Fotometrija je granaoptike koja se bavimjerenjem svojstavasvjetlosti (svojstava izvora svjetlosti, svjetlosnoga toka i osvjetljenja površina). Povijesna fotometrijska mjerenja obavljana su s pomoćuljudskoga oka, a suvremena fotometrijska mjerenja, iako koristeelektroničke fotometre, prilagođena su osjetljivosti ljudskoga oka. Obuhvaćaju samo onaj diospektra elektromagnetskih valova koji zamjećuje ljudsko oko, to jest ograničena su navalne duljine od približno 380 do 780nm. 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 (premaMeđunarodnoj organizaciji za normizaciju ISO). Mjerenjima svojstava cjelokupnogaelektromagnetskoga spektra bavi seradiometrija.[1]
Podrobniji članak o temi:FotometarFotometar jemjerni instrument za mjerenjejakosti svjetlosti. Temelji se na uspoređivanju osvijetljenosti neke površine poznatim izvorom svjetlosti i osvijetljenosti koja potječe od nepoznatog izvora. Stariji tipovi fotometara mjere zatamnjenje, udaljavanje ili primicanje izvora koje je potrebno da bi se izjednačila osvijetljenost dviju površina; mjeri se pomoću vizualnog uspoređivanja (vizualni fotometar). Danas su u primjeni samofotoelektrični fotometri sfotoćelijama osjetljivima nazračenje. Za pouzdana mjerenja važno je točno poznavati ovisnosti osjetljivosti fotoćelije (fotoelementa) ovalnoj duljini zračenja. Linearna ovisnost postiže se uporabom prikladnih filtara. Kod fotometrije vrlo slabih izvora koriste se fotoćelije s dodatnim elektronskim sklopom za umnožavanje sekundarnihelektrona kako bi se dobila struja mjerljive veličine. Fotoelektrični fotometri primjenjuju se uastronomskim imeteorološkim ispitivanjima (na primjer uaktinometriji), u kemijskim i fizičkim istraživanjima i analizama (na primjer ukolorimetriji ispektrofotometriji) i drugo. Postoje i fotometri za uspoređivanje svjetlosti različitih boja (heterokromni fotometar).[2]
Podrobniji članak o temi:Fotometrijski ekvivalentFotometrijski ekvivalent jenormirani odnos izmeđutoka zračenja isvjetlosnoga tokamonokromatskoga izvorasvjetlostivalne duljine 555nm, to jest normirani odnos između radiometrijske i fotometrijske fizikalne mjerne jedinice, 1W/sr = 683lm/sr. Za valne duljine pri kojimasvjetlosna učinkovitost nije maksimalna, ekvivalentna se vrijednost dobiva množenjem normiranoga fotometrijskog ekvivalenta vrijednošću funkcije osjetljivosti oka o valnoj duljini (od 0 do 1).
Funkcija osjetljivosti oka prikazana je na dijagramu kojemu se na apscisi nalaze valne duljine približno je simetrična krivulja s oštrim maksimumom jednakim jedinici na valnoj duljini 555 nm za dnevnu osjetljivost i 507 nm za noćnu osjetljivost. Njezina je vrijednost za valnu duljinu 600 nm 0,63, a za valne duljine 380 i 780 nm iznosi 0.[3]
| Veličina | Mjerna jedinica | Napomena | ||
|---|---|---|---|---|
| naziv | znak | naziv | znak | |
| Svjetlosna energija | Qs | lumen sekunda | lm⋅s | naziva se ikoličina svjetlosti |
| Svjetlosni tok | Φs | lumen (cd⋅sr) | lm | naziva se iluminacijski fluks ilisvjetlosna snaga |
| Svjetlosna jakost | Is | kandela (lm/sr) | cd | naziva se iluminacijski intenzitet |
| Svjetljivost | Ls | kandela početvornom metru | cd/m2 | naziva se iluminancija |
| Osvjetljenje | Es | luks (lm/m2) | lx | naziva se iiluminacija |
| Osvijetljenost | Hs | luks sekunda | lx⋅s | naziva se i svjetlosna izloženost iliekspozicija |
| Svjetlosna učinkovitost | η | lumen povatu | lm/W | naziva se iluminacijska efektnost |
Količina svjetlosti koju točkasti izvorsvjetlosti šalje (emitira) u prostor u svim pravcima u jednojsekundi, naziva sesvjetlosni tok ililuminacijski fluks. Opkolimo li točkasti izvor svjetlosti jakosti 1kandele (cd)kuglompromjera 1metar (m), onda je količina svjetlosti što prolazi kroz 1m2 kuglemjerna jedinica zasvjetlosni tok i zove se 1lumen (lm).Prostorni kut koji pripadaploštini od 1 m2 je jedinični prostorni kut i zove sesteradijan (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 svjetlostt sekunda, onda je ukupna količina svjetlosti koju on daje jednaka umnošku vremena:
Svjetlosna energija mjeri se lumensekundama ili lumen sekundama (lm∙s) ili lumensatima (lm∙ h). Kako izvorsvjetlosti jakosti 1kandela 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)Is (u kandelama) dat će svjetlosni tok (u lumenima):
a odatle jesvjetlosna jakost (ukandelama):[4]
| Izvor | Svjetlosni tok (lumen) |
|---|---|
| 37 mW bijelaLED (svijetleća dioda) | 0,20 |
| 15 mW zelenilaser (532 nmvalna duljina | 8,4 |
| 1 W bijela LED svjetiljka | 25 – 120 |
| Petrolejka | 100 |
| 40 Welektrična žarulja | 325 |
| 7 W bijela LED svjetiljka | 450 |
| 18 Wfluorescentna cijev | 1 250 |
| 100 W električna žarulja | 1 750 |
| 40 W fluorescentna cijev | 2 800 |
| 35 Welektrolučna svjetiljka (ksenon) | 2 200 – 3 200 |
| 100 W fluorescentna cijev | 8 000 |
| 127 Wnatrijska svjetiljka | 25 000 |
| 400 W halogena žarulja | 40 000 |
