Natężenie oświetlenia

Dla scharakteryzowania oświetlenia powierzchni, na którą pada strumień światła, przyjęto wielkość nazwaną natężeniem oświetlenia będącą odpowiednikiem natężenia napromienienia (irradiancji).
Jest to wielkość o najbardziej znanej jednostce fotometrycznej (obok kandeli).

Miarą natężenia oświetlenia Ev elementarnej powierzchni dS jest iloraz elementarnego strumienia świetlnego dΦ padającego na tę powierzchnię do jej wielkości


Jest to zatem powierzchniowa gęstość strumienia świetlnego padającego na oświetlaną powierzchnię. Jeżeli strumień świetlny pada równomiernie na całą powierzchnię, to


Jednostką natężenia oświetlenia jest luks



 

Graficzne przedstawienie jednostki natężenia oświetlenia.

 

Tak, jest to wymiarowo ta sama jednostka, co jednostka emitancji świetlnej Mv, ale dla tamtej nazwy luks się nie używa!

 

Natężenie oświetlenia w zależności od źródła.

 

 

O jakości widzenia decyduje bezpośrednio luminancja postrzeganych przedmiotów, którą niełatwo się oblicza i mierzy. Sprawa upraszcza się przy oświetlaniu powierzchni rozpraszających światło czyli powierzchni matowych.

Powierzchnię idealnie matową odbijającą światło albo płytę przejrzystą doskonale rozpraszającą przepuszczone światło, charakteryzuje luminancja jednakowa w każdym kierunku i prawo Lamberta rozsyłu światła. W takim przypadku luminancja powierzchni Lv jest wprost proporcjonalna do natężenia oświetlenia Ev tej powierzchni odbijającej światło (o współczynniku odbicia ρ) albo przepuszczającej światło (o współczynniku przepuszczania τ):



Jest to wzór dający poprawne wyniki dla powierzchni o rozproszonym charakterze odbicia. Może być on stosowany z wystarczającą dokładnością dla takich niebłyszczących powierzchni jak:

  • standardowej jakości papier,
  • matowo malowane ściany,
  • dywany itp.

 

Różnica między natężeniem oświetlenia a luminancją.

 

Dla tych powierzchni jest bezpośrednia zależność między natężeniem oświetlenia, a luminancją. Im większy poziom natężenia oświetlenia tym większa luminancja obiektu.

Wzór ten nie może być stosowany do obliczania luminancji np. płaszczyzn drogowych, jakie obserwują kierowcy samochodów. Nawierzchnia drogi ma kierunkowo-rozproszony charakter odbicia i dlatego zależność natężenia oświetlenia i luminancji jest silnie powiązana z charakterystyką tego odbicia. Jest różna w zależności od kierunku patrzenia.

 

Zadanie

Światłość świecy w kierunku prostopadłym do promienia wynosi I=1,2 cd. W płaszczyźnie prostopadłej do tego kierunku, w odległości r=2 m ustawiono powierzchnię ΔS=4·10-4 m2. Oblicz strumień świetlny, jaki przechodzi przez powierzchnię ΔS oraz jej natężenie oświetlenia E zakładając, że świeca promieniuje identycznie we wszystkich kierunkach prostopadłych do płomienia.

Zadanie

Co to jest natężenie oświetlenia?

Ireneusz Owczarek   ©  CMF PŁ 2014