Азбука света.

 Воспринимаемый мозгом свет характеризуется яркостью и цветом. Начиная с красного, длина волны около 700нм и заканчивая фиолетовым, длина волны около 400нм. Если сопоставить зрительные ощущения, которые создаются светом равной интенсивности, но разной длины волны, то окажется, что наиболее ярким глазу представляется источник света, дающий волну длиной 555нм, что соответствует зеленому цвету. Из-за разной чувствительности человеческого глаза к свету с разной длиной волны, мы говорим об интегральной силе света. Идя по этому пути, надо выбрать какой-то эталонный источник света, а затем сравнивать с ним другие источники. За единицу силы света долго сохранялось название свечи, ибо первые попытки выбора эталона как раз и заключались в том, чтобы подобрать некое стандартное пламя свечи. Не приходится и говорить, как это трудно сделать.

 Международный эталон, принятый на сегодня, представляет собой раскаленное черное тело. Материалом служит платина. Черное тело испускает свет, излучаемый платиной, нагретой до температуры плавления, т.е. до 2046К, через небольшое отверстие.

 Единица силы света получила название канделы («свеча» по-латыни). Международное определение старается избежать прямого указания на температуру свечения (чтобы не внести ошибки, связанные с измерением температуры). Поэтому кандела определяется так: если в качестве источника взять платину, находящуюся в состоянии затвердевания при нормальном атмосферном давлении, то площадь 1/6*10^-5 м2 дает в направлении, перпендикулярном поверхности, силу света, равную одной канделе.

 На достаточно больших расстояниях источник света представляется точкой. Именно в этих случаях и удобно измерять силу света. Построим около точечного источника сферу, выделим на это поверхности участок площадью S. Поделив S на квадрат расстояния от центра, мы получим так называемый телесный угол. Единицей телесного угла является стерадиан. Если на сфере радиусом один метр вырезается площадка S=1 м2, то телесный угол равен одному стерадиану.

 Световым потоком называют силу света точечного источника, умноженную на величину телесного угла.

 Пусть вас не смущает то обстоятельство, что световой поток обращается в ноль, когда речь идет о параллельных лучах. В подобных случаях понятием светового потока не пользуются.

 За единицу светового потока принимается люмен, равный потоку, который посылает точечный источник с силой света в одну канделу в угол, равный одному стерадиану. Суммарный световой поток, излучаемый точкой во все стороны, будет равняться 4пи лм.

 Сила света характеризует источник света вне зависимости от его поверхности. В то же время совершенно ясно, что впечатление будет различным в зависимости от протяженности источника. Поэтому пользуются понятием яркости источника. Это – сила света, отнесенная к единице поверхности источника. Яркость измеряется в стильбах: один стильб равен канделе, поделенной на квадратный сантиметр.

 Один и тот же источник света принесет разную световую энергию к странице раскрытой книги в зависимости от того, где он находится. Для читателя важно, какова освещенность участка письменного стола, на котором лежит книга. Если размер источника невелик (точечный источник), то освещенность равна силе света, поделенной на квадрат расстояния от источника. Почему на квадрат? Ответ ясен: световой поток останется неизменным внутри заданного телесного угла, как бы далеко мы ни ушли от светящийся точки. Ну, а площадь сферы и площадь участка, вырезаемого заданным телесным углом, будет расти обратно пропорционально квадрату расстояния. Это простое правило называют законом обратных квадратов. Изменив расстояние читаемой книги от маленькой лампочки с 1 до 10 м, мы уменьшим освещенность страницы книги в сто раз.

 Единица освещенности – люкс. Такую освещенность создает поток света, равный 1лм, на площади в 1м2.

 Например, освещенность в лунную ночь равна 0,2лк. Чтобы читать, не напрягая глаз, требуется освещенность минимум 30лк. В телевизионных студиях доводят освещение, с помощью прожекторов и светильников до 10 000лк.

15,10,2013