Кривая относительной спектральной чувствительности глаза

Чтобы установить связь между интенсивностью зрительного ощущения глаза и потоком излучения, нужно экспериментально измерить относительную чувствительность глаза к свету различной длины волны (относительную спектральную чувствительность). Кривая зависимости относительной спектральной чувствительности среднего нормального человеческого глаза от длины волны приведена на рис. 30.2.

Глаз наиболее чувствителен к зеленому свету с длиной волны 0,555 мкм. Относительная спектральная чувствительность глаза к свету с этой длиной волны принимается за единицу. При одинаковом потоке излучения зрительное ощущение от света других длин волн будет меньшим. Так, например, для оранжевого света с длиной волны 0,65 мкм . Это означает, что для одинакового по интенсивности зрительного ощущения поток излучения с длиной волны составляет 0,1 от потока излучения с длиной волны 0,65 мкм. За пределами видимого спектра .

Телесный угол. Сила излучения

Рассмотрим точечный источник света S, излучающий во всех направлениях (см. рис. 30.3). Практически это источник света, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до места, в котором изучается действие света. Выделим элементарный телесный угол . Телесный угол – это часть пространства, ограниченная прямыми, проведенными из одной точки (вершины) ко всем токам какой-либо замкнутой кривой. В нашем случае вершиной телесного угла является точечный источник света. Единицей измерения телесного угла является стерадиан (ср). Телесный угол в стерадианах определяется как отношение площади поверхности, вырезаемой телесным углом на поверхности сферы, к квадрату радиуса сферы. Таким образом, телесный угол является величиной безразмерной. Но для удобства пользования единице телесного угла присвоено название – стерадиан.

Обозначим поток излучения точечного источника в пределах телесного угла через . Отношение

(30.4)

называется силой излучения в данном направлении. Сила излучения численно равняется потоку излучения, приходящемуся на единичный телесный угол. Единица измерения силы излучения – Вт/ср. Если точечный источник является изотропным, т. е. поток излучения испускается источником равномерно во всех направлениях, то

, (29.5)

где – полный поток излучения, испускаемый точечным источником во всех направлениях, т. е. в пределах полного телесного угла .

Сила света

Энергетическими фотометрическими величинами пользуются преимущественно для измерения характеристик лазерного излучения. Это связано с тем, что излучение многих лазеров лежит в инфракрасном диапазоне и не воспринимается глазом. Для характеристики света, даваемого осветительными приборами (лампы накаливания, люминесцентные лампы и пр.), а также солнечного света пользуются световыми фотометрическими величинами.

Энергетической фотометрической величине сила излучения соответствует световая фотометрическая величина – сила света. Основной фотометрической единицей системы СИ является единица измерения силы света кандела (кд). Кандела равняется силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматический свет частотой 540 ТГц ( ), сила излучения которого в этом направлении составляет .