Co To jest Radiometria?
Radiometria jest nauką pomiaru światła w dowolnej części widma elektromagnetycznego. W praktyce termin ten jest zwykle ograniczony do pomiaru światła podczerwonego, widzialnego i ultrafioletowego za pomocą przyrządów optycznych. Natężenie promieniowania jest natężeniem światła i jest mierzona w watach na metr kwadratowy.
co to jest fotometria?
fotometria jest nauką pomiaru światła widzialnego w jednostkach, które są ważone zgodnie z czułością ludzkiego oka. Jest to nauka ilościowa oparta na statystycznym modelu wizualnej reakcji człowieka na światło – czyli naszej percepcji światła – w starannie kontrolowanych warunkach. Fotometryczny odpowiednik promieniowania nazywa się natężeniem oświetlenia i jest mierzony w lumenach na metr kwadratowy (Lux).
ludzki układ wzrokowy
ludzki układ wzrokowy reaguje na światło w widmie elektromagnetycznym o długościach fal od 380 do 770 nanometrów (nm). Widzimy światło o różnych długościach fal jako kontinuum kolorów w zakresie widma widzialnego: 650 nm to czerwony, 540 nm to zielony, 450 nm to niebieski i tak dalej.
wrażliwość ludzkiego oka na światło zmienia się w zależności od długości fali. Na przykład źródło światła o natężeniu promieniowania wynoszącym jeden wat/m2 zielonego światła wydaje się znacznie jaśniejsze niż to samo źródło o natężeniu promieniowania wynoszącym jeden wat/m2 czerwonego lub niebieskiego światła. W fotometrii nie mierzymy watów energii promieniowania. Staramy się raczej zmierzyć subiektywne wrażenie wywołane przez stymulowanie układu wzrokowego ludzkiego oka-mózgu energią promienną.
zadanie to jest ogromnie skomplikowane przez nieliniową reakcję oka na światło. Różni się nie tylko długością fali, ale także ilością strumienia promieniowania, czy światło jest stałe, czy migotanie, przestrzenną złożonością postrzeganej sceny, adaptacją tęczówki i siatkówki, stanem psychologicznym i fizjologicznym obserwatora i wieloma innymi zmiennymi
niemniej jednak subiektywne wrażenie widzenia można określić ilościowo dla „normalnych” warunków oglądania. W 1924 roku Międzynarodowa Komisja oświetleniowa (Commission Internationale d ’ Eclairage, CIE) poprosiła ponad stu obserwatorów o wizualne dopasowanie „jasności” monochromatycznych źródeł światła o różnych długościach fal w kontrolowanych warunkach. Wykonanie średniej z pomiarów skutkuje tzw. fotopową odpowiedzią postrzeganego „przeciętnego” człowieka obserwatora, jak pokazano na poniższym wykresie:
krzywa po lewej stronie pokazuje reakcję na niski poziom światła. Zmiana czułości występuje, ponieważ dwa rodzaje fotoreceptorów, stożki i pręty, są odpowiedzialne za reakcję oka na światło. Krzywa po prawej stronie pokazuje reakcję oka w normalnych warunkach oświetleniowych i nazywa się to reakcją Fotopową. Stożki reagują na światło w tych warunkach i są również odpowiedzialne za postrzeganie kolorów przez człowieka.
krzywa po lewej stronie pokazuje reakcję oczu na niski poziom światła i nazywa się odpowiedzią Scotopic. Przy niskim poziomie światła pręty są najbardziej aktywne, a ludzkie oko jest bardziej wrażliwe na każdą ilość światła, które jest obecne, ale jest mniej wrażliwe na zakres kolorów. Pręty są bardzo wrażliwe na światło, ale składają się z pojedynczego pigmentu FOTOGRAFICZNEGO, co odpowiada za utratę zdolności do rozróżniania kolorów.
konwersję między jednostkami fotometrycznymi uwzględniającymi fizjologię człowieka a prostymi jednostkami radiometrycznymi podaje się następująco: (Jednostka fotometryczna) = (Jednostka radiometryczna) x (683) x V (?gdzie V(?) jest „odpowiedzią Fotopową”, pokazaną wcześniej i zasadniczo mówi nam, jak skutecznie oko odbiera określone długości fal światła.
reakcja Fotopowa jest funkcją długości fali światła, więc konwersja z jednostek radiometrycznych na jednostki fotometryczne wymaga najpierw znajomości Źródła światła. Jeśli źródło jest określone jako posiadające określoną temperaturę barwową, możemy założyć, że jego widmowa emisja promieniowania jest taka sama jak idealnego czarnego promiennika ciała i użyć zdefiniowanego wcześniej prawa Plancka.
sztuczne źródła w ogóle nie mają takiego samego rozkładu widmowego jak doskonałe ciało czarne, ale dla naszych celów uznamy je za równe. Powyższy wykres przedstawia spektralne promieniowanie kilku czarnych grzejników ciała. Jeśli weźmiemy pod uwagę Fotopową ocenę promieniowania ciała Czarnego w temperaturze T=2045K.
Integracja iloczynu emitancji światła przez funkcję Fotopową zapewnia konwersję z sygnału Radiometrycznego na fotometryczny.
Poznaj naszą ofertę powiązanych produktów poniżej…