Основные светотехнические характеристики зрительной работы

Каждый человек получает до 90% внешней информации через зрение. Глаза человека - это высокочувствительный биологический прибор, реагирующий на световое излучение в пределах длин волн 380 - 760 нм (1нм = 10^-9м = 10^-6мм). Восприятие световой информации зависит от к о л и ч е с т в е н н ы х и к а ч е с т в е н н ы х светотехнических характеристик освещения зрительного пространства.

К количественным характеристикам освещения относятся:

А. Световой поток F – это та часть электромагнитных излучений, которая воспринимается зрением человека как свет. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Б. Сила света J – это интенсивность светового потока в любом направлении от светящейся точки. Или иначе, это пространственная плотность светового потока.

J = F/W, где W - телесный (пространственный) угол в стерадианах (сp).

W = S/R², где S - площадь, вырезанная из сферы произвольного радиуса R в метрах.

Единицей силы света является кандела (кд) 1кд = 1лм/1сp.

Сила света J постоянной по всем направлениям от центра сферы может быть только для точечных источников света. Для реальных осветительных приборов сила света по направлениям пространства не равномерна и представляется в виде некоторой кривой в полярной системе координат (рис. 3), называемой кривой силы света.

 

 

 

Рисунок 3 – Кривая силы света

 

В. Освещенность – отношение светового потока к площади , освещаемой им поверхности:

, (лк)

Единица освещенности – люкс (лк). Это освещенность поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 люмену. Освещенность нормируется и контролируется на производстве.

Г. Яркость:

, (кд/м²)

где – угол между нормалью освещаемой поверхности и направлением светового потока от источника света.

Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в большинстве случаев так же от угла , под которым рассматривается поверхность.

Д. Коэффициент отражения – это отношение отраженного светового потока к падающему световому потоку :

Е. Коэффициент поглощения – это отношение поглощенного светового потока к падающему световому потоку :

Ж. Коэффициент пропускания – это отношение прошедшего через прозрачную поверхность светового потока к падающему на данную поверхность светового потока :

Коэффициенты зависят от цвета (белый, черный и т.д.), физических свойств материала (металл, стекло, бумага, шероховатость и др.) и состояния освещенных поверхностей, но сумма их всегда равна единице, т.е. .

Численные значения вышеуказанных коэффициентов некоторых материалов указаны в таблице 1.

 

Таблица 1

Материал	Коэффициенты
отражения	поглощения	пропускания
Зеркало Краска белая Бумага белая Краска желтая Необработанная поверхность чугуна Сукно черное Стекло оконное Стекло матовое Стекло молочное	0,98 0,80 0,75 0,40 0,10 0,02 0,08 0,10 0,45	0,02 0,20 0,25 0,60 0,90 0,98 0,02 0,05 0,15	– – – – – – 0,90 0,85 0,40

 

З. Коэффициент естественной освещенности – есть отношение освещенности внутри помещения к освещенности уличной :

, %

Естественное освещение, из-за его непостоянства во времени оценивается только величиной коэффициента .

 

К качественным характеристикам относятся:

А. Фон – это поверхность, прилегающая к объекту различения. Например, чертеж на белой бумаге. Линии чертежа – это объект различения. Белая бумага, на которой расположен чертеж с линиями, обозначениями и др. – это фон.

В зависимости от величины коэффициента отражения фоновых поверхностей фон считается:

- светлым при ;

- средним при ;

- темным при .

Б. Контраст объекта различения с фоном :

где – яркость объекта и фона.

В зависимости от величины контраст считается:

- большим при (объект и фон резко различаются по яркости);

- средним при (объект и фон заметно отличаются по яркости);

- малым при (объект и фон мало или почти неразличимы по яркости).

Соотношения характеристик фона и контраста ( и ) на практике в значительной мере определяют зрительные условия труда.