В существующих системах эффективных величин в качестве стандартизированных спектральных характеристик приняты функции относительной спектральной эффективности. Из сопоставления кривых на рис. 5 можно сделать следующие выводы:
Функции относительной спектральной эффективности
1. Бактерицидная 2. Витальная 3. Световая 4. Фотосинтезная
Рис. 5. Функции относительной спектральной эффективности
Сопоставив кривые, можно сделать следующие выводы:
1. Все рассмотренные приемники излучения селективны
2. Приемники излучения различных групп существенно отличаются спектральными характеристиками
Это означает, что единицы и величины одной системы не могут быть использованы взамен единиц и величин другой, если не известны соотношения между ними. Эти соотношения зависят от спектрального состава излучения.
Система световых величин.
1. В системе световых величин за единицу силы света принимается 1 кд – кандела (в системе СИ).
Индекс «v» означает, что данная величина относится к системе световых величин.
Кандела есть сила света, испускаемая в перпендикулярном направлении с площади 1/600 000 м2 абсолютно черным телом при температуре затвердевания платины Т = 2045 К и давлении 101 325 Па (т.е. 760 мм рт ст; 1Па = 0,0075 мм рт ст).
2. Световой поток - Фv -
Световой поток в 1 Лм создается силой света в 1 кд в пределах пространственного угла в 1 стерадиан.
Экспериментально установлено, что 1 Лм составляет при λ = 555 нм 1/683 часть ватта. Отсюда, подставив это значение Фv в выражение для g(λ), получим:
Это максимальная спектральная световая эффективность.
3. Световой поток, падающий на поверхность, создает ее освещенность Еv, которая измеряется в люксах - лк.
Освещенность в 1 лк есть световой поток в 1Лм, равномерно распределенный по площади в 1 м2.
4. Яркость - Lv -
Яркость – отношение силы света, излучаемой с элементарной поверхности, к площади проекции этой поверхности, перпендикулярной направлению излучения.
При равномерном излучении в направлении, перпендикулярном направлению лучей
N
α
Законы облученности.
1. Если облучаемую поверхность представить в виде шара, окружающего точечный источник с силой света I, то облученность можно определить как
где R2 – расстояние от источника до облучаемой поверхности.
При перпендикулярном падении лучей облученность поверхности прямопропорциональна силе излучения источника и обратнопропорциональна квадрату расстояния от источника до облучаемой поверхности.
2. Если же лучи от источника падают на поверхность под углом
Ф
S0
α
α S
Облученность поверхности, создаваемая параллельными лучами, прямопропорциональна косинусу угла падения лучей, т.е. угла между нормалью к поверхности и направлением лучей.
Объединив обе эти формулы, получим:
При рассмотрении этой формулы возникает понятие индикатрисы облученности.
Индикатрисса облученности – это функция средней облученности приемника по отношению к нормальной в зависимости от угла падения лучей:
Для плоского приемника, ориентированного произвольно, индикатрисса облученности равна косинусу угла между нормалью к этому приемнику и направлением падения лучей (как это только что было доказано).
Если на поверхность падает излучение от нескольких источников, то облученность в каждой точке поверхности равна сумме облученностей, создаваемых в этой точке отдельными источниками излучения.
В системе фотосинтезных величин за основную принят фотосинтезный поток Фф(индекс «фито» характеризует величину, оцененную по реакции на облучение зеленого растения). Он измеряется в фитах (фт). Фит – это один ватт излучения при длине волны 680 нм.
Значение максимальной спектральной фотосинтезной эффективности численно равно единице.
g ф max = 1
В системе витальных величин за единицу Фэф (витального) принят 1 вит – поток излучения в 1 Вт при длине волны 297 нм.
В системе бактерицидных величин за единицу эффективного Фэф (бактерицидного) потока принят 1 бакт (бк) – поток излучении в 1 Вт при длине волны 254 нм.