[Admin]

Светотехника, область науки и техники, предмет которой — исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения, измерения характеристик оптического излучения (света) и преобразования энергии света в др. виды энергии. С. охватывает также вопросы конструкторской и технологические разработки источников света (ИС), осветительных, облучательных и светосигнальных приборов и устройств, систем управления ИС, вопросы нормирования, проектирования, устройства и эксплуатации светотехнических установок. Кроме того, С. связана с изучением воздействия естественного и искусственного света на вещество и живые организмы. Термин «С.» в современном широком понимании стал употребляться в научной и технической литературе с 20-х гг. 20 в. До этого содержание понятия «С.» ограничивалось лишь вопросами освещения (см. Светильник).

Становление С. было связано с развитием физической и геометрической оптики, физиологии, учения об электричестве и магнетизме. Большое значение для формирования С. имели работы И. Ньютона, И. Ламберта, М. В. Ломоносова, Т. Юнга, В. В. Петрова, Я. Пуркине, Г. Гельмгольца и др. учёных — физиков, физиологов и электротехников. Фундаментальный вклад в С. был сделан в начале 18 в. П. Бугером, сформулировавшим основы фотометрии (в книге «Оптический трактат о градации света»). Важной вехой в развитии С. явился переход к электрическим ИС. В 1872 А. Н. Лодыгин создал лампу накаливания, которая в дальнейшем была усовершенствована Т. Эдисоном. В 1876 П. Н. Яблочков изобрёл дуговую угольную лампу (без регулятора расстояния между электродами) — т. н. свечу Яблочкова. Последующий прогресс в С. связан с разработкой люминесцентных ламп, газоразрядных ламп высокого давления (см. Газоразрядные источники света), галогенных ламп накаливания. Работы по С. способствовали, в свою очередь, развитию электроники и становлению квантовой электроники.

В С., в соответствии с областями использования света, различают осветительные, облучательные и светосигнальные установки (и соответствующие световые приборы). Осветительные установки создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (видение), дающее около 90% информации, получаемой человеком от окружающего его предметного мира. В СССР на искусственное освещение расходуется 10—12% вырабатываемой электроэнергии (установлено около 650 млн. световых точек); в США — 18%.

Облучательные установки используют для различных незрительных воздействий на человека, животных и растения, а также в разнообразных производственных процессах. Облучение живых организмов ультрафиолетовым (УФ), видимым и инфракрасным (ИК) светом улучшает (или обеспечивает) жизненно важные морфофункциональные процессы, такие, как обмен веществ, кроветворение, регуляция сердечно-сосудистой деятельности, фотосинтез (у растений), а также повышает сопротивляемость организма заболеваниям. СССР занимает ведущее место в мире по использованию УФ излучения в детских учреждениях и больницах, находящихся в сев. районах (см. Светолечение). Значительный санационный эффект даёт бактерицидное облучение (см. Ртутная лампа), уничтожающее вредоносных бактерий и снижающее количество заболеваний в 1,5—2 раза. УФ облучение используется для обеззараживания воды и пищевых продуктов. Облучательные установки успешно используются для физиотерапии («кварц», «солюкс» и т. д.). Существенный экономический эффект дают облучательные установки в с.-х. производстве. УФ облучение скота и птицы на 7—15% увеличивает их продуктивность: удои, яйценоскость, привес. Искусственный свет используют при промышленном выращивании овощей, ягод, фруктов в теплицах и оранжереях. Облучательные установки применяют в фотолитографии (см. Планарная технология), для сушки лакокрасочных покрытий, в фотохимических и др. технологических процессах.

Светосигнальные установки служат для передачи кодированной (условной) информации — в виде сигналов, создаваемых светофорами дорожными, маяками, огнями судовыми, посадочными и др. сигнальными приборами; воспринимаются эти сигналы глазом или др. приёмниками излучения (например, фотоэлементами).

Важная область С. — измерения характеристик света (см. Световые измерения, Фотометрия, Колориметрия), а также нормирование светотехнических установок (см., например, Освещение городов).

Наряду с традиционными задачами современная С. решает задачи: создания комфортной световой среды, обеспечивающей весь комплекс информационного, морфофункционального, санационного и пр. действий света; использования света как эффективного и рентабельного средства индустриализации с.-х. производства; применения света в качестве технологического средства в промышленности; создания ИС, в которых реализуются процессы хемилюминесценции и электролюминесценции, применяются полупроводниковые и радиоизотопные материалы.

Сов. светотехническая школа занимает видное место в мировой С. Значительный вклад в её развитие внесли С. И. Вавилов (люминесценция, действия света), М. А. Шателен (фотометрия, нормирование светотехнических установок), С. О. Майзель (физические основы процесса зрения), А. А. Гершун (теоретическая фотометрия, расчёты светового поля), П. М. Тиходеев (нормирование светотехнических установок, световые эталоны и измерения), В. В. Мешков (принципы нормирования и проектирования осветительных установок), Н. М. Гусев и В. А. Дроздов (строительная С.). В СССР светотехнического исследования и разработки ведутся во многих научных и учебных центрах и проектных институтах. Среди них: Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический светотехнический институт (ВНИСИ, Москва), Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт источников света (ВНИИИС, Саранск), светотехнической лаборатории НИИ охраны труда ВЦСПС (Ленинград, Иваново и др.), кафедра светотехники Московского энергетического института и др.

СССР — член Международной комиссии по освещению и Международной электротехнической комиссии. Материалы по вопросам С. публикуются в журналах «Светотехника» (с 1932), «Light and lightning and environmental design» (L., с 190, «Lux» (P., с 192, «Lighting design and application» (N. Y., с 1906) и др.



Лит.: Справочная книга по светотехнике [в. 1—2], М., 1956—58; Мешков В. В., Основы светотехники, ч. 1—2, М. — Л., 1957—61; Рохлин Г. Н., Газоразрядные источники света, М. — Л., 1966; Тиходеев П. М., Световые измерения в светотехнике, 2 изд., М. — Л., 1962; Гуторов М. М., Основы светотехники и источники света, М., 1968; Айзенберг Ю. Б., Ефимкина В. Ф., Осветительные приборы с люминесцентными лампами, М., 1968; Мешков В. В., Епанешников М. М., Осветительные установки, М., 1972; Кнорринг Г. М., Светотехнические расчеты в установках искусственного освещения, [Л.], 1973; Гусев Н. М., Макаревич В. Г., Световая архитектура, М., 1973.

С. Г. Юров.

С. кинематографии — отрасль С., решающая разнообразные задачи применения света на всех этапах кинематографического процесса, а также соответствующих световых измерений. С. в кинематографии разделяют на С. киносъёмки, С. копирования (печати) фильмов и С. кинопроекции.

С. киносъёмки включает разработку и применение: источников света и осветит, приборов для киносъёмочного освещения; осветительных систем и киноэкранов для специальных видов киносъёмки (например, комбинированной киносъёмки), светофильтров; светоизмерительной аппаратуры для исследования свойств светочувствительных материалов, параметров источников света и осветительных приборов и условий освещения при киносъёмке. Средствами С. при киносъёмке, в том числе в особых условиях, например в тумане или под водой (при подводной киносъёмке), решаются различные экспозиционные, а также художественно-творческие задачи.

Из киносъёмочных искусственных источников света наиболее удобны в эксплуатации лампы накаливания (ЛН) различного типа и мощности, но с одинаковой цветовой температурой (Тцв » 3200—3250 К). Кинопрожекторные ЛН с концентрированным телом накала, мощностью 0,15—20 квт имеют световую отдачу 25—29 лм/вт и яркость ~ 107 кд/м2. Перспективны кинопрожекторные кварцево-галогенные ЛН, отличающиеся постоянством световых характеристик, простотой включения и обслуживания и другими достоинствами. Применяют также зеркальные лампы, и лампы-фары. В мощных кинопрожекторах используют открытую угольную дугу высокой интенсивности, с яркостью (5—7) X108 кд/м2. Из газоразрядных источников света применяют в основном кинопроекционные ксеноновые газоразрядные лампы постоянного тока и металло-галогенные лампы. Первые отличаются постоянством спектрального состава света и являются наилучшим имитатором среднего дневного света (Тцв » 5700 К); их яркость (2—10)×108 кд/м2, световая отдача 25—45 лм/вт. Вторые имеют высокую световую отдачу (70—100 лм/вт) при удовлетворительной цветопередаче; их изготовляют на Тцв 6000 и 3200 К.

В качестве киносъёмочных осветительных приборов используются прожекторы со ступенчатыми линзами (диаметром 100—870 мм) и с ЛН, имеющими широкие пределы изменения силы света и угла рассеяния (за счёт расфокусировки). Кинопрожекторы со ступенчатыми линзами и угольной дугой имеют большую силу света, но эксплуатационно менее удобны. Наиболее удобны в эксплуатации и разнообразны по характеристикам киноосветительные приборы с кварцево-галогенными ЛН.

Контроль киносъёмочного освещения осуществляется экспонометрами-яркомерами с широким (20° и более) или узким (0,5—1,5°) углом зрения и люксметрами, измеряющими освещённость основного объекта съёмки (например, лица актёра, принимаемого за диффузно отражающий объект с коэффициентом отражения около 0,3). Оценка качества цветопередачи производится измерителями цвета (колориметрами), а для отдельных участков кадра — «цветояркомерами деталей кадра» (с полем ~1°). Для изменения спектрального состава света на осветительных приборах устанавливают осветительные («коррекционные» и «эффектные») абсорбционные или интерференционные светофильтры.

С. копирования фильмов включает разработку осветительных систем и светоизмерительных приборов для различных кинокопировальных аппаратов. В качестве источников света в них наиболее употребительны кварцево-галогенные ЛН. Контроль освещения в копировальных окнах осуществляется светоизмерительными приборами, с учётом спектральной чувствительности позитивной киноплёнки.

С. кинопроекции решает светотехнические задачи, имеющие целью повышение технического качества демонстрации кинофильмов, снижение расходов, связанных с производством фильмов, упрощение обслуживания кинопроекционных установок и т. п. Для этого разрабатываются специальные кинопроекционные источники света, осветительные системы и их элементы (см. Кинопроекционный аппарат, Кинопроекционный объектив), киноэкраны (см. Кинопроекционный экран) и светоизмерительные приборы. Кроме того, определяются условия, при которых обеспечивается удовлетворительное качество восприятия киноизображения зрителями (например, необходимые значения яркости проекции, её равномерность, допуски на «засветку», качество цветопередачи и т. п.) при различных видах кинопроекции — обычной, дневной, стереоскопической и т. д.

Яркость кинопроекции на экране для затемнённых помещений нормирована: 35 кд/м2 в отсутствие кинофильма, при работающем обтюраторе кинопроектора; по ней определяют полезный световой поток кинопроектора для данных зала и киноэкрана. В профессор кинематографии эксплуатируются кинопроекторы со световыми потоками от 150 лм до 30 клм и более. В кинопроекторах с небольшим световым потоком (до 600 лм в 60-миллиметровом и до 1,3 клм в 35-миллиметровом кинопроекторах) применяют кинопроекционные ЛН с большой габаритной яркостью (~3×107 кд/м2; обычно кварцево-галогенные), часто в виде единого блока с эллипсоидным отражателем. Кинопроекторы с более высоким световым потоком (2,5—30 клм) снабжают осветителями преимущественно с кинопроекционными ксеноновыми лампами (мощностью 1—10 квт).

Измерение яркости кинопроекции и равномерности её на киноэкране производят проекционными яркомерами (с различных точек зрительного зала), освещённость киноэкрана — кинопроекционными люксметрами. Киноэкраны контролируют рефлексометрами или наборами эталонных (рабочих) образцов «коэффициентов яркости». Цветность кинопроекции измеряют фотоэлектрическими трёхцветными колориметрами и (менее точно) двухцветными измерителями цветовой температуры; для контроля источников света и оптических элементов применяют специальные фотометрические приборы.



Лит.: Баранов Г. С., Пелль В. Г., Сахаров А. А., Справочник по технике киносъемки, М., 1959; Голостенов Г. А., Дербишер Т. В., Источники света кинопроекторов, М., 1968; Голостенов Г. А., Дербишер Т. В., Светотехнический контроль киноустановок, М., 1971; Косматов Л. В., Свет в интерьере, М., 1973; Голдовский Е. М., Введение в кинотехнику, М., 1974.

Г. А. Голостенов.

Строительная С. — отрасль С., изучающая закономерности распространения и распределения в зданиях световой энергии Солнца и искусственных источников света, оптические свойства строительных материалов и конструкций, влияние света на зрительное восприятие интерьеров, эстетические функции света в архитектуре общественных зданий, площадей, городских ансамблей и т. д.; раздел строительной физики. Строительная С. понимается и как отрасль строительной техники, разрабатывающая приёмы рационального (с точки зрения эффективного использования утилитарных и художественных функций света) проектирования и строительства зданий, светопрозрачных ограждающих конструкций, солнцезащитных средств и осветительных установок. Одна из основных задач строительной С. — разработка методов светотехнического расчёта строительных объектов сообразно с требуемым уровнем освещения рабочих мест, а также с оздоровительным, тонизирующим и бактерицидным действием световой среды в диапазонах видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной частей спектра. Разделы строительной С. — естественное освещение, искусственное освещение, архитектурное освещение, инсоляция помещений и населённых мест и др.

Становление строительной С. как особой научной дисциплины относится к 50-м гг. 20 в. Развитие строительной С. обусловлено большими масштабами индустриального строительства, совершенствованием существующих и созданием новых светопропускающих материалов и конструкций, разработкой и массовым внедрением новых типов источников света.

В строительной С. при решении её задач используют: теоретические расчёты на основании установленных физических закономерностей; оценки светотехнических характеристик помещений с помощью моделей (см. Моделирование); лабораторные испытания светопропускающих строительных материалов и элементов конструкций окон, фонарей, солнцезащитных устройств; натурные наблюдения и измерения на объектах. В строительной С. широко пользуются методами фотометрии, в частности колориметрическими методами. Для исследования светотехнических характеристик элементов конструкций и моделей зданий сооружают установки типа «искусственный небосвод». Подобная установка представляет собой т. н. светомерный шар, на внутренней поверхности которого моделируется естественный небосвод, и светоприёмную камеру с проёмом, в котором устанавливается испытываемый образец.

Строительная С. находит многочисленные приложения при проектировании и строительстве городов, промышленных и с.-х. зданий, искусственных сооружений, картинных галерей, музеев, памятников, выставочных павильонов и т. д. Значение строительных С. для развития материального производства определяется тем, что установление оптимальных количественных и качественных характеристик освещения и их осуществление в строительстве способствуют росту производительности труда, улучшению качества продукции, повышению продуктивности животноводства и растениеводства.

Перспективы развития строительной С. связаны с совершенствованием нормирования естественного и искусственного освещения (с учётом комплексного воздействия свето-цветовой среды на архитектурно-художественное восприятие помещений, работоспособность и здоровье человека), с решением вопросов оптимизации параметров строительных конструкций и осветительных установок в соответствии со светотехническими, а также теплотехническими, прочностными, акустическими, аэродинамическими и др. требованиями, определяющими эксплуатационные качества зданий и микроклимат помещений.



Лит.: Гусев Н. М., Киреев Н. Н., Освещение промышленных зданий, М., 1968; Строительная светотехника, [в. 1—4], М., 1969—74; Дроздов В. А., Фонари и окна промышленных зданий, М., 1972.

М. И. Краснов.

[Admin]

Свет,

1) в узком смысле то же, что и видимое излучение, т. е. электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (7,5·1014—4,3·1014 гц, что соответствует длинам волн в вакууме от 400 до 700 нм). С. очень высокой интенсивности глаз воспринимает в несколько более широком диапазоне частот. Зависимость чувствительности среднего человеческого глаза к С. от частоты С. (спектральная чувствительность глаза) характеризуется функцией спектральной световой эффективности (т. н. кривой видности глаза). Эта функция лежит в основе всех светотехнических расчётов. Различие в частоте (или совокупности частот) световых волн в общем — но не в каждом отдельном — случае воспринимается человеком как различие в цвете (более подробно см. Цветовое зрение, Цветовые измерения).

2) С. в широком смысле — синоним оптического излучения, включающего, кроме видимого, излучение ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра (диапазон частот приблизительно 3·1011—3·1017 гц, длин волн в вакууме — от 1 мм до 1 нм). В этом т. н. оптическом диапазоне физические свойства излучения и методы его исследования характеризуются значительной степенью общности (см. Оптика). В частности, именно в оптическом диапазоне начинают отчётливо проявляться одновременно и волновые и корпускулярные свойства электромагнитного излучения. Об основных явлениях, характерных для С. и процессов его взаимодействия с веществом, см. в статьях Дифракция света. Интерференция света. Кристаллооптика, Магнитооптика, Металлооптика, Оптическая активность, Отражение света, Поглощение света, Преломление света, Поляризация света, Рассеяние света, Фотоэффект и др.



Лит. см. при ст. Оптика.

А. П. Гагарин.

[Admin]

Источники света, излучатели электромагнитной энергии в видимой (или оптической, т. е. не только видимой, но и ультрафиолетовой и инфракрасной) области спектра. Естественными И. с. являются Солнце, Луна, звёзды, атмосферные электрические разряды и др., искусственными — устройства, превращающие энергию любого вида в энергию видимых (или оптических) излучений.

Различают тепловые И. с., в которых свет возникает при нагревании тел до высокой температуры, и люминесцентные, в которых свет возникает в результате превращения тех или иных видов энергии непосредственно в оптическое излучение, независимо от теплового состояния излучающего тела. Искусственные И. с. могут подразделяться: по роду используемой энергии на химические, электрические, радиоактивные и др., по назначению на осветительные, сигнальные и т. п. Каждый из типов, в свою очередь, может классифицироваться по различным дополнительным признакам, например по конструктивно-технологическим, эксплуатационным и др.

Первые искусственные И. с. (костёр, лучина, факел) появились в глубокой древности. До конца 19 в. применялись в основном тепловые И. с., основанные на сжигании горючих веществ (свечи, масляные и керосиновые лампы, калильные сетки). Излучение в них создаётся раскалёнными в пламени мельчайшими частицами твёрдого углерода или калильными сетками. Они дают непрерывный спектр излучения. Их световая отдача очень мала и не превышает 1 лм/вт (теоретический предел для белого света около 250 лм/вт).

В конце 19 в. появились первые практически пригодные электрические И. с., в создание которых большой вклад внесли русские учёные П. Н. Яблочков, В. Н. Чиколев, А. Н. Лодыгин и др. С начала 20 в. электрическая лампа накаливания благодаря экономичности, гигиеничности и удобству в эксплуатации начинает быстро и повсеместно вытеснять И. с., основанные на сжигании. Современная электрическая лампа накаливания — тепловой И. с., в котором излучение создаётся спиралью из вольфрамовой проволоки, накалённой до высокой температуры (около 3000 К) проходящим через неё электрическим током. Лампы накаливания — наиболее массовые И. с. Их светоотдача составляет 10—30 лм/вт.

Начиная с 30-х гг. 20 в. получают распространение газоразрядные источники света, в которых используется излучение электрического разряда в инертных газах или в парах различных металлов, особенно ртути. По принципу действия они относятся к люминесцентным И. с. или И. с. смешанного излучения, т. е. люминесценции и теплового. Благодаря более высокому кпд излучения и большему разнообразию спектра и других характеристик, чем у ламп накаливания, они находят применение для освещения, сигнализации, рекламы (см. Газосветная трубка) и других целей. Особенно широко для освещения применяются люминесцентные лампы, в которых ультрафиолетовое излучение ртутного разряда с помощью люминофоров преобразуется в видимое; светоотдача современных люминесцентных ламп белого света до 80—85 лм/вт. В так называемых электролюминесцентных панелях люминесценция порошкообразных люминофоров, находящихся в среде диэлектрика, возникает под действием переменного электрического поля. По эффективности они близки к лампам накаливания и применяются главным образом как световые индикаторы, табло, декоративные элементы и т. д. В полупроводниковых И. с. люминесценция возникает при прохождении тока. Арсенид галлия, например, даёт инфракрасное излучение, фосфид галлия и карбид кремния — видимое и т. д. Эти И. с. применяются для специальных целей; кпд их пока невелик. В катодолюминесцентных И. с. люминофор возбуждается быстрыми электронами (индикаторные радиолампы, электронно-оптические преобразователи, электроннолучевые трубки и т. д.).

В радиоизотопных И. с. люминофор возбуждается продуктами радиоактивного распада некоторых изотопов, например трития. Эти И. с. не требуют внешнего источника энергии, имеют большой срок службы, но дают небольшие световые потоки малой яркости. В принципе возможны хемилюминесцентные И. с., в которых люминесценция возникает в результате превращения энергии химических реакций в излучение (например, как при свечении, наблюдаемом в животном и растительном мире, — глубоководные рыбы, светлячки и др.). Подробнее см. ст. Люминесценция.

Совершенно новый тип И. с. представляют собой лазеры, которые дают когерентные световые пучки высоких интенсивностей, исключительной однородности по частоте и острой направленности.



Лит.: Иванов А. П., Электрические источники света, ч. 1—2, М.—Л., 1938—48; Шателен М. А., Русские электротехники второй половины XIX века, М.—Л., 1950; Рохлин Г. Н., Газоразрядные источники света, М.—Л., 1966; Квантовая электроника. Маленькая энциклопедия, М., 1969.

Г. Н. Рохлин.

[Admin]

Световые приборы, предназначаются для освещения, облучения, световой сигнализации или проекции (см. Светотехника) и делятся на осветительные, облучательные, сигнальные и проекционные. Обычно С. п. состоит из источника оптического излучения (см. Источники света), устройства для перераспределения лучистого потока в пространстве по заданным направлениям, а также конструкционных деталей, объединяющих все части С. п. и обеспечивающих необходимую защиту источника излучения и светоперераспределяющего устройства от механических повреждений и воздействия окружающей среды. С. п. с газоразрядными источниками света могут дополняться устройствами для зажигания лампы и стабилизации её работы.

В зависимости от назначения С. п. используется либо излучение только части оптического спектра (ультрафиолетовое, видимое или инфракрасное), либо излучение всего оптического спектра. По степени концентрации лучистого потока С. п. делят на три класса: максимально концентрирующие световой поток вдоль оптической оси (прожекторы), максимально концентрирующие световой поток в малом объёме на некотором участке оптической оси (проекторные приборы) и перераспределяющие световой поток в большом телесном угле (светильники).

Для перераспределения светового потока в С. п. используют: направленное отражение света зеркальными отражателями параболоидной (рис., а), эллипсоидной (рис., б) или произвольной (рис., в) формы; направленное пропускание света френелевскими (дисковыми или цилиндрическими) линзами (рис., г), асферическими или конденсорными линзами (рис., д) либо призматическими устройствами (рис., е); диффузное и направленно-рассеянное отражение света диффузными, эмалированными и матированными отражателями (рис., ж); диффузное и направленно-рассеянное пропускание света глушёными (молочными), опаловыми и опалиновыми или матированными рассеивателями (рис., з). Основные светотехнические характеристики С. п. — распределение силы света, яркости и освещённости, а также кпд, равный отношению полезно использованного светового потока к полному световому потоку источника излучения.



Лит.: Карякин Н. А., Световые приборы прожекторного и проекторного типов, М., 1966; Айзенберг Ю. Б., Ефимкина В. Ф., Осветительные приборы с люминесцентными лампами, М., 1968; Трембач В. В., Световые приборы, М., 1972.

В. В. Трембач.

[Admin]

Освещение, создание освещённости поверхностей предметов, обеспечивающее видимость этих предметов или возможность их регистрации светочувствительными веществами или устройствами. Значение О. определяется тем, что посредством зрения люди получают наибольший объём информации о внешнем мире. О. играет также большую роль как полезный общефизиологический фактор, который способствует появлению благоприятного для отдыха или работы психического состояния людей и имеет важное санитарно-гигиеническое значение. С улучшением О. почти во всех случаях повышаются производительность труда (и иногда значительно — на 15% и более) и качество работы, понижается производственный травматизм, а на улицах и дорогах — аварийность транспорта. Затраты на улучшение О. в большинстве случаев быстро окупаются экономически. О., удовлетворяющее гигиеническим и экономическим требованиям, называется рациональным. Гигиенические требования основаны на изучении важнейших характеристик зрения людей: остроты различения, контрастной и цветовой чувствительности глаза, скорости зрительного восприятия, устойчивости ясного видения. При создании О. производств. помещений или рабочих мест необходимо учитывать степень точности выполняемой работы, контрастность объекта различения по отношению к фону, необходимость различения быстродвижущихся или удалённых деталей, продолжительность зрительной работы, а в ряде случаев — опасность травматизма. О. должно обеспечивать достаточную и постоянную во времени освещённость поверхностей, необходимое распределение яркостей в окружающем пространстве, отсутствие слепящего действия источников света, благоприятный спектральный состав света и правильное направление его падения. Устройство рационального О. часто является сложной инженерно-гигиенической задачей. Низкое качество О. может быть причиной заболеваний (близорукость школьников, спазм аккомодации и др.), травм, зрительного и общего утомления. Хорошее О. создаёт благоприятные условия для жизни и деятельности человека.

О. бывает естественным, искусственным и смешанным. Естественное О., создаваемое природными источниками света, меняется в широчайших пределах в зависимости от времени суток и года, географические широты местности, состояния атмосферы и т.д. При естественном О. открытых пространств освещённость горизонтальных поверхностей составляет: в безлунную ночь — 0,0005 лк, при свете полной луны — до 0,2 лк, при прямом свете солнца — до 100 000 лк. Для оценки естественного О. внутри зданий служит коэффициент естественной освещённости (к. е. о.), равный процентному отношению освещённости в какой-либо точке помещения к одновременно измеренной освещённости наружной горизонтальной площадки, освещаемой рассеянным светом всего небосвода. К. е. о. зависит от величины и расположения светопроёмов, степени пропускания ими света, наличия внешних экранирующих предметов, отражающей способности внутренних поверхностей помещения и т.д. В СССР естественное О. помещений нормируется. Нормы О. установлены в зависимости от назначения зданий и отдельных помещений. Основной нормируемой величиной является к. е. о., который для различных производственных помещений определён в пределах от 0,25 до 10%. Естественное О. в зданиях осуществляется боковыми окнами, верхними фонарями или теми и другими одновременно. Улучшению естественного О. помещений способствует рациональная застройка городских кварталов, правильная ориентация зданий, светлая отделка помещений, применение окон со спаренными переплётами. Для защиты помещения от излишнего прямого света солнца применяют козырьки, жалюзи и т.п. В ряде случаев технико-экономического соображения оправдывают сооружение зданий без естественного О. Отказ от естественного О. зданий бывает вызван, например, необходимостью поддержания в помещении постоянной температуры и влажности, особой чистоты или определённого светового режима.

Естественное О., являясь с физиологической точки зрения наиболее благоприятным для человека, не может полностью обеспечить его нормальную жизнедеятельность, поэтому ещё в доисторические времена у людей возникла потребность в искусственном О. В качестве искусственных источников света использовались костры, факелы, свечи, керосиновые лампы и т.д. На рубеже 19 и 20 вв. в быт стало прочно входить электрическое О., ставшее к настоящему времени основным видом искусственного О. В СССР существуют обязательные нормы искусств. О.; основной количественной нормируемой характеристикой служит освещённость, которая устанавливается в пределах от 5 до 5000 лк в зависимости от назначения помещений, условий и рода выполняемой людьми работы. При выборе искусственного О. для улиц и площадей в качестве нормируемой величины используют среднюю яркость дорожных покрытий (см. Освещение городов). Существующие нормы регламентируют также и качественные характеристики искусственного О., требуя равномерной освещённости рабочих поверхностей, отсутствия пульсаций и резких изменений освещённости во времени, ограничения или устранения зрительного дискомфорта или состояния ослеплённости, возникающих при наличии в поле зрения больших яркостей, устранения нежелательного блеска освещаемых поверхностей в направлении глаз человека, благоприятного спектрального состава света, благоприятных условий тенеобразования, а также достаточной яркости всех окружающих поверхностей, включая потолки и стены помещений. В соответствии с этим рациональное О. производственных помещений требует т. н. общего О. всей площади. Общее О. во многих случаях дополняется местным О. рабочих мест, образуя комбинированное О. Устройство только местного О. запрещено. Помимо рабочего О., обеспечивающего рациональное О. производств. и обществ. помещений, в ряде случаев требуется устройство аварийного О., дающего возможность эвакуировать людей или временно продолжить работу при выходе из строя рабочего О.

Для искусственного О. в качестве источников света применяют лампы накаливания и газоразрядные источники света. Экономичные и с большим сроком службы, газоразрядные лампы с успехом (но не полностью) вытесняют лампы накаливания, причём среди них люминесцентные лампы обеспечивают наилучшее качество О. и могут удовлетворительно имитировать естественное О. С целью рационального использования световой энергии, создаваемой источниками света, а также для защиты их от воздействия окружающей среды и уменьшения слепящего действия применяют соответствующие световые приборы — светильники и прожекторы.



Лит.: Мешков В. В., Основы светотехники, ч. 1—2, М. — Л., 1957—61 (лит.); Шайкевич А. С., Качество промышленного освещения и пути его повышения, М. — Л., 1962 (лит.); Гусев Н. М., Киреев Н. Н., Освещение промышленных зданий, М., 1968 (лит.); Черниловская Ф. М., Освещение промышленных предприятий и его гигиеническое значение, Л., 1971; Епанешников М. М., Электрическое освещение, 4 изд., М., 1973; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел А, гл. 8. Естественное освещение. Нормы проектирования, М., 1973; Строительные нормы и правила, ч, 2, раздел А., гл. 9. Искусственное освещение. Нормы проектирования, М., 1972.

Г. М. Кнорринг, А. А. Каспаров.

[Admin]

Освещённость в точке поверхности, одна из световых величин, равная отношению светового потока излучения, падающего на малый элемент поверхности DS, содержащий рассматриваемую точку, к площади DS (иначе, О. — поверхностная плотность светового потока). Если размеры источника света малы по сравнению с его удалением l от DS, освещённость Е = I cosa /l 2, где I — сила света источника, a — угол падения света на DS (угол между направлением светового потока и перпендикуляром к DS). Единицы О.: люкс (лк) и фот; 1 фот = 104 лк.

[Admin]

Световой поток, одна из световых величин, которая оценивает энергетическую величину — поток излучения, т. е. мощность оптического излучения, по вызываемому им световому ощущению [точнее, по его действию на селективный приёмник света, спектральная чувствительность которого определяется функцией относительной спектральной световой эффективности излучения V (l); l — длина волны света в вакууме]. Единица С. п. — люмен. С. п. Фv связан с потоком излучения Фе соотношением

, где Km — максимальное значение спектральной световой эффективности, равное » 680 лм/вт (при длине волны 555 нм).

[Admin]

Люмен (от латинского lumen — свет), единица светового потока в Международной системе единиц. Сокращённое обозначение: русское лм, международное lm. 1 Л. — световой поток, испускаемый точечным изотропным источником в телесном угле 1 стер при силе света в 1 свечу.

[Admin]

Поток излучения, лучистый поток, мощность излучения, полная энергия, переносимая оптическим излучением (всех присутствующих в нём частот) в единицу времени через данную поверхность. (Для поглощающей поверхности П. и. — сумма поглощённой и отражённой лучистой энергии.) Понятие «П. и.» применимо к промежуткам времени, значительно превышающим периоды световых колебаний. О величинах, определяемых П. и. с учётом спектральной чувствительности приёмника излучения, см. в статьях Редуцированные фотометрические величины, Световой поток, Световые величины, Фотометрия, Фотометр.

[Admin]

Оптическое излучение, свет в широком смысле слова, электромагнитные волны, длины которых заключены в диапазоне с условными границами от 1 нм до 1 мм. К О. и., помимо воспринимаемого человеческим глазом видимого излучения, относятся инфракрасное излучение и ультрафиолетовое излучение. Параллельный термину «О. и.» термин «свет» исторически имеет менее определенные спектральные границы — часто им обозначают не все О. и., а лишь его видимый поддиапазон. Для оптических методов исследования характерно формирование направленных потоков излучения с помощью оптических систем, включающих линзы, зеркала, призмы оптические, дифракционные решётки и т.д.

Волновые свойства О. и. обусловливают явления дифракции света, интерференции света, поляризации света и др. В то же время ряд оптических явлений невозможно понять, не привлекая представления об О. и. как о потоке быстрых частиц — фотонов. Эта двойственность природы О. и. сближает его с иными объектами микромира и находит общее объяснение в квантовой механике (см. также Корпускулярно-волновой дуализм). Скорость распространения О. и. в вакууме (скорость света) — около 3·108 м/сек. В любой другой среде скорость О. и. меньше. Значение преломления показателя среды, определяемое отношением этих скоростей (в вакууме и среде), в общем случае неодинаково для разных длин волн О. и., что приводит к дисперсии О. и. (см. Дисперсия света).

Различные виды О. и. классифицируют по следующим признакам: природа возникновения (тепловое излучение, люминесцентное излучение, см. Люминесценция); степень однородности спектрального состава (монохроматическое, немонохроматическое, см. Монохроматический свет); степень упорядоченности ориентации электрического и магнитного векторов (естественное, поляризованное линейно, по кругу, эллиптически); степень рассеяния потока излучения (направленное, диффузное, смешанное) и т.д.

Падающий на поверхность какого-либо тела поток О. и. частично отражается (см. Отражение света), частично проходит через тело и частично поглощается в нём (см. Поглощение света). Поглощённая часть энергии О. и. преобразуется главным образом в тепло, повышая температуру тела. Однако возможны и другие виды преобразования энергии О. и. — фотоэффект (фотоэлектронная эмиссия) фотолюминесценция, фотохимические превращения (см. Фотохимия) и пр.

О роли О. и. и оптических методов исследования в науке и технике см. ст. Оптика и литературу при ней.

Ю. С. Черняев.

[Admin]

Яркость, L, световая величина, равная отношению светового потока d2j к фактору геометрическому

dWdAcosq : L = d2j/dWdAcosq.

Здесь dW — заполненный излучением телесный угол, dA — площадь участка, испускающего или принимающего излучение, q — угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения. Из общего определения Я. следуют два практически наиболее интересных частных определения: 1) Я. — отношение силы света I элемента поверхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматриваемому направлению: L = dI/dA cos q. 2) Я. — отношение освещённости Е в точке плоскости, перпендикулярной направлению на источник, к элементарному телесному углу, в котором заключён поток, создающий эту освещённость: L = dE/dWcosq. Я. измеряется в кд·м-2. Из всех световых величин Я. наиболее непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещённости изображений предметов на сетчатке пропорциональны яркостям этих предметов. В системе энергетических фотометрических величин аналогичная Я. величина называется энергетической Я. и измеряется в вт·ср-1·м-2.

Д. Н. Лазарев.

[Admin]

Фактор геометрический, в фотометрии величина, определяющая геометрию пучка излучения. Ф. г. G зависит только от размеров и взаимного расположения диафрагм (см. Диафрагма в оптике), совместно выделяющих в пространстве из всех возможных прямых такое множество направлений, которое определяет луч или, при конечных размерах области, занятой излучением, – пучок этого излучения. Ф. г. одинаков для всех поверхностей, пересекаемых прямыми, входящими в данное множество (инвариантен относительно них), и принимается за меру этого множества (см. Мера множества). Для сопряжённых начальных и конечной диафрагм Аи и Ап оптической системы, например

d2G = d Аи cos Qи dWи = dAп cos Qп dWп,

где d2G – второй дифференциал от Ф. г., d Аи и dAп – площади сопряжённых участков диафрагм или источника и приёмника; Qи и Qп – углы между направлением излучения и перпендикулярами к излучающей и освещаемой поверхностям; dWи и dWп – заполненные излучением телесные углы со стороны Аи и Ап. Инвариантность Ф. г. сохраняется и для широких световых пучков. Ф. г. используют для построения систем фотометрических величин: так, яркость вдоль луча L = d2 Ф/d2G, где Ф – или световой поток, или поток излучения. Понятие о мере множества лучей было впервые введено сов. учёным А. А. Гершуном в 30-х гг. 20 в.



Лит.: Гершун А. А., Мера множества лучей, «Труды Государственного оптического института», 1941, т. 14, в. 112–20; Terrien J., Desvignes F., La photometrie, P., 1972.

А. А. Волькенштейн.

[Admin]

Световая энергия, часть энергии электромагнитного излучения, воспринимаемая человеческим глазом или др. приёмником света со спектральной чувствительностью, равной чувствительности среднего глаза (см. также Спектральная световая эффективность излучения). Равна произведению светового потока на длительность освещения. Единица С. э. — люмен-секунда (лм сек).