Valor de la luz

Valor de luz - valor fotométrico reducido , formado a partir del valor fotométrico de energía utilizando la sensibilidad espectral relativa de un tipo especial - la eficiencia luminosa espectral relativa de la radiación monocromática para la visión diurna [1] . Los valores de luz difieren de los valores de energía en que caracterizan la luz, teniendo en cuenta su capacidad para causar sensaciones visuales en una persona. Forman un sistema de cantidades fotométricas ligeras. $V(\lambda)$

Como unidades para medir las cantidades de luz, se utilizan unidades de luz especiales, basadas en la unidad de intensidad luminosa " candela ". A su vez, la candela es una de las siete unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades (SI) .

Las cantidades de luz se denotan con las mismas letras que las cantidades de energía de las que se forman, pero se proporcionan con el índice " ", por ejemplo ,. $v$ $X_{v}$

Radiación monocromática

En el caso de radiación monocromática con una longitud de onda , la relación que relaciona la cantidad de luz con la cantidad de energía tiene la forma $\lambda$ $X_{v}(\lambda)$ $X_{e}(\lambda)$

X_{v}(\lambda )=K_{m}\cdot X_{e}(\lambda )V(\lambda ),

donde es el valor máximo de la eficiencia luminosa espectral de la radiación monocromática (equivalente fotométrico de la radiación), que es igual a 683 lm /W en el Sistema Internacional de Unidades (SI) [2] [3] . Teniendo en cuenta este valor, la relación original toma la forma $K_{m}$

X_{v}(\lambda )=683\cdot X_{e}(\lambda )V(\lambda ).

La función en su significado físico es una dependencia espectral relativa de la sensibilidad del ojo humano, su máximo se ubica en una longitud de onda de 555 nm . La función se normaliza para que su valor máximo sea igual a uno. Así, de lo dicho se sigue que el valor de la cantidad de luz de la radiación monocromática es proporcional al valor de la cantidad de energía ya la sensibilidad del ojo. $V(\lambda)$

Caso general

En un caso más general, cuando la radiación ocupa una región relativamente amplia del espectro, esta región se puede dividir en un gran número de pequeñas partes, cada una de las cuales se ubica entre y y tiene un ancho de . La radiación que incide sobre cualquiera de estas partes se puede considerar monocromática con los valores de cantidad de luz y energía - . Habiendo escrito la relación anterior para cada parte del rango espectral y sumando (más precisamente, integrando), obtenemos lo siguiente: $\lambda$ ${\ estilo de visualización \ lambda + d \ lambda}$ $d\lambda$ $dX_{v}(\lambda)$ $dX_{e}(\lambda)$

X_{v}=683\cdot \int \limits _{380~{\text{nm))}^{780~{\text{nm))}V(\lambda )\,dX_{e} (\lambda).

Para lo que sigue, es conveniente introducir en consideración la densidad espectral de la cantidad de energía. La densidad espectral de una cantidad se define como la relación de la cantidad por pequeño intervalo espectral entre y al ancho de este intervalo: $X_{{e,\lambda}}(\lambda)$ $X_{e}$ $dX_{e}(\lambda ),$ $\lambda$ ${\ estilo de visualización \ lambda + d \ lambda,}$

X_{e,\lambda }(\lambda )={\frac {dX_{e}(\lambda )}{d\lambda )).

Usando esta definición en el integrando, obtenemos la relación final para la conexión de la cantidad de luz con la cantidad de energía correspondiente, que es válida en el caso general:

X_{v}=683\cdot \int \limits _{380~{\text{nm))}^{780~{\text{nm))}X_{e,\lambda }(\lambda ) V(\lambda )\,d\lambda .

Densidad espectral de una cantidad de luz

La densidad espectral de una cantidad fotométrica de luz se determina de manera similar a la densidad espectral de una cantidad de energía: es la relación de la cantidad por pequeño intervalo espectral ubicado entre y al ancho de este intervalo: $X_{v}$ $dX_{v}(\lambda ),$ $\lambda$ ${\ estilo de visualización \ lambda + d \ lambda,}$

X_{v,\lambda }(\lambda )={\frac {dX_{v}(\lambda )}{d\lambda )).

