Световой поток

Световой поток
Световой поток
Общие символы	Φ в
И объединились	просвет
В базовых единицах СИ	cd ⋅ sr
Измерение

Фотопический (черная линия) и скотопический. ^[1] (зеленая линия) функции яркости. Фотоснимок включает стандарт CIE 1931 (сплошной), ^[2] модифицированные данные Джадда-Воса 1978 г. (пунктирные), ^[3] и данные Шарпа, Стокмана, Ягла и Ягле за 2005 г. (пунктир). ^[4] Горизонтальная ось — длина волны в нм.

В фотометрии световой поток или сила света является мерой воспринимаемой силы света . Он отличается от лучистого потока , меры общей мощности электромагнитного излучения (включая инфракрасное , ультрафиолетовое и видимое излучение), тем, что световой поток настраивается так, чтобы отражать различную чувствительность человеческого глаза к различным длинам волн света.

Единицы

Единицей системе СИ светового потока в является люмен (лм). Один люмен определяется как световой поток света, создаваемый источником света, который излучает одну канделу в силу света под телесным углом в один стерадиан .

$1\ {\text{lm}}=1\ {\text{cd}}\times 1\ {\text{sr}}$

В других системах единиц световой поток может иметь единицы мощности .

Взвешивание

Световой поток учитывает чувствительность глаза путем взвешивания мощности на каждой длине волны с помощью функции яркости , которая представляет реакцию глаза на разные длины волн. Световой поток представляет собой взвешенную сумму мощности на всех длинах волн видимого диапазона. Свет за пределами видимого диапазона не способствует. Отношение общего светового потока к лучистому потоку называется светоотдачей . Эта модель восприятия визуальной яркости человека стандартизирована CIE и ISO . ^[5]

Контекст

Световой поток часто используется в качестве объективной меры полезного света, излучаемого источником света , и обычно указывается на упаковке лампочек , хотя это не всегда заметно. Потребители обычно сравнивают световой поток различных лампочек, поскольку он дает оценку кажущегося количества света, которое будет производить лампа, а лампочка с более высоким соотношением светового потока к потребляемой мощности является более эффективной.

Световой поток не используется для сравнения яркости , поскольку это субъективное восприятие, которое варьируется в зависимости от расстояния от источника света и углового распространения света от источника.

Измерение

Световой поток искусственных источников света обычно измеряется с помощью интегрирующей сферы или гониофотометра, оснащенного фотометром или спектрорадиометром. ^[6]

Фотометрические величины SI
v
т
и
Количество		Единица		Измерение ^{[номер 1]}	Примечания
Имя	Символ ^{[номер 2]}	Имя	Символ	Измерение ^{[номер 1]}	Примечания
Световая энергия	$Вопрос в$ ^{[номер 3]}	люмен-секунда	lm ⋅s	T ⋅ J	Люмен-секунду иногда называют талботом .
Световой поток , световая мощность	$Φ в$ ^{[номер 3]}	люмен (= кандела стерадиан )	лм (= кд⋅ср)	Дж	Световая энергия в единицу времени
Сила света	$я в$	кандела (= люмен на стерадиан)	кд (= лм/ср)	Дж	Световой поток на единицу телесного угла
Яркость	$Л в$	кандела на квадратный метр	кд/м ² (= лм/(ср⋅м ²))	л ⁻²⋅ J	Световой поток на единицу телесного угла на единицу проецируемой площади источника. Канделу на квадратный метр иногда называют нитой .
Освещенность	$Э в$	люкс (= люмен на квадратный метр)	лк (= лм/м ²)	л ⁻²⋅ J	Световой поток, падающий на поверхность
Световой поток , световой поток	$М в$	люмен на квадратный метр	лм/м ²	л ⁻²⋅ J	Световой поток, излучаемый поверхностью
Световая экспозиция	$Вт в$	люкс секунда	lx⋅s	л ⁻²⋅ T ⋅ J	Интегрированная по времени освещенность
Плотность световой энергии	$ω v$	люмен-секунда на кубический метр	лм⋅с/м ³	л ⁻³⋅ T ⋅ J
Световая отдача (излучения)	$К$	люмен на ватт	лм/ Вт	М ⁻¹⋅ L ⁻²⋅ T ³⋅ J	Отношение светового потока к лучистому потоку
Световая отдача (источника)	$или$ ^{[номер 3]}	люмен на ватт	лм/ Вт	М ⁻¹⋅ L ⁻²⋅ T ³⋅ J	Отношение светового потока к потребляемой мощности
Световая отдача , световой коэффициент	$V$			1	Световая отдача, нормированная по максимально возможной эффективности
См. также: И Фотометрия Радиометрия

^ Символы в этом столбце обозначают размеры ; « L », « T » и « J » обозначают длину, время и силу света соответственно, а не символы единиц измерения: литр, тесла и джоуль.
^ Организации по стандартизации рекомендуют обозначать фотометрические величины индексом «v» (от «визуального»), чтобы избежать путаницы с радиометрическими или фотонными величинами. Например: Стандартные буквенные обозначения США для светотехники USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Иногда встречаются альтернативные символы: $W$ для световой энергии, $P$ или $F$ для светового потока и $ρ$ для световой эффективности источника.

