Hvad er radiometri?
radiometri er videnskaben om måling af lys i enhver del af det elektromagnetiske spektrum. I praksis er udtrykket normalt begrænset til måling af infrarødt, synligt og ultraviolet lys ved hjælp af optiske instrumenter. Bestråling er lysets intensitet og måles i vand pr. kvadratmeter.
Hvad er fotometri?
fotometri er videnskaben om måling af synligt lys i enheder, der vægtes i henhold til følsomheden af det menneskelige øje. Det er en kvantitativ videnskab baseret på en statistisk model af det menneskelige visuelle respons på lys – det vil sige vores opfattelse af lys – under nøje kontrollerede forhold. Den fotometriske ækvivalent af udstråling kaldes belysning og måles i lumen pr.
det menneskelige visuelle system
det menneskelige visuelle system reagerer på lyset i det elektromagnetiske spektrum med bølgelængder fra 380 til 770 nanometer (nm). Vi ser lys med forskellige bølgelængder som et kontinuum af farver, der spænder gennem det synlige spektrum: 650 nm er rød, 540 nm er grøn, 450 nm er blå og så videre.
det menneskelige øjes følsomhed over for lys varierer med bølgelængde. En lyskilde med en bestråling af en vand/m2 grønt lys forekommer for eksempel meget lysere end den samme kilde med en bestråling af en vand/m2 rødt eller blåt lys. I fotometri måler vi ikke vand af strålingsenergi. Snarere forsøger vi at måle det subjektive indtryk, der produceres ved at stimulere det menneskelige øje-hjerne visuelle system med strålende energi.
denne opgave kompliceres enormt af øjets ikke-lineære respons på lys. Det varierer ikke kun med bølgelængde, men også med mængden af strålingsstrøm, uanset om lyset er konstant eller flimrende, scenens rumlige kompleksitet opfattes, tilpasningen af iris og nethinden, observatørens psykologiske og fysiologiske tilstand og en række andre variabler
ikke desto mindre kan det subjektive indtryk af at se kvantificeres for “normale” synsforhold. I 1924 blev den Commission Internationale d ‘ Eclairage (International Commission on Illumination, eller CIE) bad over hundrede observatører om visuelt at matche “lysstyrken” af monokromatiske lyskilder med forskellige bølgelængder under kontrollerede forhold. At tage et gennemsnit af målingerne resulterer i den såkaldte Fotopiske respons fra den opfattede ‘gennemsnitlige’ menneskelige observatør som vist i nedenstående graf:
kurven til venstre viser svaret på lave lysniveauer. Skiftet i følsomhed opstår, fordi to typer fotoreceptorer, kegler og stænger, er ansvarlige for øjets respons på lys. Kurven til højre viser øjets respons under normale lysforhold, og dette kaldes det Fotopiske respons. Keglerne reagerer på lys under disse forhold, og de er også ansvarlige for menneskets farveopfattelse.
kurven til venstre viser øjnene respons på lave niveauer af lys og kaldes Scotopic respons. Ved lavt lysniveau er stængerne mest aktive, og det menneskelige øje er mere følsomt over for enhver mængde lys, der er til stede, men er mindre følsom over for farveområdet. Stænger er meget følsomme over for lys, men består af et enkelt fotopigment, der tegner sig for tabet i evnen til at diskriminere farve.
omdannelsen mellem fotometriske enheder, der tager hensyn til menneskelig fysiologi og lige radiometriske enheder, er givet ved følgende: (fotometrisk enhed) = (radiometrisk enhed) * (683) * v(?) hvor V (?) er det’ Fotopiske svar’, der er vist tidligere og fortæller os dybest set, hvor effektivt øjet opfanger visse bølgelængder af lys.
det Fotopiske respons er en funktion af lysets bølgelængde, og at konvertere fra radiometriske enheder til fotometriske enheder kræver først viden om lyskilden. Hvis kilden er angivet som en bestemt farvetemperatur, kan vi antage, at dens spektrale udstrålingsemittans er den samme som en perfekt sort kropsradiator og bruge Plancks lov defineret tidligere.
kunstige kilder har generelt ikke den samme spektralfordeling som en perfekt sort krop, men til vores formål vil vi betragte dem lige. Grafen ovenfor viser den spektrale udstråling af flere sorte kropsradiatorer. Hvis vi overvejer den Fotopiske evaluering af en sort kropsstråling ved en temperatur på T=2045K.
Integration af produktet af lysemittansen ved hjælp af den Fotopiske funktion tilvejebringer omdannelsen fra et radiometrisk signal til en fotometrisk.
se vores udvalg af relaterede produkter nedenfor…