3.6. Дополнительные световые величины

Классическая фотометрия, основы которой были заложены П. Бугером и И. Ламбертом в XVIII веке, рассматривала стацио­нарные процессы излучения и его воздействие в течение больших промежутков времени. Однако уже давно были выявлены процессы, в которых дли­тельность свечения играла существенную роль. Например, проблесковые огни плавающих буев и бакенов – один из видов навигацион­ной ориентации корабля в море, в темное время суток периодически вспыхивают на десятые доли секунды. Для раздельного восприятия таких световых вспышек темновые паузы должны иметь определенную длительность.

Эффективность работы проблесковых огней зависит не только от их максимальной силы света (или от освещенно­сти на зрачке наблюдателя), но и от длитель­ности проблеска и изменения силы света (или освещенности на зрачке) за время свечения. Поэтому фо­тометрические характеристики проблескового огня не исчерпываются максимальной силой света за вспышку. При фотометрической оценке подобных огней учитывают инерционные свойства глаза и время, в течение которого свет воздействует на глаз: силу света ис­точника (или освещенность на зрачке наблюдателя) умножают на длитель­ность свечения.

В качестве другого примера можно привести импульсные источники света, которые получают все более широкое распространение. Длительность свечения таких источников измеряется тысячными или милли­онными долями секунды. Мгновенные значения сил света (световых пото­ков, освещенностей), характеризующих мощность этих источни­ков, очень велики, но не это является определяющим в том эффекте, который они оказывают на инерционные приемники (глаз человека, светочувствительный фотографический слой). Самое существенное значение здесь имеет время дей­ствия света и его попадания на светочувствительный элемент в момент активации последнего, поэтому для описания импульсных источников часто используют производные величины, равные произведению силы света (светового потока, освещенности) на время излучения.

При характеристике излучения импульсного источника, надо строго различать, о чем идет речь: о переменной мощно­сти (которая, возрастая от нуля, за доли се­кунды достигает максимального значения, а затем падает до нуля) или об энергии импульса (которая представляет собой интеграл от мощности по времени излучения). В видеокамере, в фотохимических процессах (фотография, фотосинтез) результат будет определяться не только освещенностью светочувствитель­ного слоя, но и произведением освещенности на время, в течение которого она воздействовала. Производные от основных величин приобретают все большее значение и все чаще используются на практике, поэтому в фотометрическую систему световых величин следует включить ряд новых, и, в первую очередь, те, что перечислены ниже.

Световая энергия (Q) пропорциональна произведе­нию светового потока F на время t излучения и измеряется в лм×с:

Q=F×t. (1.3.20)

Экспозиция, или количество освещения (Н) пропорцио­нальна произведению освещенности Е на время t освещения и измеряется в лк×с:

H=E×t. (1.3.21)

Если в это уравнение подставить Е=F/S, то получим

H=Q/S, (1.3.22)

т.е. экспозиция характеризует поверхностную плотность лучистой энергии.