Освещённость
Освещённость — это физическая величина, показывающая, насколько сильно освещена поверхность источником света. Она зависит от количества света, падающего на поверхность, её площади и положения относительно источника.
Для описания света используют также световой поток — величину, характеризующую весь свет, испускаемый или переносимый источником. Освещённость показывает, какая часть этого потока приходится на каждый квадратный метр освещаемой поверхности.
Здесь \(E\) — освещённость, \(\Phi\) — световой поток, падающий на поверхность, \(S\) — площадь поверхности. Из формулы следует: при одинаковом световом потоке меньшая поверхность освещена сильнее.
Для точечного источника света освещённость можно найти по формуле \(E=\frac{I\cos\alpha}{r^2}\), где \(I\) — сила света источника, \(r\) — расстояние до поверхности, а \(\alpha\) — угол между лучом и перпендикуляром к поверхности. Если луч падает перпендикулярно, то \(\alpha=0\) и \(\cos 0=1\).
На поверхность площадью \(2\ \text{м}^2\) падает световой поток \(600\ \text{лм}\). Освещённость равна \(E=\frac{600}{2}=300\ \text{лк}\). Если тот же поток распределится по площади \(4\ \text{м}^2\), освещённость уменьшится до \(150\ \text{лк}\).
Освещённость не равна световому потоку. Световой поток измеряют в люменах и относят ко всему потоку света, а освещённость измеряют в люксах и относят к единице площади поверхности. Также не следует путать освещённость с яркостью предмета: яркость зависит от того, как поверхность отражает свет и как она видна наблюдателю.
Как изменится освещённость, если площадь поверхности увеличить в 2 раза, а падающий световой поток оставить прежним?
На практике освещённость уменьшается при удалении от источника. При перпендикулярном падении света она обратно пропорциональна квадрату расстояния: если расстояние увеличить в 2 раза, освещённость уменьшится в 4 раза. Наклон поверхности также уменьшает освещённость, поскольку в формуле появляется множитель \(\cos\alpha\).
Главное
- Освещённость \(E\) показывает, сколько светового потока приходится на единицу площади поверхности.
- Основная формула: \(E=\frac{\Phi}{S}\); единица измерения — люкс.
- Для точечного источника при перпендикулярном падении света освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.