Fotometrické veličiny se symboly a jednotkami

Fotometrické veličiny popisují světlo tak, jak jej vnímá lidské oko: záření vážené funkcí spektrální citlivosti oka V(λ) ve viditelném spektru přibližně od 380 do 780 nm. Čtyři základní veličiny jsou světelný tok Φ v lumenech, osvětlenost E v luxech, jas L a svítivost I. Tento obor se nazývá fotometrie; energetickými protějšky jsou radiometrické veličiny.

Osvětlovací technika a fotometrické veličiny tvoří základ pro pochopení a využití světla a UV záření ve vědeckém, průmyslovém i každodenním kontextu.

Světlo je viditelná forma elektromagnetického záření, které leží ve viditelném spektru přibližně od 380 do 780 nanometrů.

Osvětlovací technika se zabývá vznikem, rozložením a využitím světla za účelem dosažení určitých vizuálních efektů, efektivního využití energie a zlepšení kvality života. Tyto veličiny se také nazývají fotometrické veličiny. Tento obor se nazývá fotometrie.

Následující diagram znázorňuje čtyři fotometrické veličiny. Tabulka obsahuje pro každou veličinu vizuální znázornění, matematickou definici, jednotku a stručné vysvětlení.

1. Světelný tok Φ
2. Osvětlenost E
3. Jas L
4. Svítivost I

Tabulka ke stažení: Fotometrické veličiny a jednotky (XLSX) – s převodními faktory, symboly a prostorovým úhlem. Energetické protějšky jsou uvedeny pod radiometrickými veličinami, veličiny týkající se barev pod kolorimetrickými veličinami. Všechny veličiny dohromady – se symbolem, jednotkou a odpovídající kalkulačkou – jsou ve slovníku optických veličin.

Světelná expozice H_v – osvětlenost krát čas – je jedinou z pěti veličin bez vlastní sekce na této stránce: objevuje se především při testování fotostability, kde ICH Q1B vyžaduje 1,2 milionu lux·h. Definice a vymezení jsou ve slovníku optických veličin.

Světelný tok

Světelný tok je fotometrická veličina, která popisuje celkový výstup viditelného světla vyzařovaného zdrojem světla do všech směrů. Měří se v lumenech (lm). Světelný tok udává, kolik světelné energie je zdrojem vyzářeno za jednotku času, a je mírou jasu zdroje světla.

• Symbol veličiny: Φ
• Jednotka: lumen, lm
• Definice: Zářivý výkon vážený křivkou V(lambda).

Světelný tok je celkové množství viditelného světla vyzářeného zdrojem světla. Zohledňuje všechny směry, ve kterých je světlo vyzařováno, a je proto mírou celkového jasu zdroje světla.

Příklad:

Běžná žárovka s příkonem 60 W má světelný tok přibližně 900 lumenů. To znamená, že lampa vyzařuje celkem 900 lumenů viditelného světla do všech směrů. LED lampa, která má rovněž světelný tok 900 lumenů, však spotřebuje pouze přibližně 10 W. 

Světelný tok se měří integrační koulí.

Osvětlenost

Osvětlenost (E) je fotometrická veličina, která popisuje světelný tok dopadající na plochu. Je definována jako světelný tok na jednotku plochy a měří se v luxech (lx). Jeden lux odpovídá jednomu lumenu na metr čtvereční (lm/m²).

• Symbol veličiny: E
• Jednotka: lm/m², lux, lx
• Definice: Podíl dopadajícího světelného toku a velikosti plochy.

Osvětlenost udává, kolik světelného toku dopadá na určitou plochu, a popisuje tak jas, který je na této ploše vnímán. Je to důležitý parametr v návrhu a technice osvětlení.

Příklad:

Za slunečného dne může být osvětlenost venku přibližně 100 000 lx. To je velmi vysoká úroveň osvětlenosti a zajišťuje jasné, dobře osvětlené podmínky.

V typické kanceláři je doporučená osvětlenost přibližně 500 lx, aby bylo vytvořeno příjemné a produktivní pracovní prostředí. Toho se často dosahuje pomocí stropních svítidel a stolních lamp.
 

Jas

Jas je fotometrická veličina, která popisuje dojem jasu, který zdroj světla vyvolává v lidském oku při pohledu z určitého směru. Je definován jako světelný tok na jednotku plochy zdroje a na jednotku prostorového úhlu. Jednotkou jasu je kandela na metr čtvereční (cd/m²).

• Symbol veličiny: L
• Jednotka: lm/(sr m²), cd/m²
• Definice: Podíl vyzářeného světelného toku a součinu plošného elementu a prostorového úhlu.

Jas udává, jak jasně se zdroj světla jeví při pohledu z určitého bodu. Zohledňuje směr a plochu zdroje světla a je mírou vnímaného jasu.

Příklad:

Počítačový monitor může mít typický jas přibližně 300 cd/m². To znamená, že monitor poskytuje příjemný a dostatečný jas pro normální pozorování.

Svítivost

Svítivost je fotometrická veličina, která popisuje světelný tok vyzařovaný zdrojem světla v určitém směru v rámci prostorového úhlu. Měří se v kandelách (cd), přičemž jedna kandela odpovídá jednomu lumenu na steradián (lm/sr).

• Symbol veličiny: I
• Jednotka: lm/sr, cd
• Definice: Podíl světelného toku vyzářeného v daném směru a elementu prostorového úhlu.

Svítivost udává, kolik světelného toku je vyzařováno ze zdroje světla v určitém směru. Je zvlášť užitečná pro popis směrového rozložení světla.

Příklad:

Výkonná LED svítilna může mít svítivost 1 000 cd, aby vytvořila soustředěný paprsek světla, který dosáhne daleko.