenų (šviesos srautą). Tiksliau, toks koeficientas egzistuoja, bet skirtingiems bangos ilgiams jis yra skirtingas.

Šviesos intensyvumas I yra šviesos srauto erdvinis tankis šia kryptimi:

I a = dФ/dw,

Kur F- šviesos srautas, lm;

w ‑ kietasis (erdvinis) kampas su viršūne šviesos šaltinio vietoje, kurioje šis šviesos srautas pasiskirsto tolygiai, žr.

Kietojo kampo vienetas - steradianas (sr) - yra kampas, kuris, turėdamas savo viršūnę rutulio centre, išpjauna sferinę atkarpą savo paviršiuje, plote. lygus kvadratui spindulys.

Rutulio erdvinis kampas yra 4π..

Šviesos stiprio vienetas pagal 1967 m. 13-osios Generalinės svorių ir matų konferencijos priimtą sprendimą yra kandela [cd]. Kandela – pagrindinis C sistemos blokas lygiagrečiai su metru, kilogramu, sekunde, amperu ir kt.

Apšvietimas E- Tai paviršiaus tankis krintančios šviesos srautas. Paviršiaus elemento apšvietimas duotas taškas nustatoma pagal šviesos srauto santykį dФ kritimas ant nagrinėjamo paviršiaus elemento, į sritį dS 2(indeksas 2 paprastai žymi apšviestą paviršių) šio paviršiaus elemento: E = dФ/dS 2.

Apšvietimo vienetas yra liuksas (lx). Liuksas yra lygus 1 m2 ploto paviršiaus apšvietimui, ant kurio tolygiai pasiskirsto 1 lm šviesos srautas:

Taškinio šaltinio sukuriamas paviršiaus elemento apšvietimas yra proporcingas šviesos intensyvumui ir šviesos kritimo į apšviečiamą paviršių kampo kosinusui ir atvirkščiai proporcingas atstumo nuo šviesos šaltinio iki šio paviršiaus kvadratui.

Ryškumas L a yra šviesos intensyvumo tam tikra kryptimi paviršiaus tankis, t.y. šviesos stiprio tam tikra kryptimi santykis su šviečiančio paviršiaus projekcijos į šiai krypčiai statmeną plokštumą plotu.

Ryškumo vienetas yra kandela kvadratiniam metrui (cd/m 2).

Žmogaus šviesos suvokimo lygis priklauso nuo šviečiančio objekto ryškumo.

Septintas skyrius

GAMYBINIŲ PATALPŲ APŠVIETIMAS

7.1. Pagrindinės apšvietimo inžinerijos sąvokos. Šviesos srautas, šviesos intensyvumas, apšvietimas, šviesos paviršiaus ryškumas, šviesos atspindys.

Normaliam žmogaus gyvenimui, ypač gamybos sąlygomis, apšvietimo kokybė vaidina svarbų vaidmenį. Prastai apšviesta pavojingose ​​zonose, akinantys šviesos šaltiniai, aštrūs daiktų ir įrangos šešėliai pablogina darbuotojų orientaciją, dėl to negalima atmesti traumų galimybės. Nepakankamas arba netinkamas darbo vietų ir visos darbo zonos apšvietimas sukelia priešlaikinį žmogaus nuovargį ir gali sukelti ne tik darbo našumo sumažėjimą, bet ir nelaimingą atsitikimą. Netinkamai parinkti apšvietimo įrenginiai projektuojant elektros apšvietimą, taip pat Elektros įrenginių techninio eksploatavimo taisyklių skyriaus „Elektros apšvietimas“ reikalavimų pažeidimai gali sukelti gaisrą, sprogimą ir kitas gamybines avarijas.

Apšvietimas gamybinės patalpos o darbai gali būti natūralūs 1, dirbtiniai ir kombinuoti.

1 Skaičiavimas natūrali šviesa iš esmės reikia nustatyti šviesos angų (langų) plotą kambaryje pagal SNiP II 4-79 „Natūralus ir dirbtinis apšvietimas“ instrukcijas. Projektavimo standartai“.

Natūrali (saulės) šviesa turi teigiamą poveikį apie regėjimą ir apskritai apie žmogaus kūną. Todėl visos patalpos atitinka Sanitarinio projektavimo standartus pramonės įmonės SN 245-71, kaip taisyklė, turėtų turėti natūralų apšvietimą.

