ce este radiometria?
radiometria este știința măsurării luminii în orice porțiune a spectrului electromagnetic. În practică, termenul este de obicei limitat la măsurarea luminii infraroșii, vizibile și ultraviolete folosind instrumente optice. Iradianța este intensitatea luminii și se măsoară în wați pe metru pătrat.
ce este fotometria?
fotometria este știința măsurării luminii vizibile în unități care sunt ponderate în funcție de sensibilitatea ochiului uman. Este o știință cantitativă bazată pe un model statistic al răspunsului vizual uman la lumină – adică percepția noastră asupra luminii – în condiții atent controlate. Echivalentul fotometric al strălucirii se numește iluminare și se măsoară în lumeni pe metru pătrat (Lux).
sistemul vizual uman
sistemul vizual uman răspunde la lumina din spectrul electromagnetic cu lungimi de undă cuprinse între 380 și 770 nanometri (nm). Vedem lumina de diferite lungimi de undă ca un continuum de culori care variază prin spectrul vizibil: 650 nm este roșu, 540 nm este verde, 450 nm este albastru și așa mai departe.
sensibilitatea ochiului uman la lumină variază în funcție de lungimea de undă. O sursă de lumină cu o iradiere de un Watt/m2 de lumină verde, de exemplu, apare mult mai strălucitoare decât aceeași sursă cu o iradiere de un Watt / m2 de lumină roșie sau albastră. În fotometrie, nu măsurăm wați de energie radiantă. Mai degrabă, încercăm să măsurăm impresia subiectivă produsă prin stimularea sistemului vizual ochi-creier uman cu energie radiantă.
această sarcină este complicată imens de răspunsul neliniar al ochiului la lumină. Variază nu numai în funcție de lungimea de undă, ci și de cantitatea de flux radiant, indiferent dacă lumina este constantă sau pâlpâitoare, complexitatea spațială a scenei fiind percepută, adaptarea irisului și a retinei, starea psihologică și fiziologică a observatorului și o serie de alte variabile
cu toate acestea, impresia subiectivă de a vedea poate fi cuantificată pentru condiții de vizualizare „normale”. În 1924, Comisia Internațională de Eclairage (Comisia Internațională pentru iluminare, sau CIE) a cerut peste o sută de observatori să se potrivească vizual cu „luminozitatea” surselor de lumină monocromatice cu lungimi de undă diferite în condiții controlate. Luând o medie a măsurătorilor rezultă așa-numitul răspuns Fotopic al Observatorului uman ‘mediu’ perceput, așa cum se arată în graficul de mai jos:
curba din stânga arată răspunsul la niveluri scăzute de lumină. Schimbarea sensibilității apare deoarece două tipuri de fotoreceptori, conuri și tije, sunt responsabile pentru răspunsul ochiului la lumină. Curba din dreapta arată răspunsul ochiului în condiții normale de iluminare și acest lucru se numește răspuns Fotopic. Conurile răspund la lumină în aceste condiții și sunt, de asemenea, responsabile pentru percepția culorii umane.
curba din stânga arată răspunsul ochilor la niveluri scăzute de lumină și se numește răspuns Scotopic. La un nivel scăzut de lumină, tijele sunt cele mai active, iar ochiul uman este mai sensibil la orice cantitate de lumină prezentă, dar este mai puțin sensibil la gama de culori. Tijele sunt foarte sensibile la lumină, dar sunt compuse dintr-un singur pigment foto, care reprezintă pierderea capacității de a discrimina culoarea.
conversia dintre unitățile fotometrice care iau în considerare fiziologia umană și unitățile radiometrice drepte este dată de următoarele: (unitate fotometrică) = (unitate radiometrică) x (683) x V (?) unde V (?) este ‘răspunsul Fotopic’ arătat mai devreme și ne spune practic cât de eficient ochiul preia anumite lungimi de undă ale luminii.
răspunsul Fotopic este o funcție a lungimii de undă a luminii și astfel pentru a converti de la unități radiometrice la unități fotometrice necesită mai întâi cunoașterea sursei de lumină. Dacă sursa este specificată ca având o anumită temperatură de culoare, putem presupune că emisia sa de strălucire spectrală este aceeași cu un radiator perfect al corpului negru și folosiți legea lui Planck definită mai devreme.
sursele artificiale, în general, nu au aceeași distribuție spectrală ca un corp negru perfect, dar pentru scopurile noastre le vom considera egale. Graficul de mai sus descrie strălucirea spectrală a mai multor radiatoare de corp negru. Dacă luăm în considerare Evaluarea Fotopică a unei radiații a corpului negru la o temperatură de T=2045K.
integrarea produsului emitenței luminii de către funcția Fotopică asigură conversia de la un semnal Radiometric la un fotometric.
explorați gama noastră de produse conexe de mai jos…