Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощностиСветовая отдача. — Статья в Физической энциклопедии. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.
Выражение для световой отдачи имеет вид:
где — световой поток, излучаемый источником, а — потребляемая им мощность.
Введя в рассмотрение величину потока излучения , отношение можно представить в виде . В этом произведении первый из сомножителей представляет собой световую эффективность излучения , а второй — энергетический коэффициент полезного действия (КПД) источника . В результате исходное выражение для световой отдачи приобретает вид:
Таким образом, величина световой отдачи определяется совокупным действием двух факторов. Один из них — эффективность преобразования потребляемой источником электрической энергии в энергию излучения, характеризующаяся значением КПД, другой — способность данного излучения возбуждать у человека зрительные ощущения, определяемая величиной световой эффективности излучения.
Источники монохроматического излучения
В случае монохроматического излучения с длиной волны для в СИ выполняется:
где — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения, физический смысл которой заключается в том, что она представляет собой относительную чувствительность среднего человеческого глаза к воздействию на него монохроматического света, а — максимальное значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения. Максимум располагается на длине волны 555 нм и равен единице.
В соответствии со сказанным для световой отдачи выполняется:
В СИ значение определяется выбором основной световой единицы СИ канделы и составляет 683,002 лм/ВтПодробности приведены в статье Кандела.. Отсюда следует, что максимальное теоретически возможное значение световой отдачи достигается на длине волны 555 нм при значениях и , равных единице, и равно 683,002 лм/Вт.
В большинстве случаев с точностью, достаточной для любых практических применений, используется округлённое значение 683 лм/Вт. Далее в уравнениях мы будем использовать именно его.
Источники излучения в общем случае Если излучение занимает участок спектра конечного размера, то выражение для имеет вид
или ему эквивалентный:
Здесь — спектральная плотность величины , определяемая как отношение величины приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между и к ширине этого интервала:
Соответственно, для световой отдачи становится справедливо соотношение:
Примеры Тип источника Световая отдача (лм/Вт)Относительная световая отдачаОтношение величины световой отдачи к значению теоретического максимума, то есть к 683,002 лм/Вт.Лампа накаливания 100 Вт13.82.0 %Лампа накаливания 200 Вт15.2Philips Product Catalog (German)2.2 %Галогеновая лампа 100 Вт16.72.4 %Галогеновая лампа 200 Вт17.62.6 %Галогеновая лампа 500 Вт19.82.9 %Кремлёвские звёзды223.2 %Кинопроекционные лампы355.1 %Светодиоды10—3001.5—40 %Ксеноновая дуговая лампа30—50 Note that the figure of 150 lm/W given for xenon lamps appears to be a typo. The page contains other useful information.4.4—7.3 %Люминесцентная лампа40—1046—15 %Серная лампа10014,6 %Газоразрядная натриевая лампа высокого давления85—15012—22 %Газоразрядная натриевая лампа низкого давления100—20015—29 %Перспективные образцы белых светодиодов с рекордными параметрами249, 254 Cree Sets New R&D Performance Record with 254 Lumen-Per-Watt Power LED — Cree, Inc. Press Release, April 12, 2012, 276 36 %, 37 %Теоретический максимум для источника монохроматического зелёного света с частотой 540 ТГц (длина волны 555,016 нм)683 (точно)По определению канделы в Международной системе единиц (СИ)99,9997 %Теоретический максимум для источника монохроматического зелёного света с длиной волны 555 нм683,002100 % Хотя Солнце не потребляет энергию извне, а излучает свет только за счёт внутренних источников энергии, ему всё же также иногда приписывают значение световой отдачи. Определив её в этом случае, как отношение излучаемого Солнцем светового потока к выделяющейся в нём мощности, получают величину, равную 93 лм/ВтСветовая отдача Солнца — По материалам публикации проф. П. Маркса из журнала «Licht».
См. также Световая эффективность излучения
Примечания
Категория:Фотометрия