Radiometrické a fotometrické veličiny

Z WikiSkript

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.

Grafické znázornění prostorového úhlu

[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]

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.