Dirbtinis apšvietimas atliekami naudojant elektros šviesos šaltinius – kaitrines lempas, fluorescencines ar kitas dujų išlydžio lempas.

Pagrindiniai dydžiai, apibūdinantys matomą šviesą, yra šviesos šaltinio šviesos srautas, šviesos intensyvumas, apšvietimas, šviečiančio paviršiaus ryškumas ir šviesos atspindys.

Šviesos srautas Φ yra šviesos energijos galia, įvertinama pagal suvokiamos šviesos pojūtį regos organas asmuo. Šviesos srauto matavimo vienetas yra liumenas(lm). Apie šį įrenginį galima spręsti iš pavyzdžio, kad kaitinamosios lempos, kurios galia (suvartojama iš tinklo) 25 W, esant 220 V įtampai, šviesos srautas yra apie 200 lm.

Šviesos galia apibūdina jos intensyvumą skirtinguose apšviestos erdvės taškuose. Šviesos stipris lygus šviesos srauto ir erdvės kampo ω santykiui, kurio ribose šviesos srautas pasiskirsto tolygiai: I=Φ/ω. Imamas šviesos stiprio vienetas kandela(kd), nustatyta informacinis šaltinis Sveta. Taigi liumenas yra taškinio šviesos šaltinio skleidžiamas šviesos srautas vieno steradiano (st) kietuoju (erdviniu) kampu, esant 1 cd šviesos stipriui.

Apšvietimas (E) – tam tikrą paviršių krintančio šviesos srauto paviršiaus tankis, matuojamas liuksais (lx), t.y. E=Φ/S; 1 liuksas lygus 1 lm/m2.

Ryškumas L yra tiesiogiai akies suvokiamas šviesos dydis, jis nustatomas pagal šviesos intensyvumo, skleidžiamo iš paviršiaus ploto vieneto tam tikra kryptimi kampu α, vertės, kur L = Iρ/S, ρ – paviršiaus atspindžio koeficientas, ρ = Φ neg /Φ padas, t .e. lygus santykiuišviesos srautas, atsispindėjęs nuo paviršiaus iki ant jo patenkančio šviesos srauto.

Bendras šviesos srautas apibūdina spinduliuotę, kuri sklinda iš šaltinio visomis kryptimis. Praktiniais tikslais dažnai svarbiau žinoti ne bendrą šviesos srautą, o srautą, kuris eina tam tikra kryptimi arba patenka į tam tikrą plotą. Pavyzdžiui, vairuotojui svarbu gauti pakankamai didelį šviesos srautą santykinai siauru kietuoju kampu, kuriame yra nedidelė greitkelio atkarpa. Dirbančiam prie stalo svarbus srautas, kuris apšviečia stalą ar net stalo dalį, sąsiuvinį ar knygą, tai yra srautas, kuris patenka į tam tikrą vietą. Remiantis tuo, buvo sukurtos dvi pagalbinės sąvokos - šviesos intensyvumas ir apšvietimas.

Šviesos intensyvumas yra šviesos srautas, apskaičiuotas vienam erdvės kampui, lygus steradianui, t. y. šviesos srauto, esančio erdvės kampe, ir šio kampo santykis:

Apšvietimas yra šviesos srautas, apskaičiuotas ploto vienetui, t. y. į plotą patenkančio šviesos srauto ir šios srities santykis:

Aišku, kad formulės (70.1) ir (70.2) nustato vidutinis stiprumas lengvas ir vidutinis apšvietimas. Jie bus kuo arčiau tikrųjų, tuo tolygesnis srautas arba mažesnis ir.

Akivaizdu, kad šaltinio, siunčiančio tam tikrą šviesos srautą, pagalba galime pasiekti labai įvairų šviesos intensyvumą ir labai įvairų apšvietimą. Iš tiesų, jei visą srautą arba didžiąją jo dalį nukreipiate į mažą kietąjį kampą, tada šio kampo paryškinta kryptimi galite gauti labai didelė jėga Sveta. Pavyzdžiui, prožektoriuose galima susikaupti dauguma srautas išsiųstas elektros lankas, labai mažu kieto kampu ir gauna didžiulį šviesos intensyvumą atitinkama kryptimi. Mažesniu mastu tas pats tikslas pasiekiamas ir automobilių žibintų pagalba. Jei koncentruosite šviesos srautą iš bet kurio šaltinio, naudodami atšvaitus ar lęšius mažas plotas, tada galima pasiekti aukštą apšvietimą. Tai daroma, pavyzdžiui, bandant stipriai apšviesti bandinį, žiūrimą pro mikroskopą; Panašią paskirtį atlieka ir lempos atšvaitas, užtikrinantis gerą darbo vietos apšvietimą.

