Сила света (luminous intensity): определение, единицы измерения (кандела), восприятие глазом. Фотометрия, видимый спектр, чувствительность к длине волны.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Видимый свет на единицу телесного угла, фотометрическая световая интенсивность.
Visible light per unit solid angle
photometric light intensity
В фотометрии световая интенсивность — это мера мощности излучаемого источником света в заданном направлении на единицу телесного угла, взвешенная по длине волны и основанная на функции световой эффективности, стандартизированной модели чувствительности человеческого глаза. Единицей измерения световой интенсивности в системе СИ является кандела (кд), одна из основных единиц СИ.
In photometry, luminous intensity is a measure of the wavelength weighted power emitted by a light source in a particular direction per unit solid angle, based on the luminosity function, a standardized model of the sensitivity of the human eye. The SI unit of luminous intensity is the candela (cd), an SI base unit.
Измерение
Фотометрия занимается измерением видимого света, воспринимаемого человеческим глазом. Человеческий глаз способен воспринимать свет только в видимом спектре и имеет различную чувствительность к свету разных длин волн в пределах этого спектра. При адаптации к ярким условиям (фотопическое зрение) глаз наиболее чувствителен к желто-зеленому свету с длиной волны 555 нм. Свет с одинаковой силой излучения на других длинах волн имеет меньшую светосилу. Кривая, отображающая спектральную чувствительность человеческого глаза, является определенной стандартной функцией, обозначаемой V(λ), установленной Международной комиссией по освещению (CIE, Commission Internationale de l'Éclairage) и стандартизированной совместно с ISO. Световая сила искусственных источников света обычно измеряется с помощью гониофотометра, оснащенного фотометром или спектрорадиометром.
Photometry deals with the measurement of visible light as perceived by human eyes. The human eye can only see light in the visible spectrum and has different sensitivities to light of different wavelengths within the spectrum. When adapted for bright conditions (photopic vision), the eye is most sensitive to yellow green light at 555 nm. Light with the same radiant intensity at other wavelengths has a lower luminous intensity. The curve which represents the response of the human eye to light is a defined standard function or V(λ) established by the International Commission on Illumination (CIE, for Commission Internationale de l'Éclairage) and standardized in collaboration with the ISO. Luminous intensity of artificial light sources is typically measured using and a goniophotometer outfitted with a photometer or a spectroradiometer.
Связь с другими мерами
Интенсивность света не следует путать с другой фотометрической величиной – световым потоком, который представляет собой полную воспринимаемую мощность, излучаемую во всех направлениях. Интенсивность света – это воспринимаемая мощность на единицу телесного угла. Если лампа имеет лампу с 1 люменом, и оптика лампы настроена так, чтобы фокусировать свет равномерно в луч в 1 стерадиан, то этот луч будет иметь интенсивность света 1 канделы. Если бы оптику изменили, чтобы сконцентрировать луч в 1/2 стерадиана, то источник имел бы интенсивность света 2 канделы. Полученный луч будет уже и ярче, хотя его световой поток останется неизменным. Интенсивность света также отличается от интенсивности излучения – соответствующей объективной физической величины, используемой в радиометрии, науке об измерениях излучения.
Luminous intensity should not be confused with another photometric unit, luminous flux, which is the total perceived power emitted in all directions. Luminous intensity is the perceived power per unit solid angle. If a lamp has a 1 lumen bulb and the optics of the lamp are set up to focus the light evenly into a 1 steradian beam, then the beam would have a luminous intensity of 1 candela. If the optics were changed to concentrate the beam into 1/2 steradian then the source would have a luminous intensity of 2 candela. The resulting beam is narrower and brighter, though its luminous flux remains unchanged. Luminous intensity is also not the same as the radiant intensity, the corresponding objective physical quantity used in the measurement science of radiometry.
Единицы
Как и другие базовые единицы СИ, кандела имеет оперативное определение — она определяется описанием физического процесса, который создаёт одну канделу световой силы. По определению, если создать источник света, излучающий монохромный зелёный свет с частотой 540 ТГц, и который имеет излучающую способность 1/683 ватт на стерадиан в заданном направлении, этот источник света будет излучать одну канделу в указанном направлении. Частота света, используемая в определении, соответствует длине волны в вакууме 555 нм, что близко к максимуму спектральной чувствительности человеческого глаза. Если источник в 1 канделу излучает равномерно во всех направлениях, то общий световой поток составит приблизительно 18,40 мВт, поскольку в сфере содержится 4π стерадианов. Следует отметить, что типичная современная свеча производит примерно одну канделу, выделяя при этом тепло около 80 Вт.
Like other SI base units, the candela has an operational definition—it is defined by the description of a physical process that will produce one candela of luminous intensity. By definition, if one constructs a light source that emits monochromatic green light with a frequency of 540 THz, and that has a radiant intensity of 1/683 watts per steradian in a given direction, that light source will emit one candela in the specified direction. The frequency of light used in the definition corresponds to a wavelength in a vacuum of 555 nm, which is near the peak of the eye's response to light. If the 1 candela source emitted uniformly in all directions, the total radiant flux would be about 18.40 mW, since there are 4π steradians in a sphere. Note that a typical modern candle produces very roughly one candela while releasing heat at roughly 80 W.
До определения канделы в разных странах использовались различные единицы световой силы. Обычно они основывались на яркости пламени "стандартной свечи" заданного состава или на яркости лампы накаливания определённой конструкции. Одним из наиболее известных стандартов был английский: candlepower (сила свечи). Одна сила свечи — это свет, производимый свечой из чистого китового жира (спермацета) весом в одну шестую фунта, горящей со скоростью 120 зерен в час. Германия, Австрия и Скандинавия использовали Hefnerkerze — единицу, основанную на мощности лампы Гефнера. В 1881 году Жюль Виолле предложил Violle в качестве единицы световой силы, и она примечательна тем, что стала первой единицей световой силы, не зависящей от свойств конкретной лампы. Все эти единицы были заменены определением канделы.
Prior to the definition of the candela, a variety of units for luminous intensity were used in various countries. These were typically based on the brightness of the flame from a "standard candle" of defined composition, or the brightness of an incandescent filament of specific design. One of the best known of these standards was the English standard: candlepower. One candlepower was the light produced by a pure spermaceti candle weighing one sixth of a pound and burning at a rate of 120 grains per hour. Germany, Austria, and Scandinavia used the Hefnerkerze, a unit based on the output of a Hefner lamp. In 1881, Jules Violle proposed the Violle as a unit of luminous intensity, and it was notable as the first unit of light intensity that did not depend on the properties of a particular lamp. All of these units were superseded by the definition of the candela.
Использование
[[Файл:Светливость.svg|thumb|Фотопическая (чёрная) и скотопическая (зелёная) функции яркости.
[[file:Luminosity. svg |thumb |Photopic (black) and scotopic (green) luminosity functions.