Светова́я величина́ — редуцированная фотометрическая величина, образованная из энергетической фотометрической величины при помощи относительной спектральной чувствительности специального вида — относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения . От энергетических световые величины отличаются тем, что характеризуют свет с учётом его способности вызывать у человека зрительные ощущения. Образуют систему световых фотометрических величин.
В качестве единиц измерения световых величин используются особые световые единицы, базирующиеся на единице силы света «кандела». В свою очередь, кандела является одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).
Световые величины обозначаются теми же буквами, что и энергетические величины, из которых они образованы, но снабжаются при этом индексом «», например, .
Монохроматическое излучение
В случае монохроматического излучения с длиной волны соотношение, связывающее световую величину с энергетической величиной , имеет вид
где — максимальное значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения (фотометрический эквивалент излучения), равное в Международной системе единиц (СИ) Число является приближённым значением , более точное значение — . Подробности приведены в статье Кандела.. С учётом этого значения исходное соотношение принимает вид
Функция по своему физическому смыслу представляет собой относительную спектральную зависимость чувствительности человеческого глаза, её максимум располагается на длине волны . Функция нормирована так, что её значение в максимуме равно единице. Таким образом, из сказанного следует, что значение световой величины монохроматического излучения пропорционально значению энергетической величины и чувствительности глаза.
Общий случай В более общем случае, когда излучение занимает относительно широкий участок спектра, этот участок можно разбить на большое количество малых частей, каждая из которых располагается между и и имеет ширину . Излучение, приходящееся на любую из этих частей, можно рассматривать как монохроматическое со значениями световой величины и энергетической — . Записав для каждой части спектрального диапазона приведённое выше соотношение и произведя суммирование (точнее, интегрирование), получим следующее:
Для дальнейшего удобно ввести в рассмотрение спектральную плотность энергетической величины. Спектральная плотность величины определяется как отношение величины приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между и к ширине этого интервала:
Используя это определение в подынтегральном выражении, получаем окончательное соотношение для связи световой величины с соответствующей ей энергетической величиной, справедливое в общем случае:
Спектральная плотность световой величины Спектральная плотность световой фотометрической величины определяется аналогично спектральной плотности энергетической величины: она представляет собой отношение величины приходящейся на малый спектральный интервал, располагающийся между и к ширине этого интервала:
Обозначением спектральной плотности величины служит буква, представляющая соответствующую величину, с подстрочным индексом, указывающим спектральную координату. В качестве последней могут выступать не только длина волны, но и частота, энергия кванта света, волновое число и другиеГОСТ 7601-78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин ..
Основные световые величины Сведения об основных световых величинах и об их энергетических аналогах приведены в таблице. <center> {| class="wikitable" |+ Световые фотометрические величины СИ !Наименование|| Обозначение величины|| Определение|| Обозначение единиц СИ||Энергетический аналог |- |Световая энергия||<center>||<center>||<center>лм·с||Энергия излучения |- |Световой поток||<center>||<center>||<center>лм||Поток излучения |- |Сила света||<center>||<center>||<center>кд||Сила излучения (энергетическая сила света) |- |Объёмная плотность световой энергии ||<center>||<center>||<center>лм·с·м−3|||Объёмная плотность энергии излучения |- |Светимость||<center>||<center>||<center>лм·м−2||Энергетическая светимость |- |Яркость||<center>||<center>||<center>кд·м−2||Энергетическая яркость |- |Интегральная яркость||<center>||<center>||<center>кд·с·м−2||Интегральная энергетическая яркость |- ||Освещённость||<center>||<center>||<center>лк||Облучённость |- ||Световая экспозиция||<center>||<center>||лк·с||Энергетическая экспозиция |} Здесь — площадь элемента поверхности источника, — площадь элемента поверхности приёмника, — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.
Примечания
Категория:Оптика Категория:Свет Категория:Фотометрия