Radiometrické a fotometrické veličiny
Elektromagnetické záření je nositelem energie, která se šíří od zdroje, v němž se přeměňuje přiváděná energie (elektrická, chemická apod.) v energii záření. Vyzařování a přenos energie zářením všech vlnových délek spektra zkoumá radiometrie, elektromagnetickým zářením v optickém pásmu se zabývá fotometrie.Výkon zdroje se udává v jednotkách W.
Které radiometrické veličiny odpovídají fotometrickým je zapsáno v tabulce.
radiometrická veličina | symbol | jednotka | fotometrická veličina | symbol | jednotka |
---|---|---|---|---|---|
zářivost | [math]\displaystyle{ I }[/math] | W·sr−1 (watt na steradián) | svítivost | [math]\displaystyle{ I }[/math] | cd (kandela) |
zářivý tok | [math]\displaystyle{ \Phi_e }[/math] | W (watt) | světelný tok | [math]\displaystyle{ \Phi }[/math] | lm (lumen) |
intenzita ozáření | [math]\displaystyle{ E_e }[/math] | W·m−2 (watt na metr čtverečný) | osvětlení | [math]\displaystyle{ E }[/math] | lx (lux) |
zář | [math]\displaystyle{ L_e }[/math] | W.sr-1.m-2 (watt na steradián na metr čtvečný) | jas | [math]\displaystyle{ L }[/math] | nt (nit) |
expozice | [math]\displaystyle{ H_e }[/math] | W.s.m-2 (watt sekunda na metr čtverečný) | osvit | [math]\displaystyle{ H }[/math] | lx.s |
Radiometrické veličiny[upravit | editovat zdroj]
Radiometrické veličiny jsou definovány pro všechny druhy elektromagnetického záření. Používají se i u druhů záření, které nelze vnímat lidským okem.
Zářivost vyjadřuje schopnost daného přibližně bodového zdroje vyzařovat ve sledovaném směru, je určena podílem elementárního zářivého toku a elementárního prostorového úhlu, v němž je tento tok vyzařován.
Zářivý tok vyjadřuje výkon přenášený zářením, jde tedy o množství vyzářené energie vztažené na velmi krátký časový interval (tedy o derivaci podle času).
Intenzita ozáření vyjadřuje výkon dopadající na plochu.
Zář je určena podílem zářivostí elementární plošky zdroje ve zvoleném směru a kolmého průměru plošky v tomto směru.
Expozice plošná hustota zářivé energie, která dopadla na danou plochu v časovém intervalu od to= 0 do t – je to součin střední intenzity ozáření a doby, po kterou ozáření působí.
Pro radiometrické veličiny platí analogické vztahy jako pro fotometrické.
Fotometrické veličiny[upravit | editovat zdroj]
Fotometrické veličiny jsou omezeny pouze na záření viditelné lidským okem. Jsou definovány podle Spektrální citlivost lidského oka a jsou tudíž závislé na barevném složení zkoumaného záření (lidské oko je nejcitlivější na žlutozelené světlo o vlnové délce 555 nm). Jsou historicky starší než radiometrické.
Svítivost udává prostorovou hustotu světelného toku zdroje v různých směrech. Svítivost lze určit pouze pro bodový zdroj, tj. pro zdroj, jehož rozměry jsou zanedbatelné v porovnání se vzdáleností zdroje od kontrolního bodu. Vyjadřuje schopnost přibližně bodového zdroje vyvolat v daném směru zrakový vjem. Svítivost je základní fotometrická veličina.
Světelný tok vyjadřuje množství světelné energie, kterou přenese záření nebo zdroj vyzáří za časovou jednotku s přihlédnutím k citlivosti průměrného lidského oka na různé vlnové délky světla. Vyjadřuje schopnost zářivého toku vyvolat zrakový vjem.
Osvětlení je určeno podílem světelného toku a obsahu plošky, na kterou tento tok dopadá.
Jas je určen podílem svítivosti elementární plošky zdroje ve zvoleném směru a kolmého průmětu plošky v tomto směru.
Osvit plošná hustota světelného množství, které dopadlo na danou plochu v časovém intervalu od t0 = 0 do t – je to součin středního osvětlení a doby t, po kterou osvětlení působí.
[math]\displaystyle{ \Delta \Omega = \frac{\Delta S}{r^2} }[/math]
[math]\displaystyle{ I= \frac{\Delta \Phi}{\Delta \Omega} }[/math]
[math]\displaystyle{ E=\frac{\Delta \Phi}{\Delta S} }[/math]
[math]\displaystyle{ E=\frac{\Delta \Phi}{\Delta S}=\frac{\Delta \Phi}{\Delta \Omega \cdot r^2}=\frac{I}{r^2} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \Delta \Omega }[/math] = prostorový úhel (sr),
- [math]\displaystyle{ \Delta S }[/math] = povrch zobrazení,
- [math]\displaystyle{ r }[/math] = poloměr světelného kužele,
- [math]\displaystyle{ I }[/math] = svítivost,
- [math]\displaystyle{ \Delta \Phi }[/math] = světelný tok,
- [math]\displaystyle{ E }[/math] = osvětlení.
Odkazy[upravit | editovat zdroj]
Související články[upravit | editovat zdroj]
- Fotometrie
- Absorpce světla
- Beerův zákon
- Lambert-Beerův zákon
- Světlolomný systém oka
- Refrakční vady
- Způsoby korekce refrakčních vad
- Světlocitlivé buňky a jejich funkce
- Spektrální citlivost lidského oka
- Žárovky, luminiscenční zdroje záření, výbojky
- Lasery
- Detektory optického záření
Externí odkazy[upravit | editovat zdroj]
Použitá literatura[upravit | editovat zdroj]
- NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA, et al. Medicínská biofyzika. 1. vydání. Praha : Grada, 2005. 524 s. ISBN 80-247-1152-4.
- HRAZDIRA, Ivo a Vojtěch MORNSTEIN. Lékařská biofyzika a přístrojová technika. 1. vydání. Brno : Neptun, 2001. 396 s. ISBN 80-902896-1-4.