La densidad espectral de una cantidad se denota con una letra que representa la cantidad correspondiente, con un subíndice que indica la coordenada espectral. Este último puede ser no solo la longitud de onda, sino también la frecuencia , la energía de un cuanto de luz , el número de onda , y otros [4] .

Cantidades básicas de luz

En la tabla se proporciona información sobre las principales cantidades de luz y sus contrapartes energéticas .

Cantidades fotométricas de luz SI

Nombre	Designación de valor	Definición	Notación de unidades SI	Análogo de energía
energia luminosa	$Q_{v}$	$K\int _{380~{\text{nm))}^{780~{\text{nm))}Q_{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )\,d\ lambda$	yo soy _	energía de radiación
Flujo de luz	$\Phi _{v}$	$\Phi _{v}={\frac {dQ_{v}}{dt}}$	estoy	flujo de radiación
El poder de la luz	$yo_{v}$	$I_{v}={\frac {d\Phi _{v}}{d\Omega }}$	discos compactos	Fuerza de radiación (fuerza de energía de la luz)
Densidad volumétrica de la energía luminosa.	$U_{v}$	$U_{v}={\frac{dQ_{v}}{dV}}$	lm s m −3	Densidad de energía de radiación volumétrica
Luminosidad	$M_{v}$	$M_{v}={\frac{d\Phi_{v}}{dS_{1}}}$	lm m −2	Luminosidad energética
Brillo	$L_{v}$	$L_{v}={\frac {d^{2}\Phi_{v}}{d\Omega \,dS_{1}\cos \varepsilon }}$	cd m −2	Brillo de energía
Brillo integral	$\Lambda _{v}$	$\Lambda _{v}=\int _{0}^{t}L_{v}(t')dt'$	cd s m −2	Brillo de energía integral
iluminación	$E_{v}$	$E_{v}={\frac{d\Phi_{v}}{dS_{2}}}$	OK	Irradiación
exposición a la luz	$H_{v}$	$H_{v}={\frac{dQ_{v}}{dS_{2}}}$	lx s	exposición a la energía
Densidad espectral de la energía luminosa.	$Q_{{v,\lambda}}$	$Q_{{v,\lambda }}={\frac{dQ_{v}}{d\lambda }}$	lm s metro -1	Densidad de energía espectral de la radiación

Aquí , es el área del elemento de superficie fuente, es el área del elemento de superficie receptor y es el ángulo entre la normal al elemento de superficie fuente y la dirección de observación. $dS_{1}$ $dS_{2}$ $\varepsilon$

Notas

↑ GOST 8.332-78. Sistema estatal para asegurar la uniformidad de las mediciones. Medidas de luz. Valores de la eficiencia luminosa espectral relativa de la radiación monocromática para visión diurna. (enlace no disponible) . Fecha de acceso: 19 de julio de 2012. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2013. (indefinido)
↑ El número 683 lm/W es un valor aproximado , un valor más exacto es 683.002 lm/ W. Vea el artículo de Kandela para más detalles . $K_{m}$
↑ GOST 8.417-2002. Sistema estatal para asegurar la uniformidad de las mediciones. Unidades de cantidades. (enlace no disponible) . Consultado el 19 de julio de 2012. Archivado desde el original el 10 de noviembre de 2012. (indefinido)
↑ GOST 7601-78. óptica física. Términos, designaciones de letras y definiciones de cantidades básicas . Archivado el 30 de noviembre de 2021 en Wayback Machine .

Cantidades de luz
energia luminosa Flujo de luz Brillo El poder de la luz Luminosidad iluminación iluminación espacial iluminación exposición a la luz Exposición a la luz espacial Densidad volumétrica de la energía luminosa. Brillo integral Densidad volumétrica de la energía luminosa. Densidad de volumen de la intensidad de la luz. Brillo equivalente