Основные световые величины

Как уже говорилось в главе IV, спектр электромагнитных излучений, наблюдаемых в производственных условиях, очень широк. Зрительным анализатором в виде света воспринимаются электромагнитные колебания с длиной волны от 380 до 770 нм *.

Весь комплекс излучений видимой части спектра воспринимается глазом человека как белый свет. Излучения же отдельных узких участков видимой части спектра различаются длиной волны и соответственно ей вызываемым ощущением различного цвета и неодинаковой интенсивности зрительных ощущений. Это зависит от неодинаковой чувствительности глаза к излучениям различных участков видимого спектра.

Рис. 73. Относительная спектральная чувствительность глаза.

На рис. 73 показана кривая относительной спектральной чувствительности глаза (видности) к излучениям одинаковой яркости, но различной длины волны (в нанометрах). Как видно, наибольшая чувствительность соответствует излучению с длиной волны 556 нм (воспринимается как желто-зеленый цвет).

Если принять чувствительность к желто-зеленому цвету за 1, то относительная чувствительность глаза к излучению крайних участков видимой части спектра (синей и красной) окажется значительно меньшей. Например, 1 вт излучения длиной волны 460 нм (воспринимается как синий цвет) вызывает световое ощущение, адекватное лишь 0,06 вт излучения длиной волны 556 нм, а 1 вт излучения длиной волны 650 нм (воспринимается как красный цвет) вызывает ощущение, адекватное ощущению, вызываемому 0,107 вт излучения длиной волны 556 нм. Практически это означает, что для создания видности, эквивалентной желто-зеленой части спектра при излучениях различной спектральной характеристики, потребуется соответственно значительное увеличение светового потока. Следовательно, световое ощущение, вызываемое однородным по своему спектральному составу потоком лучистой энергии, зависит не только от мощности потока, но и от чувствительности глаза, что входит в понятие светового потока. Световым потоком называется мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению.

За единицу светового потока принят люмен (лм). Он определяется как световой поток от точечного источника в одну международную свечу, помещенного в вершине телесного угла в один стерадиан (угла, вырезающего на поверхности сферы площадь, равную квадрату радиуса данной сферы).

Для гигиенической, как и для собственно светотехнической, характеристики условий освещения определенной поверхности принято понятие освещенности. Освещенность представляет собой общую величину светового потока, падающего на определенную поверхность и обозначенную отношением этого потока к площади освещаемой поверхности, т. е. поверхностную плотность светового потока Е=F/S, где Е — освещенность, F — световой поток, S — площадь. В качестве единицы освещенности принят люкс, характеризующий поверхностную плотность светового потока 1 лм, равномерно распределенного на площади 1 м².

Световой поток, отнесенный не к поверхностной, а к определенной пространственной единице — телесному углу, носит название силы света. Измеряется сила света в свечах (се). Это сила света точечного источника в направлениях, в которых он испускает световой поток 1 лм, равномерно распределенный внутри телесного угла в один стерадиан.

Не всегда световой поток, падающий на освещаемую поверхность, полностью отражается от нее по направлению к глазу. Решающая роль в процессе видения принадлежит той части светового потока, которая, отражаясь от освещаемой поверхности, попадает на световоспринимающие элементы глаза, что и вызывает зрительное ощущение. Интенсивность светового раздражения при этом зависит от величины светового потока, силы света, излучаемого в определенном направлении светящей поверхностью, и преобладающего участия в световом раздражении тех или иных светочувствительных элементов.

Величина светового потока, отраженного освещаемой или светящей поверхностью по направлению к глазу, определяет яркость (монохроматическую) поверхности в данном направлении.

Яркость измеряется в свечах с 1 м². Единицей яркости принят нит (нт). Яркость в 1 нт создается светящей плоской поверхностью, излучающей в перпендикулярном направлении свет силой 1 се с 1 м². Эта же величина, отнесенная к 1 см², называется стильбом (сб); 1 сб=10⁴ нт, т. е. нит равен одной десятитысячной стильба.

Свойство светящихся поверхностей чрезмерной яркости вызывать функциональные нарушения принято называть блескостью, изменения же, вызываемые блескостью, — слепимостью. Слепящее действие определяется не только блескостью поверхности, направленной к глазу, но и световыми свойствами различаемой детали. В частности, чем меньше контраст детали и фона, тем резче выражена слепимость. Слепимость оказывает угнетающее действие как на зрительную, так и на общую работоспособность.

* Нанометр (нм) = 1 миллимикрону.