Fotometrické veličiny

Fotometrické veličiny jsou fyzikální veličiny používané ve fotometrii. Kvantitativně popisují vizuální vjem světla, které je částí elektromagnetického záření viditelného lidským okem.

Přestože popisují subjektivní vnímání, jako fyzikální veličiny jsou definovány objektivně. Vztah k radiometrickým veličinám (charakteristikám elektromagnetického záření nezávislým na lidském vnímání) je dán normativní spektrální světelnou účinností, tedy průběhem světelné účinnosti monochromatického záření odpovídajícího normálnímu lidskému vidění. Její standardní hodnoty pro oko adaptované na světlo byly přijaty Mezinárodní komisí pro osvětlení (Commission Internationale de l’éclairage, CIE) v roce 1971 a schváleny Mezinárodním výborem pro míry a váhy (Comité international des poids et mesures, CIPM) v roce 1972.^[1]

V soustavě SI mají vlastní základní veličinu, a sice svítivost se základní jednotkou kandela, a tedy i specifický fyzikální rozměr.

Fotometrické veličiny

veličina	symbol	jednotka SI	označení	poznámka
světelná energie	QV	lumen sekunda	lm·s	zářivá energie vyvolávající světelný vjem ohodnocená velikostí vjemu
světelný tok	Φ nebo F	lumen	lm (= cd·sr)	světelná energie za jednotku času procházející určitou plochou, někdy označovaný jako světelný výkon
svítivost	I nebo IV	kandela	cd (= lm·sr−1)	základní jednotka SI
jas	L nebo LV	kandela na metr čtverečný	cd·m−2	světelný tok do jednotkového prostorového úhlu na "promítnutou" jednotkovou plochu zdroje
intenzita osvětlení	EV	lux	lx (= lm·m−2)	světelný tok dopadající na plochu
intenzita světlení	HV nebo MV	lumen na metr čtverečný	lm·m−2	světelný tok emitovaný plochou zdroje
světelná účinnost	K	lumen na watt	lm·W−1	poměr světelného toku k zářivému toku

Integrální veličiny

Integrální veličiny popisují celkový účinek viditelného světla na celém rozsahu vlnové délky viditelného světla.

• světelný tok Φ, [Φ] = lm (=cd·sr)

• světlení H, [H] = lm·m⁻²

${\displaystyle H={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} S'}}}$

kde S’ je plocha, ze které světlo vychází

• osvětlení E, [E] = lx (=lm·m⁻²)

${\displaystyle E={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} S}}}$

kde S je osvětlená plocha

Prostorový úhel Ω

• svítivost I, [I] = cd

${\displaystyle I={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} \Omega }}}$

kde Ω je prostorový úhel, do kterého zdroj svítí, [Ω] = sr

pro kuželový osvětlený prostor platí

Ω = 2π(1-cosβ), kde β je poloviční vrcholový úhel kužele, do kterého zdroj svítí

• jas L, [L] = cd·m⁻²

${\displaystyle L={\frac {\mathrm {d} ^{2}\Phi }{\mathrm {d} \Omega \mathrm {d} S'}}={\frac {\mathrm {d} I}{\mathrm {d} S'}}}$

Spektrální veličiny

Spektrální veličny popisují účinek viditelného světla na určité vlnové délce λ.

• spektrální světelný tok Φ_λ, [Φ_λ] = lm·m⁻¹

${\displaystyle \Phi _{\lambda }={\frac {\mathrm {d} \Phi _{\lambda }}{\mathrm {d} \lambda }}}$

• spektrální světlení H_λ, [H_λ] = lm·m⁻³

${\displaystyle H_{\lambda }={\frac {\mathrm {d} \Phi _{\lambda }}{\mathrm {d} S'}}}$

kde S’ je plocha, ze které světlo vychází

• spektrální osvětlení E_λ, [E_λ] = lm·m⁻³

${\displaystyle E_{\lambda }={\frac {\mathrm {d} \Phi _{\lambda }}{\mathrm {d} S}}}$

kde S je osvětlená plocha

• spektrální svítivost I_λ, [I_λ] = lm·m⁻¹·sr⁻¹

${\displaystyle I_{\lambda }={\frac {\mathrm {d} \Phi _{\lambda }}{\mathrm {d} \Omega }}}$

kde Ω je prostorový úhel, do kterého zdroj svítí

• spektrální jas L_λ, [L_λ] = cd·m⁻³

${\displaystyle L_{\lambda }={\frac {\mathrm {d} ^{2}\Phi _{\lambda }}{\mathrm {d} \Omega \mathrm {d} S}}={\frac {\mathrm {d} I_{\lambda }}{\mathrm {d} S'}}}$

Reference

1. ČSN ISO 31-6 VELIČINY A JEDNOTKY, Část 6: Světlo a příbuzná elektromagnetická záření. Položky 6-36, 6-37. Český normalizační institut, Praha. Listopad 1995.

Externí odkazy

• Mezinárodní úřad pro míry a váhy, 2019: Principles governing photometry, 2. vydání (PDF). Zpráva, která uvádí přesné vzájemné vztahy radiometrických a fotometrických veličin pro fotopické, skotopické i mezopické vidění i vztah k základním kolorimetrickým veličinám, doplňující aktuální Příručku SI (anglicky)