ZÁKLADNÍ FOTOMETRICKÉ VELIČINY

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "ZÁKLADNÍ FOTOMETRICKÉ VELIČINY"

Mária Dagmar Valentová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 ZÁKLADNÍ FOTOMETRICKÉ VELIČINY Ing. Petr Žák

2 VÝVOJ ČLOVĚKA vývoj člověka přizpůsobení okolnímu prostředí (adaptace) příjem informací o okolním prostředí smyslové orgány rozhraní pro příjem informací

3 SMYSLOVÉ ORGÁNY vývoj člověka adaptace organismu na okolní prostředí adaptace organismu vývoj smyslových orgánů smyslové orgány zdroje informací o okolním prostředí zrak sluch hmat čich chuť Nejdůležitější smyslový orgán zrak umožňuje získat více než 80 % informací o okolním prostředí

informací o okolním prostředí zrak sluch hmat čich chuť Nejdůležitější

4 ZMĚNA Základní fotometrické veličiny PŘÍRODNÍ SVĚTELNÉ PODMÍNKY DEN hlavní zdroj světla: Slunce dynamické světelné prostředí osvětlenost: lx teplota chromatičnosti: K směr světla: převážně směrové difúzní NOC hlavní zdroj světla: Měsíc, hvězdy nízké hladiny osvětlenosti 0,001 1 lx teplota chromatičnosti: ~ K směr světla: směrové

000 20 000 K směr světla: převážně směrové difúzní NOC hlavní zdroj světla: Měsíc, hvězdy

5 PŘIZPŮSOBENÍ ORGANISMU PŘÍRODNÍM SVĚTELNÝM PODMÍNKÁM I. příjem a zpracování informací II. řízení biologických pochodů

6 PŘÍJEM A ZPRACOVÁNÍ INFORMACÍ Denní (fotopické) vidění fotoreceptory převážně čípky vnímání barev velký adaptační rozsah Noční (skotopické) vidění fotoreceptory převážně tyčinky citlivost posunuta ke kratším λ (nm) větší citlivost než čípky K (l ) - skotopické vidění K (507) max = 1700 lm /W 1200 K (lm /W ) l m = 555 nm K (l ) - fotopické vidění K (555) max = 683 lm /W l (nm ) Vidění za šera (mezopické vidění) tyčinky + čípky

1600 1400 K (l ) - skotopické vidění K (507) max = 1700 lm /W 1200 K (lm /W ) 1000 800 600 l m = 555 nm K (l ) - fotopické

7 ŘÍZENÍ BIOLOGICKÝCH POCHODŮ V LIDSKÉM TĚLE DEN blokace hormonu melatoninu tvorba hormonu kortizolu aktivace organismu NOC vylučování hormonu melatonin rozpouštění hormonu kortizolu útlum organismu C(l) V (l) V(l) Poměrná spektrální citlivost receptorů zraku při denním a nočním vidění a cirkadiánního čidla poměrná spektrální citlivost (-) vlnová délka (nm) V(lambda) V (lambda) circadianní čidlo Pravidelné změny přírodních světelných podmínek (den / noc) registrují čidla centrálních biologických hodin tzv. cirkadiánní čidla C(l)

0.9 0.8 poměrná spektrální citlivost (-) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.

8 VÝVOJ CIVILIZACE ZMĚNA PŘIROZENÝCH SVĚTELNÝH PODMÍNEK Budování umělých sídel ochrana před vlivy prostředí nižší úrovně osvětlení Sdružování sídel využívání venkovního prostoru noční osvětlení Hledání přijatelných minimálních osvětleností ve dne a maximálních v noci

Sdružování sídel využívání venkovního prostoru noční osvětlení

9 ELEKTROMAGNETICKÉ ZÁŘENÍ Paprsek Složka elmag. záření se sinusovým průběhem: vlnová délka nebo kmitočet; rychlost šíření; energie; směr šíření; polarizace; fáze Svazek paprsků Zářivý tok e = dw e / dt Energie přenášená zářením za 1 s Soubor paprsků různých vlnových délek

šíření; energie; směr šíření; polarizace; fáze Svazek paprsků

10 OPTICKÉ ZÁŘENÍ UV, VIZ, IR UV záření: UV-A: nm UV-B: nm UV-C: nm VIZ - viditelné záření: modrá: nm zeleno žlutá: nm oranžovo červená: nm IR záření: IR-A: nm IR-B: nm IR-C: 3000 nm 1mm Viditelné záření

zeleno žlutá: 490 590 nm oranžovo červená: 590 780 nm IR záření:

11 ZRAKOVÝ ORGÁN A PROCES VIDĚNÍ Zrakový orgán - oko část optická - rohovka, přední komora, duhovka se zornicí, čočka - zprostředkovává příjem informace; část nervová - sítnice (fotoreceptory, gangliové a další nervové buňky, vzájemné vazby), zrakový nerv, mozková centra vidění - vazby s ostatními centry Vidění příjem informace přinášené světelným podnětem oko (čidlo zraku) zpracování, výběr a zakódování informace (optic.podněty v nerv.vzruchy přenos do mozkových center vidění vzniká zrakový počitek syntéza počitků vytváří se zrakový vjem zatřídění vjemu ve vědomí a) k bezprostřednímu využití b) k uchování v paměti pozdější aplikace

příjem informace přinášené světelným podnětem oko (čidlo zraku) zpracování, výběr a zakódování informace (optic.podněty v nerv.

12 SVĚTLO, SPEKTRÁLNÍ CITLIVOST LIDSKÉHO OKA Světelný tok (světlo) viditelné záření zhodnocené zrakem pozorovatele podle spektrální citlivosti zraku k záření různých vlnových délek Světelná účinnost záření ( lm / W ) K (l) - skotopické vidění max lm/w při 507 nm K (l) - - mezopické vidění vidění adaptační jas 0,1 cd.m -2 adaptační max. 756 lm/w jas 0,1 při cd.m 532 nm - 2 K(l) - fotopické vidění max. 683 lm/w při 555 nm K (l) - mezopické vidění adaptační jas 1 cd.m -2 max. 695 lm/w při 545 nm vlnová délka (nm)

1700 lm/w při 507 nm K (l) - - mezopické vidění vidění adaptační jas 0,1 cd.m -2 adaptační max. 756 lm/w jas 0,1 při cd.m 532 nm - 2 K(l) - fotopické vidění max.

13 VLASTNOSTI SVĚTELNÉHO PROSTŘEDÍ A JEJICH POPIS I. Kvantitativní veličiny hodnocení množství světla a jeho míry (dostatečnost, nadměrnost): světelný tok, osvětlenost, svítivost, jas. II. Spektrální veličiny: hodnocení spektrálních (barevných) vlastností osvětlení: teplota chromatičnosti, index podání barev. III. Směrové veličiny: Hodnocení směrových vlastností světla a schopnosti tvorby stínů (3D objekty): světelný vektor, činitel podání tvaru.

14 GEOMETRICKÉ VELIČINY Kontrolní plocha A (m 2 ) Kontrolní plocha je libovolná, zpravidla rovinná část prostoru, která je součástí konkrétního povrchu nebo imaginární volnou plochou, libovolně umístěnou v prostoru. Prostorový úhel (sr) Prostorový úhel je určen velikostí plochy, vyťaté obecnou kuželovou plochou, se středem v pozorovacím bodě, na povrchu jednotkové koule. ( max = 4)

15 SVĚTELNÝ TOK el (W) K l (lm/w) Světelný tok (lm) zářivý tok (W) zhodnocený zrakem podle spektrální citlivosti oka l (lm) d e l dl l V l dl Využití: vyjádření množství světla vyzářeného světelnými zdroji Příklad: světelný tok sodíkové výbojky 70 W je lm

e l dl l V l dl Využití: vyjádření množství světla vyzářeného

16 OSVĚTLENOST E A Osvětlenost E (lx) plošná hustota světelného toku Využití: hodnocení osvětlení zrakového úkolu nebo prostoru Příklad: osvětlení venkovních komunikací se pohybuje v rozsahu 1 30 lx.

17 SVÍTIVOST Svítivost I (cd) Prostorová hustota světelného toku I = prostorový úhel (sr) velikost plochy vyťaté obecnou kuželovou plochou na povrchu jednotkové koule Příklad: svítidlo pro komunikace 70 W může mít osovou svítivost 1000 cd.

obecnou kuželovou plochou na povrchu jednotkové koule

18 SVÍTIVOST Využití: popis vyzařování svítidel - způsob vyzáření světelného toku do okolí Příklad: svítidlo pro komunikace 70 W může mít osovou svítivost 1000 cd.

19 JAS Jas L (cd/m 2 ) Prostorová a plošná hustota světelného toku L I A p L OP E N Využití: hodnocení úrovně osvětlení (ulice) nebo pro hodnocení oslnění Příklad: jas pozemních komunikací se pohybuje v rozsahu 0,35 2 cd/m 2

20 TEPLOTA CHROMATIČNOSTI Teplota chromatičnosti T c (K) Barevný tón bílého světla. Využití: popis barevného tónu světla (chromatičnosti) Příklad: vysokotlaká sodíková výbojka má T cn ~ K

Barevný tón bílého světla teple bílý neutrálně bílý chladně bílý Teplota chromatičnosti T c

21 TEPLOTA CHROMATIČNOSTI Teplota chromatičnosti T c (K) teplota černého zářiče, jehož záření má tutéž barevnou jakost [např. tytéž souřadnice x, y] jako uvažované záření. Barevný tón bílého světla teple bílý neutrálně bílý chladně bílý Teplota chromatičnosti T c (K) < K K > K Čára teplotních zářičů s hodnotami teploty chromatičnosti T c [křivka 2]

22 INDEX PODÁNÍ BAREV Index podání barev R a (-) charakterizuje vliv spektrálního složení světla zdrojů na vjem barvy osvětlených předmětů. Věrný vjem barev je v denním světle a ve světle teplotních zdrojů. Věrný vjem barev R a = 100, barvy nelze rozlišit R a = 0 Využití: hodnocení podání barev ve světle posuzovaného světelného zdroje Příklad: vysokotlaká sodíková výbojka R a = 25

23 SVĚTELNÝ VEKTOR Světelný vektor (lx) popisuje převažující směr světelného toku v daném bodě prostoru

24 STŘEDNÍ KULOVÁ OSVĚTLENOST Střední kulová osvětlenost E 4 (lx) popisuje, zda je prostor dostatečně prosvětlen, nasycen světlem.

25 ČINITEL PODÁNÍ TVARU P = 0 Činitel podání tvaru P ( - ) vyjádření směrových vlastností osvětlení související s tvorbou stínů P=0 4. P E 4

Podobné dokumenty

ZRAKOVÝ ORGÁN A PROCES VIDĚNÍ. Prof. Ing. Jiří Habel, DrSc. FEL ČVUT Praha

ZRAKOVÝ ORGÁN A PROCES VIDĚNÍ. Prof. Ing. Jiří Habel, DrSc. FEL ČVUT Praha ZRAKOVÝ ORGÁN A PROCES VIDĚNÍ Prof. Ing. Jiří Habel, DrSc. FEL ČVUT Praha prosinec 2014 1 ZRAKOVÝ ORGÁN A PROCES VIDĚNÍ PROCES VIDĚNÍ - 1. oko jako čidlo zraku zajistí nejen příjem informace přinášené