Pagal (70.1) formulę šviesos srautas lygus produktuišviesos stipris, tenkantis erdviniam kampui, kuriuo ji sklinda:

Jei erdvės kampas , ty spinduliai yra griežtai lygiagretūs, tada šviesos srautas taip pat yra lygus nuliui. Tai reiškia, kad griežtai lygiagretus šviesos spindulių pluoštas neneša jokios energijos, t.y. fizinę reikšmę, - jokiame realiame eksperimente negalima realizuoti griežtai lygiagrečio pluošto. Tai grynai geometrinė koncepcija. Nepaisant to, lygiagretūs spindulių pluoštai yra labai plačiai naudojami optikoje. Faktas yra tas, kad nedideli nukrypimai nuo šviesos spindulių lygiagretumo, kurie turi esminės reikšmės energijos požiūriu, praktiškai neturi jokios reikšmės sprendžiant klausimus, susijusius su šviesos spindulių perėjimu per optines sistemas. Pavyzdžiui, kampai, kuriais tolimos žvaigždės spinduliai patenka į mūsų akis ar teleskopą, yra tokie maži, kad jų net neįmanoma išmatuoti. esamus metodus; praktiškai šie spinduliai nesiskiria nuo lygiagrečių. Tačiau šie kampai vis dar nėra lygūs nuliui, ir būtent dėl ​​to mes matome žvaigždę. IN pastaruoju metušviesos pluoštai su labai aštriu kryptingumu, t. y. su labai maža šviesos spindulių divergencija, gaunami naudojant lazerius (žr. § 205). Tačiau šiuo atveju kampai tarp spindulių turi baigtinę reikšmę.

1. Šviesos srautas

Šviesos srautas yra spinduliavimo energijos galia, įvertinama pagal jos sukuriamą šviesos pojūtį. Spinduliuotės energija nustatoma pagal kvantų, kuriuos emiteris išspinduliuoja į erdvę, skaičius. Spinduliavimo energija (spinduliavimo energija) matuojama džauliais. Energijos kiekis, išsiskiriantis per laiko vienetą, vadinamas spinduliavimo srautu arba spinduliavimo srautu. Spinduliuotės srautas matuojamas vatais. Šviesos srautas žymimas Fe.

kur: Qе – spinduliuotės energija.

Spinduliuotės srautui būdingas energijos pasiskirstymas laike ir erdvėje.

Daugeliu atvejų, kalbėdami apie spinduliuotės srauto pasiskirstymą laikui bėgant, jie neatsižvelgia kvantinė gamta spinduliuotės atsiradimas, ir tai reiškia funkciją, kuri suteikia momentinių spinduliuotės srauto verčių Ф(t) laiko pokytį. Tai priimtina, nes šaltinio išspinduliuojamų fotonų skaičius per laiko vienetą yra labai didelis.

Pagal spinduliuotės srauto spektrinį pasiskirstymą šaltiniai skirstomi į tris klases: su linijiniu, juostiniu ir ištisiniu spektru. Šaltinis spinduliuotės srautas su linijų spektras susideda iš vienspalvių atskirų linijų srautų:

kur: Фλ - monochromatinės spinduliuotės srautas; Fe – spinduliuotės srautas.

Dryžuoto spektro šaltiniuose spinduliuotė vyksta gana plačiose spektro srityse – juostose, atskirtose viena nuo kitos tamsiais intervalais. Dėl savybių spektrinis pasiskirstymas spinduliuotės srautas su ištisiniais ir dryžuotais spektrais, dydis vadinamas spektrinio srauto tankis

kur: λ – bangos ilgis.

Spektrinės spinduliuotės srauto tankis yra spinduliuotės srauto pasiskirstymo spektre charakteristika ir yra lygus elementariojo srauto ΔФeλ, atitinkančio be galo mažą plotą, ir šios srities pločio santykiui:

Spektrinės spinduliuotės srauto tankis matuojamas vatais nanometrui.