Связь с силой света

Световой поток (в люменах) — это мера общего количества света, излучаемого лампой. Сила света (в канделах) является мерой того, насколько ярок луч в определенном направлении. Если в лампе имеется лампочка емкостью 1 люмен и оптика лампы настроена на равномерную фокусировку света в луч силой 1 стерадиан , то сила света луча будет равна 1 канделе. Если бы оптику изменили так, чтобы сконцентрировать луч на 1/2 стерадиана, то сила света источника составила бы 2 канделы. Получаемый луч уже и ярче, однако световой поток остается прежним.

Примеры

**Таблица сравнительного светового потока нескольких источников света** ^[7]^[8]^[9]
Источник	Световой поток (люмены)
37 мВт «Сверхъяркий» белый светодиод	0.20
мощностью 15 мВт Зеленый лазер (длина волны 532 нм)	8.4
Белый светодиод высокой мощности 1 Вт	25–120
Керосиновый фонарь	100
мощностью 40 Вт Лампа накаливания на 230 Вольт.	325
Белый светодиод высокой мощности 7 Вт	450
мощностью 6 Вт COB Светодиодная лампа накаливания	600
мощностью 18 Вт Люминесцентная лампа	1250
Лампа накаливания 100 Вт	1750
Люминесцентная лампа мощностью 40 Вт	2800
Ксеноновая лампа мощностью 35 Вт.	2200–3200
Люминесцентная лампа мощностью 100 Вт	8000
127 Вт. Натриевая лампа низкого давления мощностью	25,000
мощностью 400 Вт. Металлогалогенная лампа	40,000
Значения даны для вновь изготовленных источников. Выход многих источников значительно снижается с течением времени их существования.

Ссылки

^ «Функция скотопической светимости» .
^ «CIE 2-градусная CMFS» .
^ «Модифицированная Джаддом-Восом функция фотопической светимости» .
^ «Шарп, Стокман, Ягла и Ягле (2005) Функция светоотдачи 2 градуса V * (l)» . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 г. Проверено 10 мая 2007 г.
^ ISO/CIE 23539:2023 CIE TC 2-93 Фотометрия. Система физической фотометрии CIE . ИСО/МКО. 2023. doi : 10.25039/IS0.CIE.23539.2023 .
^ Шнайдер, Т.; Янг, Р.; Берген, Т.; Дам-Хансен, К; Гудман, Т.; Джордан, В.; Ли, Д.-Х; Окура, Т.; Сперфельд, П.; Торсет, А; Зонг, Ю. (2022). CIE 250:2022 Спектрорадиометрические измерения источников оптического излучения . Вена: CIE - Международная комиссия по освещению. ISBN 978-3-902842-23-7 .
^ Шоколай, С.В. (2008). Введение в архитектурную науку: основы устойчивого дизайна (второе изд.). Рутледж. п. 143. ИСБН 9780750687041 .
^ БеЛайт . Том. 3. Трендфорс. 2010. С. 10–12.
^ Ян, Бернд (2004). Практическое руководство по обработке изображений для научных и технических приложений (Второе изд.). КПР. п. 111. ИСБН 9780849390302 .

[note-dimension-symbol-7] Символы в этом столбце обозначают размеры ; « L », « T » и « J » обозначают длину, время и силу света соответственно, а не символы единиц измерения: литр, тесла и джоуль.

[note-suffix-v-8] Организации по стандартизации рекомендуют обозначать фотометрические величины индексом «v» (от «визуального»), чтобы избежать путаницы с радиометрическими или фотонными величинами. Например: Стандартные буквенные обозначения США для светотехники USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967.

[note-alternative-symbol-photometric-9] Jump up to: ^а ^б ^с Иногда встречаются альтернативные символы: $W$ для световой энергии, $P$ или $F$ для светового потока и $ρ$ для световой эффективности источника.

[1] «Функция скотопической светимости» .

[2] «CIE 2-градусная CMFS» .

[3] «Модифицированная Джаддом-Восом функция фотопической светимости» .

[4] «Шарп, Стокман, Ягла и Ягле (2005) Функция светоотдачи 2 градуса V * (l)» . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 г. Проверено 10 мая 2007 г.

[5] ISO/CIE 23539:2023 CIE TC 2-93 Фотометрия. Система физической фотометрии CIE . ИСО/МКО. 2023. doi : 10.25039/IS0.CIE.23539.2023 .

[6] Шнайдер, Т.; Янг, Р.; Берген, Т.; Дам-Хансен, К; Гудман, Т.; Джордан, В.; Ли, Д.-Х; Окура, Т.; Сперфельд, П.; Торсет, А; Зонг, Ю. (2022). CIE 250:2022 Спектрорадиометрические измерения источников оптического излучения . Вена: CIE - Международная комиссия по освещению. ISBN 978-3-902842-23-7 .

[10] Шоколай, С.В. (2008). Введение в архитектурную науку: основы устойчивого дизайна (второе изд.). Рутледж. п. 143. ИСБН 9780750687041 .

[11] БеЛайт . Том. 3. Трендфорс. 2010. С. 10–12.

[12] Ян, Бернд (2004). Практическое руководство по обработке изображений для научных и технических приложений (Второе изд.). КПР. п. 111. ИСБН 9780849390302 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[номер 1]

[номер 2]

[номер 3]

[7]

[8]

[9]