Luks

Osvjetljenje ili iluminacija (oznaka E_s) je fotometrijska fizikalna veličina kojom se opisuje upadanje svjetlosti na neku plohu, a određena je količnikom svjetlosnoga toka Φ_s i ploštine P te plohe, to jest:

${\displaystyle E_{s}={\frac {\Phi _{s}}{P}}}$

Mjerna jedinica osvjetljenja jest luks (lx = lm/m²). Sunce u zenitu daje na osvjetljenom tlu osvjetljenje od približno 100 000 lx, a na granici Zemaljske atmosfere oko 200 000 lx, pun Mjesec daje osvjetljenje 0,25 lx, svjetlost zvijezda daje 0,0003 lx, osvjetljenje za čitanje treba biti barem 50 lx.

Ovisnost osvjetljenja neke površine, zbog radijalnog širenja svjetlosti iz točkastog izvora, obrnuto je razmjerna kvadratu udaljenosti od izvora svjetlosti:

${\displaystyle {\frac {E_{1}}{E_{2}}}={\frac {r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}}}$

gdje su E₁ i E₂ osvjetljenja na udaljenostima od izvora r₁ i r₂.

Ovisnost osvjetljenja neke površine o upadnom kutu svjetlosti opisuje Lambertov kosinusni zakon:

${\displaystyle E=E_{0}\cdot \cos \phi }$

gdje je: E₀ - osvjetljenje plohe okomite na zrake svjetlosti, a φ - upadni kut zraka svjetlosti u odnosu na okomicu.^[2]

Fotometrija je grana optike koja se bavi mjerenjem svojstava svjetlosti (svojstava izvora svjetlosti, svjetlosnoga toka i osvjetljenja površina). Povijesna fotometrijska mjerenja obavljana su s pomoću ljudskoga oka, a suvremena fotometrijska mjerenja, iako koriste elektroničke fotometre, prilagođena su osjetljivosti ljudskoga oka. Obuhvaćaju samo onaj dio spektra elektromagnetskih valova koji zamjećuje ljudsko oko, to jest ograničena su na valne duljine od približno 380 do 780 nm. Kako ljudsko oko nije jednako osjetljivo na sve valne duljine vidljive svjetlosti, za svaku se valnu duljinu s pomoću fotometrijskoga ekvivalenta i funkcije osjetljivosti vida određuje ekvivalentna vrijednost standardnog promatrača (prema Međunarodnoj organizaciji za normizaciju ISO). Mjerenjima svojstava cjelokupnoga elektromagnetskoga spektra bavi se radiometrija.^[3]

Fotometrijske veličine i mjerne jedinice

Objašnjenje

Količina svjetlosti koju točkasti izvor svjetlosti šalje (emitira) u prostor u svim pravcima u jednoj sekundi, naziva se svjetlosni tok ili luminacijski fluks. Opkolimo li točkasti izvor svjetlosti jakosti 1 kandele (cd) kuglom promjera 1 metar (m), onda je količina svjetlosti što prolazi kroz 1 m² kugle mjerna jedinica za svjetlosni tok i zove se 1 lumen (lm). Prostorni kut koji pripada ploštini od 1 m² je jedinični prostorni kut i zove se steradijan (sr). Budući da je ploština kugle 4r²π, to je ploština jedinične kugle (r = 1 m) jednaka 4π ili 12,57 m². Znači kugla polumjera 1 m ima 12,57 steradijana. Prema tome možemo reći: 1 lumen je onaj svjetlosni tok koji daje točkasti izvor svjetlosti od 1 kandele u prostorni kut od 1 steradijana.

Ako izvor svjetlosti šalje svjetlost t sekunda, onda je ukupna količina svjetlosti koju on daje jednaka umnošku vremena:

${\displaystyle Q_{s}=\Phi _{s}\cdot t}$

Svjetlosna energija mjeri se lumensekundama ili lumen sekundama (lm∙s) ili lumensatima (lm∙ h). Kako izvor svjetlosti jakosti 1 kandela šalje u 1 steradijan tok svjetlosti od 1 lumen, to će kroz ploštinu od 4π = 12,57 m² slati svjetlosni tok 12,57 lm. Općenito, izvor svjetlosti jakosti (svjetlosna jakost) I_s (u kandelama) dat će svjetlosni tok (u lumenima):

${\displaystyle \Phi _{s}=4\cdot \pi \cdot I_{s}}$

a odatle je svjetlosna jakost (u kandelama):^[4]

${\displaystyle I_{s}={\frac {4\cdot \pi }{\Phi _{s}}}\ }$

Primjeri