Apšvietimo inžinerijoje, kur pagrindinis spinduliuotės imtuvas yra žmogaus akis, įvertinti veiksmingas veiksmas spinduliuotės srautas, pristatoma šviesos srauto sąvoka. Šviesos srautas – spinduliuotės srautas, vertinamas pagal jos poveikį akiai, kurio santykinis spektrinis jautrumas nustatomas pagal CIE patvirtintą vidutinio spektrinio efektyvumo kreivę.

Apšvietimo technologijoje naudojamas toks šviesos srauto apibrėžimas: šviesos srautas yra šviesos energijos galia. Šviesos srauto vienetas yra liumenas (lm). 1 lm atitinka šviesos srautą, skleidžiamą taškinio izotropinio šaltinio, kurio šviesos stipris yra 1 kandela, erdvės kampo vienetu.

1 lentelė. Tipinė šviesos kiekiaišviesos šaltiniai:

Šviesos srautas Ф, krintantis ant kūno, pasiskirsto į tris komponentus: atspindimas kūno Фρ, sugeriamas Фα ir perduodamas Фτ. Naudojant šiuos koeficientus: atspindys ρ = Фρ /Ф; absorbcija α =Фα /Ф; perdavimo τ = Фτ / Ф.

2 lentelė. Kai kurių medžiagų ir paviršių šviesos charakteristikos

2. Šviesos galia

Radiacijos pasiskirstymas tikras šaltinis ne tolygiai visoje aplinkinėje erdvėje. Todėl šviesos srautas nebus baigtinė šaltinio charakteristika, jei spinduliuotės pasiskirstymas skirtingomis aplinkinės erdvės kryptimis nebus vienu metu nustatytas.

Šviesos srauto pasiskirstymui apibūdinti vartojama šviesos srauto skirtingomis supančios erdvės kryptimis erdvinio tankio samprata. Šviesos srauto erdvinis tankis, nustatomas pagal šviesos srauto ir erdvinio kampo santykį su viršūne taške, kuriame yra šaltinis, kuriame šis srautas pasiskirsto tolygiai, vadinamas šviesos stipriu:

kur: F - šviesos srautas; ω – erdvinis kampas.

Šviesos stiprio vienetas yra kandela. 1 cd.

Tai šviesos intensyvumas, kurį statmena kryptimi skleidžia juodo kūno paviršiaus elementas, kurio plotas yra 1:600000 m2, esant platinos kietėjimo temperatūrai.
Šviesos stiprio vienetas yra kandela, cd yra vienas iš pagrindinių SI sistemos dydžių ir atitinka 1 lm šviesos srautą, tolygiai paskirstytą 1 steradiano (vid.) erdviniame kampe. Kietasis kampas – viduje uždara erdvės dalis kūginis paviršius. Kietasis kampasω matuojamas ploto, kurį jis iškerta iš savavališko spindulio sferos, ir pastarojo kvadrato santykiu.

3. Apšvietimas

Apšvietimas yra šviesos arba šviesos srauto, patenkančio į paviršiaus ploto vienetą, kiekis. Jis žymimas raide E ir matuojamas liuksais (lx).

Apšvietimo liukso vienetas liuksas turi liumeną kvadratiniam metrui (lm/m2).

Apšvietimas gali būti apibrėžtas kaip šviesos srauto tankis apšviestame paviršiuje:

Apšvietimas nepriklauso nuo šviesos srauto sklidimo į paviršių krypties.

Štai keletas visuotinai priimtų apšvietimo indikatorių:

Vasara, diena po be debesų dangumi – 100 000 liuksų

Gatvių apšvietimas – 5-30 liuksų

Pilnas mėnulis įeina giedri naktis- 0,25 liukso

4. Ryšys tarp šviesos stiprio (I) ir apšvietimo (E).

Atvirkštinis kvadrato dėsnis

Apšvietimas tam tikrame paviršiaus taške, statmename šviesos sklidimo krypčiai, apibrėžiamas kaip šviesos stiprio ir atstumo nuo šio taško iki šviesos šaltinio kvadrato santykis. Jeigu duotas atstumas d imame kaip d, tada šį ryšį galima išreikšti tokia formule:

Pavyzdžiui: jei šviesos šaltinis skleidžia 1200 cd intensyvumo šviesą paviršiui statmena kryptimi 3 metrų atstumu nuo šio paviršiaus, tai taške, kur šviesa pasiekia paviršių, apšvietimas (Ep) bus lygus 1200. /32 = 133 liuksai. Jei paviršius yra 6 m atstumu nuo šviesos šaltinio, apšvietimas bus 1200/62 = 33 liuksai. Šis ryšys vadinamas "atvirkštinio kvadrato dėsnis".

