Врахування спектрального складу випромінювання при нормуванні

Функції спектрального розподілу щільності випромінювання () визначають не тільки світловий потік, але і значення абсолютної А і відносної а актинічностей стосовно спектральної чутливості приймача і функції спектрального розподілу еталонного випромінювання.

Функції спектрального розподілу випромінювання необхідні для обґрунтованого вибору норми освітленості в установках з приймачами. Вони мають спектральну чутливість, що відрізняється від стандартизованої функції відносної видимості однорідних випромінювань.

Урахування спектрального складу випромінювання при нормуванні особливо важливе в тих випадках, коли спектральна чутливість приймача змінюється у функції рівня його порушення (освітлювальні установки з низькими рівнями нормованої яскравості (L< 10 кд/м²), освітлювальні установки відкритих просторів, сквери і т.д.).

Відносна спектральна чутливість зорового аналізатора в умовах сутінкового зору 10 кд/м² > L> 0,01 кд/м² змінюється в короткохвильову частину спектра. У сутінковому діапазоні яскравостей зсув кривої спектральної чутливості зорового аналізатора призводить до потемніння червоних кольорів з одночасним просвітленням синіх (ефект Пуркіне).

Для кількісного врахування цього ефекту необхідно користуватися зіставленням еквівалентних яскравостей. Рівність яскравостей будь-якого спектрального складу забезпечує однакову світлоту порівнюваних випромінювань при однаковому значенні яскравості поля оточення.

Цю умову можна записати для будь-яких різноспектральних випромінювань bi () і bj ():

, (2.3)

де  - коефіцієнт відображення;

() – спектральні характеристики відбитого випромінювання.

Рішення проводимо методом послідовних наближень, тому що функція спектральної чутливості ока ДО (_Э) залежить від величини еквівалентної яскравості L_э. На підставі вирішення цього рівняння будуємо графіки залежності відношення L_Э/L у функції стандартної яскравості L для випромінювань з різними співвідношеннями часток променистого потоку (променистої яскравості) у червоній, зеленій і синій зонах спектра:

m_к=F_к/F; m_з=F_з/F; m_с=F_с/F , (2.4)

де F_K, F₃ і F_C — променисті потоки в червоній, зеленій і синій частинах спектра заданого випромінювання;

m_к, m_з, m_с – часткові коефіцієнти;

F= F_к + F₃+ F_C — повний потік випромінювання.

Границя синьої і зеленої зон прийнята рівною ₁ = 0,48 мкм., а зеленої і червоної ₂ = 0,56 мкм.

Для випромінювань з різними значеннями m_к, m₃ і m_с, що задовольняють обов'язковій умові m_к + m₃ + m_с = 1, були розраховані L_э/L для різних значень L. За результатами цього розрахунку були побудовані криві L_э/L = f(L). Стандартна яскравість різних спектрів випромінювання, що характеризуються трьома частковими коефіцієнтами: т_к, т₃ і m.

Після орієнтованого визначення значення L_э за графіком необхідно зробити розрахунок L_э, користуючись загальним рівнянням, що визначає еквівалентну яскравість, знайдену за графіком (рис.2.1):

L_э = 683 , (2.5)

де K (, L_э) — функція відносної видимості в умовах адаптації на яскравість L_э.

Рис.2.1

Якщо значення L_э, отримане з (2.5), не збігається з раніше прийнятим орієнтованим значенням L_э, знайденим за графіком, операцію розрахунку треба повторити, вибравши нові значення L_э, і K (, L_э).

Рис.2.2

Виникнення відчуття дискомфорту при недостатніх значеннях освітленості пояснюється перерозподілом світлоти по окремих ділянках спектра. (Може бути усунуто збільшенням яскравості тим більшим, чим нижче колірна температура випромінювання). Як показав Матвєєв А.Б. [7], для усунення ефекту Пуркіне необхідно забезпечити сталість відношення еквівалентних яскравостей різнобарвних об'єктів в умовах освітлення їхнім еталонним випромінюванням. Рівень яскравості випромінювання джерел світла при застосовувані в установці:

. (2.6)

Тут b₁() і L_Э1 — спектральна інтенсивність випромінювання й еквівалентна яркість застосовуваного випромінювання;

b₂() і L_Э2 — те ж для еталонного випромінювання;

_I() і _j() — спектральні характеристики відображення i-ro і j-го кольорових зразків;

K(, L_Э1) і K(, L_Э2) — функції спектральної чутливості зорового аналізатора при адаптації на еквівалентні яскравості L_Э1 і L_Э2 зображені на рис 2.3. Оскільки спектральні характеристики відображення зразків можуть бути різними навіть для одноколірних об’єктів, зберігається умова постійності відношення яскравостей.

Рис. 2.3