Понятия светового потока (люмен) и освещенности (люкс)
Понятия светового потока (люмен) и освещенности (люкс)
Мы часто видим данные о световом потоке или освещенности на упаковке лампочек или других ламп. Возможно, вы знаете, что эти два параметра используются для описания яркости света. Но каковы конкретные определения светового потока и освещенности? В чем разница между ними?

Что такое Световой поток?

Световой поток — это мера общего количества видимого света, излучаемого лампой. Он отличается от лучистого потока. Поток излучения — это измерение всего испускаемого электромагнитного излучения (включая инфракрасное, ультрафиолетовое и видимое), которое представляет собой общее количество объективного света. Световой поток – это количество света, воспринимаемое человеческим глазом. Он отражает чувствительность человеческого глаза, взвешивая каждую длину волны функцией светимости. Так что это взвешенная сумма всех длин волн мощности в диапазоне видимого света, исключая инфракрасный и ультрафиолетовый.
Рисунок 1: Фотопическая (черная) и скотопическая (зеленая) функции светимости.

Единица светового потока — люмен

Единицей светового потока в системе СИ является люмен (лм). Люмен определяется по отношению к канделе, которая является единицей силы света, как

1 lm = 1 cd ⋅ sr

То есть, когда световой угол источника света составляет один телесный угол, а световой поток равен 1 люмену, его сила света составляет 1 канделу. Когда световой поток источника света также равен 1 люмену, но световой угол становится 1/2 телесного угла, сила света этого источника света считается равной 2 канделам.

И наоборот, когда сила света точечного источника света, излучающего свет во всех направлениях, составляет 1 канделу, поскольку полная сфера имеет телесный угол 4 π стерадиан, световой поток этого источника света составляет 4 π люмен или 12,56 люмен.
Что такое функция яркости?

Функция светимости описывает относительную чувствительность человеческого глаза к свету с разными длинами волн путем субъективной оценки яркости света разных цветов. Его нельзя считать абсолютно точным, но он является хорошим представлением зрительной чувствительности человеческого глаза и ценен в качестве основы для экспериментальных целей.
Рисунок 2: Графическое представление 1 стерадиан.

Что такое освещенность?

В фотометрии освещенность — это общий световой поток света, падающего на единицу площади. Другими словами, световой поток представляет собой общее количество света, излучаемого источником, а освещенность относится к общему количеству света, полученного объектом.

Связь между освещенностью и световым потоком аналогична связи между освещенностью и потоком излучения, то есть потоком излучения, полученным на единицу площади. Однако освещенность взвешивается в соответствии с чувствительностью человеческих глаз к свету с различной длиной волны, которая представляет собой интенсивность света, воспринимаемую человеческими глазами.

Единица освещенности — люкс

Единицей освещенности в системе СИ является люкс (lx). Он равен одному люмену на квадратный метр.

1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd·sr/m2.

В фотографии также существует неметрическая единица освещенности — фут-свеча. Фут-кандел означает «освещение источника свечи на поверхности на расстоянии одного фута». Таким образом, одна фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут или примерно 10 люксам.
И расстояние, и наклон влияют на освещенность

Освещенность – это количество люменов на квадратный метр. Это означает, что когда источник света в 1000 люмен освещает площадь в 1 квадратный метр, освещенность на этой плоскости составляет 1000 люкс. Когда источник света в 1000 люмен освещает площадь 10 квадратных метров, освещенность на плоскости становится 100 люкс.

Так что, когда мы покупаем лампочки, мы не должны выбирать их только по количеству люменов. Это связано с тем, что, когда в гостиной и туалете установлены лампы с одинаковым числом люменов, из-за разного размера комнат разница в освещенности для восприятия глазами может быть значительной.