Освещенность

Пояснение Закона квадрата расстоянийЕсли вы думаете, что на этом разговор о фотометрических величинах заканчивается, вы ошибаетесь. Ведь источник света сам по себе представляет небольшой интерес, разве что это — уникальный, редкий, антикварный вариант. В большинстве же случаев световой прибор используется для освещения конкретного рабочего места, конкретного помещения, конкретного предмета. А это значит, что необходимо иметь еще несколько фотометрических единиц измерения.

Для оценки степени освещения конкретного места вводится понятие освещенности. Обозначается освещенность символом Е и измеряет световой поток, падающий на некоторую освещаемую площадь; определяется по формуле:

Е = Ф /  S 

где S — площадь освещаемой поверхности.

По своей сути освещенность — это поверхностная плотность светового потока, падающего на освещаемую им поверхность. Приведенная формула позволяет вычислить так называемую среднюю освещенность, то есть принятую с допущением о пространственном постоянстве падающего светового потока. Реально освещенность в каждой точке освещаемой площади может быть разной и придется переходить от простых формул к интегралам. Но этого мы делать не будем: существуют упрощенные методики расчета и замера освещенности, о которых мы тоже расскажем.

Для точечного источника выведено простое соотношение между освещенностью и силой света, называемое законом Кеплера или законом квадратов расстояний. Закон Кеплера, открытый в 1604 году, сегодня активно используется в светотехнике для инженерных расчетов освещенности. Математическая запись закона следующая:

  Е = I / r²

где r — расстояние от точечного источника до освещаемой поверхности. Если же световой поток падает на поверхность S под некоторым углом φ, как показано на рисунке, то закон приобретает форму записи:

  Е =( I / r²)cosφ

Физически это означает, что световой поток «размазывается» по большей площади по сравнению с той, которая освещается прямым падением лучей.

Повторимся: эти законы применимы для реальных источников не всегда, а лишь при условии их «точечности», которое зависит от расстояния r. Минимальное расстояние r, при котором применим закон квадратов расстояний, в технической документации на конкретные осветительные приборы называется минимальным рабочим расстоянием.