Světelný tok

Světelný tok (symbol \Phi) je fotometrická veličina charakterizující světelný výkon záření či jeho zdroje uváděný v jednotkách zvaných lumen (značka lm). Vyjadřuje množství světelné energie, kterou přenese záření nebo zdroj vyzáří za časovou jednotku s přihlédnutím k citlivosti průměrného lidského oka na různé vlnové délky světla.

Definiční vztahy

Světelný tok \Phi_\lambda monochromatického záření vlnové délky λ, jehož zářivý tok je \Phi_{e\lambda}, se určí podle vzorce :\Phi_{\lambda} = K(\lambda)\,\,\Phi_{e\lambda} = K_m\,V(\lambda)\,\,\Phi_{e\lambda}, kde K(λ) je světelná účinnost monochromatického záření, která je rovna poměru světelného toku a jemu odpovídajícího zářivého toku, a V(λ) je poměrná světelná účinnost záření (z hlediska pozorovatele totožná s poměrnou spektrální citlivostí) a je definována následovně: :V(\lambda) = \frac{K(\lambda)}{K_m} (-, lm/W, lm/W), kde Km je maximum K(λ) určené při fotopickém vidění (vidění ve dne, při dostatečné intenzitě světla); připadá na vlnovou délku 555,155 nm a jeho hodnota je 683 lm/W.

Světelný tok \Phi záření složeného z více monochromatických záření vlnových délek \lambda_1,\lambda_2,\dots,\lambda_n s odpovídajícími zářivými toky \Phi_{e\lambda_i} lze určit ze vzorce :\Phi = K_m \sum_{i=1}^{n} V(\lambda_i)\,\Phi_{e\lambda_i}

Světelný tok \Phi záření, které představuje spojité spektrum (nebo jeho část) lze určit jako :\Phi = K_m \int_{0}^{\infty} V(\lambda)\,\frac{\mathrm{d}\Phi_e(\lambda)}{\mathrm{d}\lambda}\,\mathrm{d}\lambda,

kde \frac{\mathrm{d}\Phi_e(\lambda)}{\mathrm{d}\lambda}\equiv \Phi_{e\lambda}(\lambda) je spektrální hustota zářivého toku \Phi_e(\lambda), který v tomto případě představuje souhrnný zářivý tok pro všechna záření s vlnovou délkou menší nebo rovnou \lambda.

Stejně jako se pro fotopické vidění definují veličiny K(\lambda), K_m a V(\lambda), definují se pro skotopické vidění (soumrakové a noční vidění) veličiny K^\prime(\lambda), K^\prime_m a V^\prime(\lambda).

Vztah ke svítivosti

Z definice svítivosti vyplývá, že světelný tok bodového zdroje svítivosti I do prostorového úhlu dΏ je definován vztahem :\mathrm{d}\Phi = I\,\mathrm{d}\Omega.

Odtud plyne, že je-li svítivost zdroje, v určité oblasti L úhlově vymezené v prostoru, konstantní s hodnotou svítivosti IL, potom je světelný tok vyzařovaný do této oblasti dán vztahem :\Phi_L = I_L\,\Omega_L, kde ΏL označuje úhlovou velikost (v prostorovém úhlu) oblasti L.

Praktické užití

Celkový světelný tok v lumenech je základní charakteristikou obvykle udávanou u světelných zdrojů, spolu s příkonem a barvou (teplotou) světla. Tento tzv. +more světelný výkon umožňuje rychle propočítat účinnost zdroje podělením jeho elektrickým příkonem. Avšak při posouzení osvětlenosti v daném místě je třeba zohlednit směrovou charakteristiku zdroje, protože například žárovka vydávající světelný tok 500 lm v úhlu 120° dosáhne ve stejné vzdálenosti znatelně menšího (čtvrtinového) osvětlení v luxech než zdroj se stejným tokem soustředěným do úhlu 30°.

Související články

Fotometrie * Světelný zdroj

Kategorie:Optika Kategorie:Světlo Kategorie:Fyzikální veličiny