Apšvietimas tam tikrame paviršiaus taške, o ne statmenai krypčiaišviesos sklidimas yra lygus šviesos intensyvumui matavimo taško kryptimi, padalytam iš atstumo tarp šviesos šaltinio ir taško plokštumoje kvadrato, padauginto iš kampo γ kosinuso (γ yra kampas, sudarytas šviesos kritimo kryptis ir statmena šiai plokštumai).

Taigi:

Tai kosinuso dėsnis (1 pav.).

Ryžiai. 1. Į kosinuso dėsnį

Norint apskaičiuoti horizontalųjį apšvietimą, patartina pakeisti paskutinę formulę, atstumą d tarp šviesos šaltinio ir matavimo taško pakeičiant aukščiu h nuo šviesos šaltinio iki paviršiaus.

2 paveiksle:

Tada:

Mes gauname:

Pagal šią formulę apskaičiuojamas horizontalus apšvietimas matavimo taške.

Ryžiai. 2. Horizontalus apšvietimas

6. Vertikalus apšvietimas

To paties taško P apšvietimas vertikalioje plokštumoje, nukreiptoje į šviesos šaltinį, gali būti pavaizduotas kaip šviesos šaltinio aukščio (h) ir šviesos stiprio (I) kritimo kampo (γ) funkcija (3 pav.) .

šviesumas:

Ribinių matmenų paviršiams:

Šviesumas – tai šviesos srauto, kurį skleidžia šviesos paviršius, tankis. Šviesumo vienetas yra liumenas vienam kvadratiniam metrui šviečiančio paviršiaus, kuris atitinka 1 m2 ploto paviršių, kuris tolygiai skleidžia 1 lm šviesos srautą. Tuo atveju bendros spinduliuotėsįvedama energetinio šviesumo sąvoka spinduliuojantis kūnas(Aš).

Energetinio šviesumo vienetas yra W/m2.

Šviesumas šiuo atveju gali būti išreikštas per spektrinis tankis spinduliuojančio kūno energetinis šviesumas Meλ(λ)

Palyginamajam vertinimui pateikiame energingi šviesuliai kai kurių paviršių šviesumui:

Saulės paviršius - Me=6 107 W/m2;

Kaitinamosios lempos siūlelis - Me=2 105 W/m2;

Saulės paviršius zenite M=3,1 109 lm/m2;

Liuminescencinės lempos lemputė - M=22 103 lm/m2.

Tai yra tam tikra kryptimi skleidžiamos šviesos intensyvumas paviršiaus ploto vienetui. Ryškumo vienetas yra kandela kvadratiniam metrui (cd/m2).

Pats paviršius gali skleisti šviesą, pavyzdžiui, lempos paviršių, arba atspindėti šviesą, sklindančią iš kito šaltinio, pavyzdžiui, kelio paviršiaus.

Paviršiai su skirtingomis atspindžio savybėmis, esant tam pačiam apšvietimui, turės įvairaus laipsnio ryškumą

Paviršiaus dA skleidžiamas ryškumas kampu Ф į šio paviršiaus projekciją yra lygus tam tikra kryptimi skleidžiamos šviesos intensyvumo ir spinduliuojančio paviršiaus projekcijos santykiui (4 pav.).

Ryžiai. 4. Ryškumas

Ir šviesos intensyvumas, ir spinduliuojančio paviršiaus projekcija nepriklauso nuo atstumo. Todėl ryškumas taip pat nepriklauso nuo atstumo.

Keletas praktinių pavyzdžių:

Saulės paviršiaus šviesumas - 2000000000 cd/m2

Liuminescencinių lempų ryškumas - nuo 5000 iki 15000 cd/m2

Paviršiaus ryškumas pilnatis- 2500 cd/m2

Dirbtinis kelio apšvietimas - 30 liuksų 2 cd/m2