O condiție prealabilă pentru mastering procesele optice și fotografice este cunoașterea definițiilor și legilor de bază ale ingineriei luminoase.
Lumina este o parte a radiației electromagnetice.
Radiația electromagnetică acoperă o gamă foarte largă de lungimi de undă: de la radiația cosmică și gamma până la frecvențele radio și sonore.
În sensul cel mai larg, se obișnuiește să se numească radiație electromagnetică regiunea optică a spectrului. care include radiații ultraviolete (de la 10 la 380 nm), vizibile (de la 380 la 780 nm) și în infraroșu (de la 780 nm la 1 mm).
Radiația ultravioletă produce fotonii cei mai puternici și are un efect fotochimic puternic.
Emisiile de lumină vizibilă. în ciuda unui interval destul de îngust, ne permite să vedem toată diversitatea lumii din jurul nostru.
Ochiul uman practic nu percepe radiații cu valori extreme de lungime de undă (acestea au un efect slab asupra ochiului).
În practică, lumina vizibilă este considerată a fi radiație cu o lungime de undă de 400-700 nm. Această radiație are un efect fotofizic și fotochimic semnificativ, dar mai puțin decât ultravioletele.
Energia minimă din întreaga regiune optică a spectrului este fotoni ai radiației infraroșii. Această radiație se caracterizează prin acțiunea termică și, într-o măsură mult mai mică, prin acțiunea fotofizică și fotochimică.
Lungimile de undă individuale din partea vizibilă a spectrului sunt simțite ca culori.
Lumina roșie are cea mai lungă lungime de undă. Mai mult, scade de la portocaliu la purpuriu (K-O-Z-Z-G-S-F). Lumina albă conține radiații cu toate lungimile de undă ale spectrului vizibil.
Există două teorii care explică proprietățile fizice ale luminii: valul lui Christian Huygens și cuantele Max Planck. Primul descrie fenomene cum ar fi polarizarea, difracția, culoarea și cel de-al doilea proces fotografic și procesele de transfer de energie.
Conform teoriei lui Maxwell. radiația se propagă în spațiu sub forma unui val electromagnetic, care este o oscilație periodică a câmpurilor electrice și magnetice. Vectorul electric E și vectorul magnetic H, care exprimă intensitățile câmpului relativ, sunt în planuri reciproc perpendiculare și ambele sunt perpendiculare pe direcția de propagare a undelor (Figura 2.1).
Dacă spectrul de radiații se situează în limitele de la l1 la l2. apoi magnitudinea fluxului de radiații
Sub fluxul de lumină F. în cazul general, înțelegem puterea de radiație estimată prin acțiunea sa asupra ochiului uman. Unitatea de măsură a fluxului luminos este lumenul (lm). - unitatea de iluminat
Efectul fluxului de lumină asupra ochiului determină reacția sa definită. În funcție de nivelul de acțiune al fluxului luminos, funcționează unul sau altul de receptori de ochi sensibili la lumină, numiți bastoane sau conuri. În condițiile unui nivel scăzut de iluminare (de exemplu, în lumina lunii), ochiul vede obiecte din jur în detrimentul tijelor. La niveluri ridicate de iluminare, aparatul de viziune de zi începe să funcționeze, pentru care conurile sunt responsabile.
În plus, conurile din substanța lor fotosensibilă sunt împărțite în trei grupe cu sensibilități diferite în diferite regiuni ale spectrului. Prin urmare, spre deosebire de tije, ele reacționează nu numai la fluxul luminos, ci și la compoziția sa spectrală.
În acest sens, putem spune că efectul luminii este bidimensional.
Caracteristica cantitativă a reacției ochiului, asociată cu nivelul de iluminare, se numește ușurință. Caracteristica calitativă asociată cu diferitele niveluri de reacție ale celor trei grupe de conuri se numește cromaticitate.
Puterea luminii (I). În echipamentele de iluminat, această valoare este considerată ca fiind cea principală. O astfel de alegere nu are o bază fundamentală, ci este făcută din motive de conveniență, deoarece forța luminii nu depinde de distanță.
Conceptul de intensitate luminoasă se referă numai la surse punctuale, adică la surse a căror dimensiuni sunt mici în comparație cu distanța de la acestea la suprafața iluminată.
Intensitatea luminii unei surse punctuale într-o anumită direcție este fluxul luminos F care intră într-un unghi solid al unității W radiat de această sursă într-o anumită direcție:
Puterea energetică a luminii este exprimată în wați per steradian (W / cp).
Pentru unitatea de iluminare a intensității luminoase, candela (cd) este intensitatea luminii unei surse punctuale care emite un flux luminos de 1 lm distribuit uniform într-un unghi solid de 1 steradian (cp).
Un unghi solid reprezintă o parte a spațiului delimitat de o suprafață conică și un contur curbilinar închis care nu trece prin vârful unghiului (Figura 2.3). Atunci când suprafața conică este comprimată, dimensiunile zonei sferice a devin infinite. Unghiul solid în acest caz devine și infinitezimal:
Figura 2.3 - Definiția conceptului de "unghi solid"
Iluminarea (E). Prin iluminarea energiei, Ee este înțeleasă ca fluxul de radiație pe unitatea de suprafață a suprafeței iluminate Q:
Iluminarea energiei este exprimată în W / m 2.
Iluminarea E este exprimată prin densitatea fluxului luminos F pe suprafața iluminată de ea (Figura 2.4):
Pentru o iluminare a unității de lumină, este adoptată o suită. și anume iluminarea suprafeței care beneficiază de un flux luminos uniform distribuit de 1 lm pe o suprafață de 1 m2.
Dintre celelalte valori folosite în ingineria iluminatului, energia radiației W sau energia luminii W, precum și energia Ne sau expunerea la lumina H sunt importante.
Valorile W și W sunt determinate de expresii
unde, respectiv, funcția de schimbare a fluxului de radiație și a fluxului de lumină în timp. Se măsoară în juli sau W c și W în lm s.
Prin energia Ne sau prin expunerea la lumină, înțelegem densitatea energetică de suprafață a radiației Noi sau a energiei luminoase W, respectiv, pe suprafața iluminată.
Adică expunerea la lumină H este produsul iluminării E produsă de sursa de radiație, la momentul t al acțiunii acestei radiații.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: