Lambanın ışık miktarı. Fiziksel bir fenomen olarak ışık
ışıkDiğer tüm elektromanyetik radyasyonlar gibi, doğal parametrelere sahiptir. Bununla birlikte, ışık için fizikte, radyo elektroniğinden biraz farklı değerler tanımlanmaktadır. Bu makale, benzer ancak karşılaştırılamaz değerler gerçekleştirme sürecine odaklanmaktadır.
1. Bölüm Bir.
Bir radyo vericisini, örneğin kısa dalgaları düşünün. Gücü watt olarak ölçülen elektromanyetik dalgalar yayar. Ayrıca bu radyo vericisinin çalışması için, güç girişi watt olarak da ölçülen (1 W = 1 V * 1 A) güç kaynağına ihtiyaç duyduğunu biliyoruz.
Şimdi hakkında led ışık. Daha doğrusu, özü hakkında - bulgular veya alt tabaka üzerine monte edilmiş bir kristal. Bu aynı elektromanyetik vericidir ancak ışık dalgaları aralığında çalışır. Çalışması için, gücü watt olarak ölçülen güç kaynağına ihtiyacı var. Ancak fizikçiler, ışınımının lümen içindeki gücünü ölçer ve onu Φ olarak tanımlar. Ve buna radyasyon gücü dediler. ışık akısı. Neden sormak Motor gücü neden beygir gücünde ölçülmüştü? Bu sorunun cevabı algının özünde yatıyor insan gözü farklı ışık radyasyon renkleri, görünmez radyasyonun varlığı. Bu algı çok bireysel olduğu için, alışılmadık ölçüm birimlerini tanıtmak uygun oldu. Ancak şimdi bazı LED tipleri için radyasyon gücünün watt cinsinden de belirtildiği bir resim görüyoruz. Ortaya çıkan daha büyük fiziksel nicelik algılarına doğru kaymayı memnuniyetle karşılıyoruz.
Dolayısıyla, bir LED'in ilk ve en önemli özelliği, lümen cinsinden ölçülen kristalinin ışık akısıdır. Bu parametre LED'in kalitesini ve fiyatını belirler.
Arabalarda olduğu gibi - nispeten yavaş hareket eden güçlü Kamaz'ı, Kamaz'ı sakin bir şekilde deviren düşük güçteki Tavria ile karşılaştırmak mümkün değil. Önemli olan güçtür ve hız düşük olan diğer yöntemlerle elde edilir.
Watt ve lümen arasında bir ilişki var mı. Var. Ancak, radyasyonun dalga boyu ile doğrusal olmayan bir ilişkisi vardır. Tablo ve çeviri formülü yok.
Bu bağımlılık nasıl kurulur?
I lümenlerde ışık akısına sahip belirli bir LED, LED'e sağlanan güç (güç kaynağı) ve bu LED'in LED'i (ısıtma) tarafından üretilen ısı çıkışı (P = Pvt. - Isı) arasındaki fark olarak tanımlanan elektromanyetik (görünür ve görünmez) radyasyon PW gücüne karşılık gelir. . Evet, ancak katı laboratuvar koşullarında ölçülebilir.
2. İkinci Bölüm.
Radyo vericisi yönlü bir antenle donatılırsa ne olur? Transferini daha yüksek duyacağız. Bu parametre elektromanyetik alan yoğunluğu ile karakterize edilir. Aynı anteni bir radyo için kullanabilirsiniz (TV) ve işitilebilirlik de artacaktır (tersinirlik ilkesi).
LED bir yönlü anten sağlarsa ne olacak? Daha parlak göreceğiz. Bu parametreye parlaklık denir. Benzer şekilde, alıcı tarafa aynı anteni yerleştirebilir ve tüm görünür ışık huzmesini çok parlak bir noktaya sıkabilirsiniz. İçindeki aydınlatma çok büyük bir boyuta ulaşacak.
Analoji açık, sadece anten tipi farklı! LED'de, bir yönelimli antenin rolü, bir kristalin bastırıldığı lens - plastiği ile gerçekleştirilir.
Bu parametreler, alıcıdan radyasyon kaynağına (vericiye) olan mesafeye ve bu mesafeye ikinci dereceden bağlı olarak azalmaya bağlıdır.
Ancak, ortaya çıkan yönlü radyasyon gücünün hacim parametresi diğer birimlerde ölçmek için uygundur. Bu parametrenin radyo emisyonu için kullanılmaması ilginçtir - Watt / steradian (W / cf) birimi tarafından ölçülecektir. Watt zaten açık. Ve steradian uzaysal bir açıdır. Mekansal bir açı hayal etmek için, uzayda mekansal bir açı kesip bir gazete alıp bir çanta çıkarmak yeterlidir. Bir çanta daha geniş veya daha önceden olabilir ve her biri kesin olarak tanımlanmış bir stereometriye karşılık gelir (böyle bir bilimi hatırla?) Mekansal açı.
Böylece analojimize devam edersek, ışık için bu parametre lümen / steradian (lm / sr) olacaktır ve buna bir şamdan (1 cd = 1 lm / 1 sr) adı verilir. Tavriya ve Kamaz gibi, daha az lümen ile daha fazla şamdan elde edebilirsiniz, ancak daha küçük bir mekansal açıdan. Limitte, ışını, zayıf bir yoğunluğa sahip, büyük bir ışık yoğunluğuna sahip bir tür lazer ışınının içine sıkabilirsiniz, ancak odaları bu ışınla aydınlatmayın. Bu nedenle:
Candela, sınırlı bir alanda ışık enerjisinin yoğunluğunun bir parametresidir. Candela, aletleri ölçmek için elverişlidir, ancak LED'in tüketici değerini karakterize etmez. Aksine, belirli bir ışık huzmesinin bir özelliğidir. Ve bu ışının kullanışlılığı ışık tüketicisi tarafından belirlenir.
Ne yazık ki, ölçüm kolaylığına bağlı olarak, fizikte, şamdan bazik miktar olarak ve lümen türev olarak tanımlanmıştır. Ancak pratik hesaplamalar için, her şey tersi şekilde görünüyor.
3. Bölüm Üç (daha uzman)
LED tarafından çizilen ışın yüzeye yönlendirilirse, o zaman belirli bir S karesinde alanı olan bir nokta göreceğiz. Işın ışık yoğunluğuna I cd ise, katı açısı φ sr ise, o zaman ışının ışık akısı Φ = Iφümen olacaktır ve bu yüzeyin lux olarak aydınlatılması
E = cos α
Eğer yüzey kirişe göre bir açıyla eğimli ise, formül desteklenmelidir.
E = cos α = cos α
Neden diye sor? Masa lambası için LED'i almanız gerektiğini hayal edin. Hijyenik ve hijyenik şartlarda sadece bir parametre bulacağınız için bu formülün kullanışlı olduğu yer burasıdır - bu mesleğin işyerinde minimum düzeyde aydınlatılması. Tabi bu lambanın konumunu çizdikten sonra, tabiki bu formülle belirleyebileceğiniz diğer tüm parametreler. Burada, uzamsal açıyı ve lambadan masaya olan mesafeyi ve ışıklı yüzeyin eğim açısını belirleyeceğiniz LED'in gerekli düz yayılma açısını göreceksiniz ve sonuç olarak LED'i seçeceksiniz.
Fotometrik birimler (sayfanın başına
Temel fotometrik birim.
Pratik fotometri, genel sorularla başlar: hangi doğal radyasyon kompozisyonunun en doğal olarak kabul edilmesi gerektiği, radyasyon kaynaklarının farklı spektrum kompozisyonları ile nasıl karşılaştırılacağı, vb. aydınlatma koşulları
Karşılaştırma için bir örnek olarak alarak, güneş ışığına dönmeniz tavsiye edilir. Ancak, doğal gün ışığı gibi bir kavram aslında çok belirsizdir. Yılın zamanı, günün saati, coğrafi enlem, atmosferin temizliği - tüm bu faktörler (ve diğerleri) güneş ışığının bileşimini geniş bir aralıkta değiştirir. Bu nedenle referans olarak kabul edilen yapay bir ışık kaynağı oluşturmak gerekliydi.
Evrensel yayıcı tamamen siyah bir cisim olduğundan (kara cisim), radyasyonu referans olarak kabul edilir. Yayılan gövdenin yerleştirilmesi gereken sıcaklık, salım gücü sıcaklığa çok güçlü bir şekilde bağlı olduğundan, mümkün olan en yüksek hassasiyetle kaydedilir.
Temel SI birimlerinin sayısına dahil olan ana fotometrik birim, şamdan ışık yoğunluğunun - c1 / 600000 m2 M yayılan ışığın yoğunluğudur. tam radyatörün kesit alanı, 101325 Pa'lık bir basınçta platinin katılaşma sıcaklığına eşit radyatör sıcaklığında bu kesite dik yöndedir. Daha önce kullanılan uluslararası mum 1.005 cd. Mumyaya dayanarak, kalan fotometrik birimler belirlenir.
Işık şiddeti, ışık akısı, aydınlatma.
Işık şiddeti, kaynaktan yayılan ışık akısının, küçük katı açının içinde düşünülen doğrultuda bu katı açına oranıdır. Işığın yoğunluğunun temel birim olması nedeniyle, sembolü I boyut formüllerinde belirir.
Işık akısı, akının yayıldığı katı açıda ışığın gücünün ürünüdür.
F = G
Lümen (lm), bir sümbülün ışığının yoğunluğuyla bir steradyanın katı açısının içindeki akı olan ışık akısının bir birimi olarak alınır. (Bir steranın bir kürenin yüzeyinde, bu kürenin yarıçapı karesine eşit bir alanı kesen sağlam bir açı olduğunu hatırlayın.) Düz açının bir boyutu olmadığından, ışık akısının boyutları ve ışığın yoğunluğu çakışır.
Aydınlatma, düşünülen küçük yüzey alanında meydana gelen ışık akısı olayının bu alanın alanına oranıdır:
E = F / S
Aydınlatma birimi lux (lx), her bir metrekare için ışık akısının bir lümenle düştüğü yüzeyin aydınlatmasıdır.
Yüzey ışık gücü ile aydınlatılıyorsa, r mesafesindeki I candela
E = (a cos) a / r2
a, ışığın yayılma yönü ile ışıklandırılmış yüzeye normal arasındaki açıdır.
Parlaklık.
Bu muhtemelen fotometride en yaygın kavramdır, ancak aynı zamanda kendisiyle ilişkili birçok yanlış anlama vardır: birincisi, parlaklık teriminin iki yönlü anlamı ve ikincisi iki tanım ve iki ölçü birimi nedeniyle değer. Fotometrik parlaklık, belirli bir dedektör tarafından algılanan ışık enerjisinin bir ölçüsünü gösteren tamamen objektif bir kavramdır. Sübjektif "algılanan parlaklık" kavramıyla aynı değildir - koşullara bağlı olarak, çeşitli gözlemciler aynı miktarda ışık enerjisine farklı parlaklık değerleri atayabilirler.
Fotometrik parlaklık Lv, dS yüzey alanı dS'den gözlenen yöne doğru yönde göz önüne geçen doğrultuda geçen ışık akısının bu katı açının ürününe, bölümün alanı ve düşünülen yön ile normal bölüm O arasındaki açının kosinüsüne oranıdır:
Lv = dF dF / dw dS cosO
Dış aydınlatma seviyesine bağlı olan ve ikincisinin büyümesiyle artan algılanan parlaklık (bazen psikolojik terim kullanılır), temel parlaklık seviyesinin algılanmasıdır. Algılanan parlaklık hakkında, gözün ışığı yalnızca yalıtılmış bir kaynaktan algıladığında (tahminler - "dim", "kör") olduğunu söyler.
Metrekare başına SI candela'nın parlaklık birimi (cd / m2) kaynağın parlaklığıdır; yayılan yüzeyin her metrekaresi, belirli bir doğrultuda belirli bir yönde ışık yoğunluğuna sahiptir.
Genellikle parlaklığı ölçerken, Lambert yüzeyi terimi kullanılır. Böyle bir matematiksel olarak idealize edilmiş yüzeyin bir özelliği, ışığın yoğunluğunun radyasyon yönüne bağımlılığının niteliğidir. Bu bağımlılık kosinüs yasalarına uyuyor
I = Io cosO
Lambert yüzeyi, herhangi bir yönde aynı parlaklığa sahiptir. Bu görünüşte şaşırtıcı sonuç şu şekilde açıklanır: yüzeyden gelen ışık normalden farklı bir yönde algılanırsa, daireden gözlenen alan bir elips haline dönüşür ve alanı 1 / l artar, ancak gözlenen alandaki artış tam olarak yoğunluğundaki azalmayı telafi eder yayılan ışık. Lambert yüzeyi, örneğin beyaz kağıdın yüzeyine yakındır.
Sonuç olarak, doğada parlaklığın devasa sınırlar içinde farklılık gösterdiğini not ettik: Güneş'in yüzeyinin parlaklığının 109 cd / m2 olduğu tahmin edilirken, Ay'ın ışığıyla aydınlatılan beyaz kağıdın parlaklığı 0,03 cd / m2'yi geçmez.
Bazı durumlarda parlaklığın belirleyici parametre olmadığı not edilmelidir. Bu özellikle LED'ler olmak üzere küçük yüzeye sahip yayıcılar için geçerlidir. Aslında, aynı parlaklıkta fakat farklı ışık alan yüzeyinde iki LED hayal edin. Optik sistemin yardımı ile, gözlemlenen ışıma yüzeyleri eşitlenebilir ve daha geniş bir ışıma alanına sahip olan LED'in I1 / I2 kez diğerinden daha parlak olduğu ortaya çıktı. Bu nedenle, bu gibi durumlarda, daha objektif parametre parlaklık değil ışık yoğunluğudur. Aşağıdaki enerji birimleri, dikkate alınan fotovoltaik ünitelere karşılık gelir: ışık akısı, watt cinsinden ifade edilen Fe ışınımının akışıdır; aydınlatma - Onun enerji aydınlatması (W / m2); ışık şiddeti - enerji ışık şiddeti (radyant gücü) Ie (W / sr); parlaklık - enerji parlaklığı Le, (W / (m2.sr)).
Kolorimetrik parametreler sayfanın başına
Yansıtıcı veya yayılan bir yüzeyin rengi, bir renk arka planı, doygunluğu (beyazdan fark derecesi) ve parlaklık veya açıklık ile karakterize edilir. İlk iki miktar radyasyonun renkliliğini belirler. Kantitatif renk kestirimi için ana teknik, kombine edildiklerinde, bu renkle aynı fizyolojik duyuma neden olan üç standartlaştırılmış dar-bant radyasyonunun güçlerinin (veya parlaklığının) mutlak değerleri ve nispi oranları oluşturmaktır.
MCO'nun ana renkleri, R, G ve B üç monokromatik radyasyonunun, LR = 700 nm (kırmızı), LG = 546.1 (yeşil) ve LB - 435.8 (mavi) dalga boylarına sahip, spektral olarak saf renkleridir. R: G: B = 1: 0.091: 0.0138 oranında. Herhangi bir renk F, temel kolorimetre ilişkisine göre belirlenir:
F = r "R + g" G + b "B,
buradaki r ", g" ve b ", karşılık gelen rengin oranına neden olan renk koordinatlarıdır (veya renk koordinatlarıdır).
Renkleri tanımlamanın daha uygun bir yolu, birincil renklerin X, Y ve Z'nin gerçek olmadığı, ancak aynı denklemi kullanarak rengi belirlememize izin veren bir sistemdir:
F = x "X + y" Y + z "Z
Yalnızca renkliliği karakterize etmek için, x ", y", z "renk koordinatları normalleştirilmiş renklilik koordinatları ile değiştirilir:
x = x "/ (x" + y "+ z")
y = y "/ (x" + y "+ z")
z = z "/ (x" + y "+ z")
Bu nedenle, F renginin kromatikliği F "denklemi ile ifade edilir:
F "= xX + yY + zZ
X + y + z = 1 olduğundan, sadece iki koordinat bağımsızdır (genellikle x ve y seçilir). Sonra renklilik düzlemde bir nokta ile temsil edilebilir (Şekil. Grafik rengi). Görülebileceği gibi, kromatiklik, renk uzayında F vektörünün yönü ile belirlenir ve radyasyonun göreceli spektral bileşiminin sabitlenmesiyle nesnenin parlaklığını tahmin etmeye hizmet ettiği mutlak değer ile belirlenir.
Renk şeması
Ton ve doygunluk.
Renk tonu genellikle, belirli bir renk F için tanımının Şekil l'den belirgin olduğu baskın dalga boyu Lg ile tanımlanır. Grafik rengi
Renk tonu nitel olarak, renklilik noktası F'nin yerleştirildiği renk grafiği bölgesinin adıyla tanımlanabilir.
Renk doygunluğu, renk tonu ifadesinin derecesini, seviyesini, gücünü belirler ve renk saflığı ile belirlenir - beyaz radyasyonlu bir karışımda analiz edilen rengi üreten monokromatik radyasyon enerjisinin nispi değeri. Şek. Chroma grafiği, F "noktasının göreceli olarak çıkarılmasıdır"
ELg, EF "/ EL hattındaki E noktasından.
Spektral-saf renkler en yüksek doymaya, akromatik olanlara en az olandır. gri renkler. Belirli bir kavram ve tamamlayıcı renkler - karışıma beyaz renk verebilecek iki renk. Kromatiklik grafiğinde, spektral olarak saf renkler eğrisinin kesişme noktalarına ve E noktasından geçen düz bir çizgiye karşılık gelirler. Spektral olarak saf renklerin eğrisi açık bir eğridir.
uçlarını birleştiren çizgi, kırmızı karıştırarak yapay olarak elde edilen bir mor renklilik çizgisidir ve mor çiçekler. Kırmızı-yeşil alandaki eğrinin bir kısmı neredeyse düz bir çizgidir. Bu, bu bölgeden herhangi bir spektral renk karışımı ile elde edilen rengin% 100 saf olduğu anlamına gelir. Doymamış yeşil-kırmızı renkler elde etmek için bir katkı maddesine ihtiyacınız var. mavi. Genel olarak, gerçek renk çeşitliliği Chroma Grafiğindeki eğrinin içindedir; Bunun dışındaki noktalar gerçekçi olmayan renklerle tanımlanır.
Renk sunumu. Renk dönüşüm indeksi. sayfanın başına
Lambanın renk özellikleri etrafımızdaki nesnelerin bu lambanın ışığında ne kadar doğal göründüğünü tanımlar. Bunun bir ifadesi, genel renk oluşturma indeksi Ra'dır. Ra'nın değerini belirlemek için, test edilen lamba tarafından aydınlatılan ortamdan ve ardından aynı renk sıcaklığına (siyah gövdeden gündüz sıcaklığına) sahip standart bir lamba ile 8 test rengi seçilir. Test renkleri arasındaki renk farkı ne kadar küçük olursa, araştırılan lambanın rengi o kadar iyidir. Ra'nın maksimum değeri 100'dür (8 test rengi için ortalama olarak).
Lambanın kurulum yerine ve yaptıkları işe bağlı olarak, yapay ışık (doğal gün ışığında olduğu gibi) mümkün olan en iyi renk algısını sağlamalıdır. Bu özellik, genel renk görüntüleme endeksi Ra kullanılarak ifade edilen ışık kaynağının renk oluşturma özellikleri ile belirlenir.
Renk oluşturma katsayısı, bir referans ışık kaynağıyla aydınlatıldığında, vücudun doğal renginin bu gövdenin görünür rengiyle uyum düzeyini yansıtır.
Değerlendirilen ışık kaynaklarıyla karşılaştırma için, test veya referans ışık kaynağının ışığı bu referans renklere yönlendirildiğinde gözlemlenen, DIN 6169'da belirtilen 8 (veya 14) standart referans renk yardımı ile bir renk kayması kaydedilir. Yayılan test ışığının referans renklerden renk sapması ne kadar küçük olursa, bu lambanın renk oluşturma özellikleri o kadar iyidir. Ra = 100 renk oluşturma indeksine sahip bir ışık kaynağı, referans ışık kaynağının ışığı gibi tüm renkleri en iyi şekilde yansıtan ışık yayar. Ra değerleri ne kadar düşük olursa, aydınlatılan nesnenin renkleri o kadar kötü iletilir. Renk sunumunun özellikleri Renk sunumunun derecesi Işık geçirgenlik katsayısı
Ra lambası örnekleri
çok iyi 1A\u003e 90 Halojen lambalar;
flüoresan lambalar LUMILUX DE LUXE;
HQI ... / D
iyi 1B 80 - 89 LUMILUX floresan lambalar;
HQI ... / NDL veya WDL
iyi 2A 70 - 79 Standart floresan lambalar 10 ve 25
iyi 2B 60 - 69 Standart floresan lambalar 30
yeterli 3 40 - 59 HQL
yeterli değil 4\u003e 39 Sodyum deşarj lambaları yüksek ve düşük basınç
Test renkleri:
R1 Soluk Gül Rengi
R2 Hardal
R3 Kireç
R4 Açık yeşil
R5 Turkuaz
R6 Sky Blue
R7 Mor Aster Rengi
R8 Leylak
Zengin renklerle ek test edilmiş renkler:
R9 Kırmızı R12 Mavi
R10 Sarı R13 Ten Rengi
R11 Yeşil R14 Yeşil yaprak rengi
R12 Mavi
R13 ten rengi
R14 Yeşil yaprak rengi
Bölüm yedi
ENDÜSTRİYEL İLKELERİN AYDINLATMASI
7.1. Aydınlatmanın temel kavramları. Işık akısı, ışık şiddeti, ışıklandırma, ışık yüzeyinin parlaklığı, ışık yansıması.
Normal insan yaşamı için, özellikle üretim koşullarında, aydınlatma kalitesi önemli bir rol oynar. Zayıf ışıklandırılmış tehlikeli alanlar, kör ışık kaynakları, nesnelerden ve ekipmanlardan kaynaklanan keskin gölgeler, yaralanmaların dışlanmadığı sonucu işçilerin yönünü daha da kötüleştirir. İşyerlerinin yetersizliği veya yetersiz olması ve tüm çalışma alanı, kişinin emek verimliliğinde bir düşüşe değil, aynı zamanda bir kazaya da neden olabilecek erken yorgunluğa neden olur. Elektriksel aydınlatma tasarımında yanlış seçilmiş aydınlatma cihazları ve ayrıca Elektrik Tesisatlarının Teknik İşlemine İlişkin Kurallar bölümündeki Elektrik Aydınlatma bölümünün gereklerinin ihlal edilmesi işyerinde yangına, patlamaya veya diğer kazalara neden olabilir.
Endüstriyel binaların ve iş yerlerinin aydınlatması doğal 1, yapay ve birleşik olabilir.
1 Hesaplama doğal aydınlatma Temel olarak bir odadaki ışık açıklıklarının alanını (pencereleri) SNiP II 4-79 “Doğal ve yapay aydınlatma kurallarına uygun olarak belirlemeye başlar. Tasarım standartları
Doğal (güneş) ışığının görme ve genel olarak insan vücudu üzerinde olumlu etkisi vardır. Bu nedenle, CH 245-71 sayılı sanayi kuruluşlarının tasarımı için Sıhhi Standartlara uygun tüm odalar, bir kural olarak, doğal aydınlatmaya sahip olmalıdır.
Yapay aydınlatma elektrik ışığı kaynakları - akkor lambalar, floresan veya diğer gaz deşarj lambaları kullanılarak gerçekleştirilir.
Görünür ışığı karakterize eden ana miktarlar, ışık kaynağının ışık akısı, ışık yoğunluğu, aydınlık, ışık yüzeyinin parlaklığı, ışık yansımasıdır.
Işık akısı Φ, insan görsel organı tarafından algılanan ışık hissi ile ölçülen ışık enerjisinin gücüdür. Işık akısının ölçüm birimi lümen(Am). Bu birim örnekten, 220 V'luk bir voltajda 25 W gücünde (şebekeden tüketilen) bir akkor lambanın ışık akısının yaklaşık 200 lm olduğu değerlendirilebilir.
Işık yoğunluğu, aydınlatılan alanın çeşitli noktalarındaki yoğunluğunu karakterize eder. Işık yoğunluğu, ışık akısının eşit şekilde dağıldığı ışık akısının katı açıya ω oranına eşittir: I = Φ / ω. Birim ışık yoğunluğu kabul candela(cd) referans ışık kaynağı tarafından belirlenir. Bu nedenle, bir lümen, 1 cd ışık yoğunluğuna sahip bir steradian (st) katı (uzamsal) açıda bir nokta ışık kaynağı tarafından yayılan ışık akısıdır.
Aydınlık (E), belirli bir yüzeyde meydana gelen ışık akısının yüzey yoğunluğudur, lux (lx) cinsinden ölçülür, yani E = Φ / S; 1 lx, 1 lm / m2'ye eşittir.
Parlaklık L, doğrudan göz tarafından algılanan ışık değeridir, bu, belirli bir doğrultuda bir yüzey alanı biriminden yayılan ışığın yoğunluğunun a açısı ile belirlenir, burada L = Iρ / S, ρ, yüzey yansımasıdır, ρ = Φ ref / Φ ped, t yüzeyden yansıyan ışık akısının, üzerinde meydana gelen ışık akısına oranına eşittir.
Toplam ışık akısı, bir kaynaktan her yöne yayılan radyasyonu karakterize eder. Pratik amaçlar için, toplam ışık akısını değil, belirli bir yöne giden ya da belirli bir bölgeye düşen akımı bilmek genellikle daha önemlidir. Örneğin, bir sürücünün, içinde küçük bir otoyol şeridi bulunan nispeten dar bir katı açıyla yeterince büyük bir ışık akısı alması önemlidir. Bir masadaki işçi için, bir masayı aydınlatan akış, hatta masanın bir bölümünü, bir defter ya da bir kitabı, yani belirli bir bölgeye düşen bir akımı aydınlatan akış önemlidir. Buna göre, iki yardımcı kavram oluşturulmuştur - ışık şiddeti ve aydınlık.
Işık yoğunluğu, bir steradian'a eşit bir katı açı için hesaplanan ışık akısını, yani katı açı içinde çevrilen ışık akısının bu açıya oranını belirtir:
Aydınlatma, birim alan başına hesaplanan bir ışık akısıdır, yani bir alandaki ışık akısının bu alana oranı:
Formüllerin (70.1) ve (70.2) ortalama ışık yoğunluğunu ve ortalama aydınlatmayı belirlediği açıktır. Gerçeğe yakın, daha fazla akış, daha az ve daha yakın olacaklardır.
Belli bir ışık akısı gönderen bir kaynak yardımı ile, çok çeşitli ışık yoğunluğunu ve çok çeşitli bir aydınlatmayı gerçekleştirebileceğimiz açıktır. Gerçekten, eğer akışın tamamını veya büyük bir kısmını küçük bir katı açının içine yönlendirirseniz, o zaman bu açının ana hatlarıyla gösterilen yönde çok büyük bir ışık yoğunluğu elde edebilirsiniz. Böylece, örneğin, projektörlerde, bir elektrik arkından gönderilen akışın çoğunu çok küçük bir katı açıda konsantre etmek ve karşılık gelen doğrultuda muazzam bir ışık yoğunluğu elde etmek mümkündür. Daha az ölçüde, aynı amaç otomobil farları yardımı ile gerçekleştirilir. Reflektör veya lenslerin yardımıyla ışık akısını küçük bir bölgedeki herhangi bir kaynaktan toplarsanız yüksek aydınlatma elde edebilirsiniz. Bu, örneğin, bir mikroskopta görüntülenen bir ilacı güçlü bir şekilde aydınlatmak için yapılır; Benzer bir amaç, işyerinin iyi aydınlatılmasını sağlayan bir lamba yansıtıcı ile gerçekleştirilir.
Formül (70.1) 'e göre, ışık akısı, yayıldığı katı açı ile ışığın gücüne eşittir:
Katı açı, yani, ışınlar kesinlikle paralel ise, o zaman ışık akısı da sıfırdır. Bu, kesinlikle paralel ışık ışınlarının hiç bir enerji taşımadığı, yani fiziksel bir anlamı olmadığı anlamına gelir - hiçbir gerçek yaşam deneyiminde kesinlikle paralel ışın uygulanamaz. Bu tamamen geometrik bir kavramdır. Bununla birlikte, optik ışınların paralel ışınlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Gerçek şu ki, ışık ışınlarının geçişi ile ilgili konularda, enerji açısından temel öneme sahip olan ışık ışınlarının paralelliklerinden küçük sapmalar optik sistemler, pratikte herhangi bir rol oynamayın. Örneğin, uzak bir yıldızdan gelen ışınların gözümüze veya teleskobun içine düştüğü açılar o kadar küçüktür ki mevcut yöntemlerle bile ölçülemeyebilirler; Uygulamada, bu ışınlar paralel ışınlardan farklı değildir. Bununla birlikte, bu açılar hala sıfır değildir ve tam da bu yüzden yıldızı görüyoruz. Son zamanlarda, çok keskin bir yönelime sahip ışık ışınları, yani çok küçük bir ışık ışınları sapmasıyla, lazerlerin yardımıyla üretilmiştir (bkz. § 205). Bununla birlikte, bu durumda, ışınlar arasındaki açıların sonlu bir değeri vardır.