Strumień świetlny

Strumień świetlny – wielkość fizyczna z dziedziny fotometrii wizualnej określająca całkowitą moc światła emitowanego z danego źródła światła mogącego wywołać określone wrażenie wzrokowe.

Funkcja luminancji fotopowej (czarny) oraz skotopowej (zielony). Krzywa fotopowa zawiera standard CIE 1931 (linia ciągła), zmodyfikowane dane Judd-Vos z 1978 roku (linia kreskowana), oraz dane Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle z roku 2005 (linia kropkowana).

Strumień świetlny oznaczany jest literą Φ. Jego jednostką miary jest lumen. Izotropowe źródło punktowe, którego światłość jest równa 1 kandeli, emituje strumień 4π lumenów.

Strumień świetlny jako miara jasności

Strumień świetlny określa się na podstawie oddziaływania światła na oko tzw. standardowego obserwatora. Strumień świetlny charakteryzuje czułość ludzkiego oka, co nie oznacza, że światło o dwukrotnie większym strumieniu jest rejestrowane przez człowieka jako dwukrotnie jaśniejsze. Skala strumienia świetlnego dla danej długości fali świetlnej jest proporcjonalna do energii niesionej przez światło i nie uwzględnia prawa Webera-Fechnera.

Strumienie świetlne najpopularniejszych źródeł światła

Żarówka standardowa przeźroczysta Moc żarówki [W] Strumień świetlny [lm] 15 100 25 220 40 415 60 710 75 935 100 1380 150 2160 200 3040 300 4850 500 8300

Żarnik halogenowy sztyftowy przeźroczysty Moc żarnika [W] Strumień świetlny [lm] 5 55 10 130 20 300 35 580 50 900

Relacja z energią światła

Strumień świetlny Φ związany jest z mocą promieniowania E, czyli strumieniem energii promieniowania. Relacja ta zależna jest od długości fali świetlnej, ponieważ czułość ludzkiego oka zależy od długości fali świetlnej. Miarą tej zależności jest skuteczność świetlna $L(\lambda ).$ Zależność ta ma postać

$\Phi =L(\lambda )\cdot E.$

Przyjmuje się, że oko ludzkie przy widzeniu fotopowym największą czułość ma dla światła o długości 555 nm (barwa zielona). Jednemu lumenowi odpowiada dla światła o tej długości fali promieniowanie o mocy 0,00147 W (odpowiednio 683 lm/W).

Definiuje się również współczynnik skuteczności świetlnej określający skuteczność świetlną dla promieniowania dla pewnej długości fali świetlnej w porównaniu do skuteczności świetlnej promieniowania o długości 555 nm. Z definicji wynika, że dla światła o długości fali 555 nm współczynnik ten osiąga wartość maksymalną, czyli 1. Dla światła o długości fali 400 nm i 800 nm współczynnik dąży do 0, co oznacza, że niezależnie od strumienia energii, światło staje się dla człowieka niewidoczne.

Bibliografia

• Jurgen R. Meyer-Arendt: Wstęp do optyki. Wyd. 1. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1977. Brak numerów stron w książce