Основные радиометрические и фотометрические единицы

October 25, 2011 by admin Комментировать »

Радиометрические единицы характеризуют физические свойства электромагнитных излучений. Их, в частности, используют для описания излучений в терминах физических величин, например числа фотонов, энергии фотона, оптической мош,ности (часто -называемой световым потоком). Однако когда речь идет о восприятии излучения человеческим глазом, использовать радиометрические единицы неуместно. Так, инфракрасное излучение не воспринимается глазом человека. Поэтому для характеристики свето- и цветовосприятия глаза применяют не радиометрические, а фотометрические единицы.

Сила света —это фотометрическая величина, характеризующая интенсивность излучения источника света по ее восприятию человеческим глазом. Сила света измеряется в канделах (кд), которые относятся к основным единицам измерения Международной системы СИ. В настоящее время используется следующее определение единицы силы света. Сила света монохроматического источника с мощностью излучения{1/683) Вт на длине волны 555 нм в пределах телесного угла 1 ср {стерадиан) равна 1 кд.

Рис. 16.5. Площадь кристалла светодиода А и проецируемая площадь А ■cosв, используемые при определении яркости светодиода

 

Желательно, чтобы светодиоды обладали максимальными силой света и световым потоком при минимальной площади кристалла. Таким образом, яркость является мерой того, насколько эффективно используется площадь пластины полупроводника для достижения определенной силы света при заданном значении тока инжекции.

Существует несколько единиц измерения, используемых для характеристики яркости источников излучения. В табл. 16.2 приведены самые распространенные из них.

В табл. 16.3 представлены типичные значения яркости дисплеев, органических и неорганических светодиодов. Видно, что дисплею не обязательно обладать очень высокой яркостью, поскольку человек смотрит на него прямо и с близкого расстояния. А вот мощные неорганические светодиоды, используемые в светофорах и в осветительных системах, наоборот, должны быть очень яркими.

Таблица 16.2. Наиболее распространенные системные и внесистемные единицы измерения яркости

Единица измерения

Название

1 кд/см^

1 стильб

(I/tt) кд/см^

1 ламберт

1 кд/м^

1 нит

(1/7г) кд/м^

1 апостильб

(1/7г) кд/фут^

1 фут-ламберт

В табл. 16.4 приведены фотометрические и соответствующие радиометрические единицы.

 

Таблица 16.3. Типичные значения яркости дисплеев, органических и неорганических светодиодов

Устройство

Яркость, кд/м^

Дисплей

100 (рабочее значение)

Дисплей

250-750 (максимальное значение)

Светодиоды на основе органических материалов

100-10000

Светодиоды на основе полупроводников

1000000-10000000

 

 

Таблица 16.4. Фотометрические и соответствующие радиометрические единицы

Фотометрическая единица

Размерность

Радиометрическая единица

Размерность

Световой поток

лм

Поток излучения (оптическая мощность)

Вт

Сила света

лм/ср = кд

Энергетическая сила света (сила излучения)

Вт/ср

Освещенность

лм/м^ = лк

Энергетическая освещенность (плотность мощности)

Вт/м^

Яркость

лм/(ср • м^) = кд/м^

Энергетическая яркость

Вт/(ср • м^)

 

Упражнение. Работа с фотометрическими единицами

Световой поток 60-ваттной лампы накаливания равен 1000 лм. Считаем, что лампа накаливания является изотропным излучателем.

а.  Чему равна световая отдача лампы (световая отдача характеризуется величиной светового потока (лм) на 1 Вт приложенной электрической мощности)?

б.  Сколько стандартных свечей надо зажечь, чтобы получить такую же силу света?

в.  Чему равна освещенность доски, находящейся на расстоянии 1,5 м ниже лампы, Е\ит, выраженная в люксах?

г.  Комфортны ли условия освещенности, полученные в п.в для чтения?

д.  Чему равна сила света лампы /^щ в канделах?

е.  Выведите формулу для расчета освещенности на расстоянии г от лампы по известной величине силы света. Освещенность измеряется в люксах, а сила света — в канделах.

ж. Выведите формулу для расчета освещенности на расстоянии г от лампы по известной величине светового потока. Освещенность измеряется в люксах, а световой поток — в люменах.

з.   В определении канделы используется оптическая мощность, равная (1/683) Вт. Откуда взялась эта величина?

Ответы: а — 16,7 лм/Вт, 6 — 80 кд, в Е\ат = 35,4 лм/м^ = 35,4 люкс, г — да, 5 — 79,6 лм/ср = 79,6 кд, е — ЕытГ^ = ^um,Ж — Еыт^ТГГ^ = Фыт, 3 — Первоначально единицей силы света была свеча, определяемая как сила света от одной стандартной свечи. Позднее единицей силы света стала сила света источника излучения определенной оптической мощности на определенной длине волны. Если мощность источника равна (1/683) Вт, его сила света определяется величиной в 1 свечу. Поэтому значение (1/683) Вт имеет глубокие исторические корни и используется до сих пор, чтобы не прерывать временную логическую связь.

Источник:

 Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты