MERITVE SVETLOBNO-TEHNIČNIH VELIČIN
Grega Bizjak
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Laboratorij za razsvetljavo in
fotometrijo, Ljubljana, Slovenija
Kjučne besede: fotometrija, svetlobni tok, svetilnost, svetlost, osvetljenost, meritev svetlobe
Izvleček: Svetloba je fizikalno gledano elektromagnetno valovanje. Je pa tudi medij, ki omogoča naš vid in dojemanje sveta. Pri tem sodelujejo naše oči, živčni sistem in možgani in pokaže se, da ta sistem ni enako občutljiv za vse valovne dolžine. Zaradi tega je bilo poleg radiometrije, ki se ukvarja z merjenjem elektromagnetnega valovanja, vpeljati tudi fotometrijo, ki pa svetlobo meri tako, kot jo dojema naš vidni sistem. V članku so zato najprej opisane osnove dojemanja svetlobe in osnovne fotometrične veličine. V nadaljevanju pa sledi opis fotometričniti merilnih priprav torej fotometrov. Podana je tudi kratka zgodovina totometričnih normal, predvsem normale za svetilnost. Na koncu pa je dodan še kratek opis Laboratorija za razsvetljavo in fotometrijo, ki že skoraj 80 let deluje v sklopu Fakultete za elektrotehniko na Ljubljanski univerzi.
Measurements of Photometric Quantities
Key w/ords: photometry, luminous flux, luminous intensity illuminance, luminance, measurement of light
Abstract: Light is part of the electromagnetic radiation and therefore a physical quantity On the other hand, light is also a human sensation in similar fashion to sound, taste, smell and warmth. Light can so be considered as a radiation or as our response to it. As a radiation, light can be measured with the help of radiometry and radiometric quantities like radiant flux, radiant intensity, irradiance or radiance. But light as a response to this EM radiations involves also the behavior of our visual system (eye, nerves, brain). Our visual system, like other physical detectors of radiation, reacts only to a certain part of the spectrum. Moreover the sensitivity of the human eye to radiation is not the same for each of the wavelengths of the light. So the photometry was introduced to measure light in such a way that the results correlate with visual sensation that would be experienced by a human observer exposed to the same radiation. In order to fulfill the mentioned aim of photometry, a special function V(l) was introduced, which describes the relative spectral sensitivity of the (average) human eye. This function enables us, to calculate the photometry quantities like luminous flux, luminous intensity illuminance and luminance from the radiometry ones.
In the paper first the photometry quantities and units are presented. Further the development of photometer the device for measuring photometrical quantities, is described. Both visual and physical photometers are mentioned. At the end of chapter 3 the modern photometers, based on semiconductor photo-voltaic cell are introduced and its use for measurement of illumination, luminous intensity luminous flux and luminance are described.
Chapter 5 deals with definitions of photometric units, especially with candela, the unit for luminous intensity In this chapter also the photometric standards are introduced. The history of candela standard is described from use of candle to the realization of candela with a high accuracy cryogenic radiometer Also the luminous flux standards and luminance standards are mentioned. In the last chapter some information about the Laboratory of lighting and photometry are given. The Laboratory which has a 80 years long tradition, is part of the Faculty of Electrical Engineering at the University of Ljubljana, Slovenia.
1. Uvod
Svetloba je elektromagnetno valovanje. Svetlobo lahko torej fizikalno obravnavamo enako, kot vsa elektromagnetna valovanja in jo enako lahko tudi merimo. Torej s pomočjo radiometrije. Vendar pa je svetloba tudi medij, ki nam posreduje preko 80% informacij iz našega okolja. Dojemanje svetlobe vključuje človeške oči, živčne povezave in možgane. Pokaže se, da se naš vidni sistem ne odziva na vse valovne dolžine svetlobe (elektromagnetnega sevanja) enako. Zato pri opisovanju oziroma merjenju svetlobe za potrebe vida ne moremo uporabiti radiometrije. Vpeljana je bila fotometrija, ki pri vrednotenju svetlobe upošteva tudi občutljivost človeškega vidnega organa na posamezne valovne dolžine svetlobe.
2. Fotometrija in fotometrične veličine
Fotometrija je torej znanost, ki se ukvarja z merjenjem svetlobe. Kot rečeno, svetlobo lahko opišemo fizikalno kot del elektromagnetnega sevanja. In kot tako jo lahko tudi ustrezno merimo s pomočjo radiometrije in radiometričnih enot: sevalnega toka, jakosti sevanja, obsevanosti in seval-nosti.
Človeške oči se ne odzivajo na vse valovne dolžine elektromagnetnega valovanja, ampak samo na valovne dolžine, ki so (grobo) omejene z 380 nm in 780 nm. Pravzaprav lahko le elektromagnetno valovanje s temi valovnimi dolžinami imenujemo svetloba. Pokaže pa se, da se človeške oči tudi ne odzivajo na vse valovne dolžine svetlobe enako. S poskusi in meritvami je bilo dokazano, da rumeno-zelena svetloba v možganih izzove večji občutek svetlosti kot recimo rdeča ali modra svetloba z enako energijo. Na podlagi teh raziskav je bila določena krivulja spek-
Kozmični ž^k^ Gamažarki I
X - žarki :
Ultravijolična svetloba : Vidna svetloba : Infrardeča svetloba ;
X(ni)
10-W
Mikro valovi
3 8 lir 7.^10-
' lO-J
X(iim)
.......................180
„Ultravijolična :
Vijohena
Modra
Zelena ; Rumena ;
Televiajski valovi J Radijski valovi J k,.5
Oraiižna; Rdeča : Infrardeča ;
-	49(! ■ 56»
-	590 6.50 T70
-	1400
Slika 1: Delitev spektra elektromagnetnega valovanja
tralne občutljivosti človeškega očesa, ki jo običajno označujemo z V(A,).
xi
o
*	400	500	600
Valovna dolžina X(nm)
Slika 2: Krivulji spektralne občutljivosti človeškega očesa V(X) in V'(X)
Tabelah Relativna občutljivost človeškega očesa na posamezne valovne dolžine pri fotopskem (dnevnem) vidu
Valov na	Vrednost	Valovna	Vrednost	Valovna	Vrednost
dolžina	krivulje	dolžina	krivulje	dolžina	krivulje
(nm)	V(X)	(nm)	V(A,)	(nm)	V(X)
380	0,000.04	520	0,710	650	0,107
390	0,000.12	530	0,862	660	0,061
400	0,000.4	540	0,954	670	0,032
410	0,001.2	550	0,995	680	0,017
420	0,004.0	555	1,000	690	0,008.2
430	0,011.6	560	0,995	700	0,004.1
440	0,023	570	0,952	710	0,002.1
450	0,038	580	0,870	720	0,001.05
460	0,060	590	0,757	730	0,000.52
470	0,091	600	0,631	740	0,000.25
480	0,139	610	0,503	750	0,000.12
490	0,208	620	0,381	760	0,000.06
500	0,323	630	0,265	770	0,000.03
510	0,503	640	0,175	780	0,000.015
Krivulja V{A,) ima pri valovnih dolžinah: pod 380 nm in nad 780 nm vrednost nič, vrfi pa doseže pri 555 nm. Nanaša se na spektralno občutljivost čepnic in torej velja pri dnevnem (fotopskem) vidu. Podobno je definirana tudi krivulja spektralne občutljivosti paličnic V{X), ki se nanaša na nočni (skotopski) vid in doseže vrh pri 507 nm.
2.1 Svetlobni tok
Na podlagi omenjene krivulje dobimo Iz radiometričnih veličin štiri osnovne fotometrične veličine in enote: svetlobni tok, svetilnost, osvetljenost in svetlost. Preračun sevalnega toka v svetlobni tok lahko opravimo po spodnji enačbi:

(1)
Kjer je $ svetlobni tok, sevalni tok In Km konstanta z vrednostjo 683 Im/W.
Svetlobni tok (angleško: luminous flux) je merilo za količino energije, ki jo vir seva v prostor. Je ekvivalent moči v "Wattlh" vendar z upoštevanjem občutljivosti oči na svetlobo posameznih valovnih dolžin. Enota za svetlobni tok je lumen z oznako Im. Za primerjavo: navadna 100W žarnica ima približno 1300 Im, fluorescenčna sijalka moči 58 W oddaja približno 5200 Im, 90 W nizkotlačna natrijeva sijalka pa kar 13500 Im.
2.2 Svetilnost
Svetilnost (angleško: luminous intensity) odgovarja v radi-ometrijl jakosti sevanja. Predstavlja torej delež svetlobnega toka v določeni smeri oziroma v določenem prostorskem kotu.
d(P dO.
dri, .
(2)
Siika 3: Predstavitev svetilnosti s pomočjo svetlobnega toka in prostorskega kota
Vsota (Integral) svetilnost v vseh smereh okoli vira, oziroma v polnem prostorskem kotu, je torej enaka svetlobnemu toku. Enota za svetilnost je kandela (oznaka: cd), ki je tudi ena od osnovnih enot SI merskega sistema. Zadnja definicija kandele je Iz leta 1979 in pravi: 1 kandela (cd) je svetilnost v določeni smeri vira z monokromatsko svetlobo frekvence 540 X 10^^ Hz, ki ima jakost sevanja v tej smeri 1/683 W/sr.
Svetilnost je odvisna od izbrane smeri, zato jo največkrat podajamo v polarnih diagramih. Nekaj karakterističnih vrednosti: sveča ima svetilnost 0,6 do 1,1 cd, navadna žarnica približno 110 cd, sonce zunaj atmosfere pa kar 3 x 10^^ cd.
Slika 4: Prikaz kotne porazdelitve svetilnosti v polarnem diagramu
2.3 Osvetljenost
Osvetljenost (angleško: illuminance) je podana kot količina svetlobnega toka, ki konča na določeni ploskvi in je torej ekvivalent obsevanosti v radiometriji. Enota za osvetljenost je torej Im/m^ oziroma luks (lx).

dA
(3)
Osvetljenost pa je možno določiti tudi s pomočjo svetilnosti. Zvezo podaja fotometrični zakon oddaljenosti, ki ga lahko, ob predpostavki, daje ploskev, na kateri opazujemo osvetljenost, pravokotna na smer širjenja svetlobe, zapišemo kot:
E =
I
(4)
Osvetljenost je fotometrična veličina, ki jo je najlaže izmeriti, zato se jo tudi največ uporablja. Standardi, priporočila in predpisi podajajo tako na primer minimalne vrednosti osvetljenosti na delovnem mestu. Še nekaj karakterističnih vrednosti: osvetljenost poletnega travnika pri jasnem nebu opoldne je okoli 100.000 lx, v senci drevesa pa okoli 10.000 lx, osvetljenost pisalne mize v pisarni je 500 lx, osvetljenost pločnika ponoči pri uporabi ustrezne cestne razsvetljave doseže do 20 lx, na travniku v mesečini pa bi izmerili 0,05 lx.
2.4 Svetlost
Svetlost (opazovane točke) je definirana s pomočjo svetlobnega toka, ki ga točka na izbrani ploskvi oddaja v izbran prostorski kot. Določimo jo lahko po enačbi:
L =

(5)
dA-cosy -dO.
Pri tem je d<P del svetlobnega toka v prostorskem kotu dü, dA je del ploskve, ki vsebuje izbrano točko in y je kot med normale te ploskve in smerjo snopa.
Slika 5: Prikaz definicije svetlosti
Kadar je opazovana točka del svetleče površine (vira svetlobe), lahko enačbo preoblikujemo tako, da svetlost izrazimo s pomočjo svetilnosti:
dl
(6)
L =
dA ■ cosy
Podobno lahko svetlost izrazimo tudi s pomočjo osvetljenosti, če je opazovana točka del osvetljene površine.
L =
dE
cosy - JO
(7)
Svetlost (angleško: luminance) je tudi edina fotometrična veličina, ki jo lahko vsaj približno ocenimo z očmi, saj je v povezavi z občutkom svetlosti (angleško: brightness), ki ga v očesu povzročajo svetle ali osvetljene površine. Nekaj karakterističnih vrednosti: površina sonca ima svetlost 1.600.000 kcd/m2, žarilna nitka navadne žarnice 15.000 kcd/m^, površina fluorescenčne sijalke 10 kcd/m^, plamen sveče približno 8 kcd/m2 in mesec (luna) 2,5 kcd/m^.
Vse štiri glavne fotometrične veličine so med seboj povezane z ustreznimi enačbami. Povezave so grafično prikazane na spodnji sliki.
Svetlobni tok (Im)
I
:A
Osvetljenost E{lx)
: Q

: Q
Svetilnost I (cd)
j :A
Svetlost L {cd/m2)
Siika 6: Prikaz povezav med osnovnimi fotomethčnimi enotami
3. Foto m eter
Inštrument, s katerim lahko izmerimo katero od fotometričnih veličin, v splošnem imenujemo fotometer. Prvi opis fotometra se pojavi v letu 1729 v delu "Essai d'optique sur la gradation de la lumiere" Pierra Bouguera (1698-1758), profesorja v Havre. Fotometer, ki je prikazan na spodnji sliki, je temeljil na primerjavi svetlosti dveh površin, ki ju osvetljujeta dva različna svetlobna vira. Na podlagi enakih svetlosti obeh površin je možno sklepati o enaki osvetljenosti, ki ju je, s pomočjo znanih (kvadratov) oddaljenosti od enega in drugega vira, možno preračunati v svetilnost neznanega vira. Seveda ob poznavanju svetilnosti drugega vira.
Neznani vir svetlobe ,
Referenčni vir svetlobe
Prosojen ^ papir
y//Ka /; tiiiKa prvega bouguerjevega totometra, objavljena leta 1760
Opisani princip subjektivne fotometrije se je kasneje pojavil še v mnogih drugih znanstvenih delih znanih avtorjev s tega področja kot so Lambert, Thompson, Wedge Trotter in drugi. Zaradi lažjega in točnejšega določanja razdalje so v merilni postopek vpeljali še fotometrično klop, tako da ja priprava za meritev svetilnosti neznanega vira izgledala tako, kot je prikazana na spodnji sliki.
Slika 8: Fotometrična klop (A) s subjektivnim
fotometrom (B), neznanim in referenčnim svetlobnim virom (C) in zaslonkami (D).
Vendar pa opisane subjektivne merilne metode, kljub natančnosti izdelave optičnih inštrumentov, kmalu niso več zagotavljale ustrezne točnosti.
Danes govorimo o objektivni fotometriji, ki temelji predvsem na optoelektronskih pretvornikih, kot so fotocelica.
fotopomnoževalka, fotoupor in fotodioda. Vendar pa se v zadnjem času uporabljajo skoraj izključno le še silicijeve fotodiode. S pomočjo posebnih optičnih filtrov je možno njihovo spektralno občutljivost ustrezno prilagoditi spektralni občutljivosti človeških oči. Ob ustrezni povezavi fotodiode z merilnikom toka tako dobimo merilnik osvetljenosti ali lux-meter.
Slika 9: Laboratorijski lux-meter razreda točnosti L
Ostale tri osnovne fotometrična veličine je prav tako možno meriti s fotodiodo oziroma luks-metrom. Seveda ob upoštevanju določenih fizikalnih povezav in zakonov. Svetilnost merimo običajno na fotometrični klopi ob upoštevanju razdalje med virom in fotoelementom, kot je to že bilo opisano pri subjektivni fotometriji.. V kolikor pa nas zanima kotna porazdelitev svetilnosti, lahko uporabimo goniofotom-eter.
Slika 10:Goniofotometer z zrcalom
Svetlobni tok se prav tako da izmeriti z goniofotometrom in integracijo svetilnosti po celotnem prostorskem kotu. Hitrejša metoda pa je uporaba integrirne (Ulbrichtove) krogle. Opazovani svetlobni vir se namesti v sredino integrirne krogle. Premaz notranje stene krogle z ustreznimi refleksijski-mi lastnostmi zagotavlja, daje notranja površina enakomerno osvetljena. Če del notranje površine krogle nadomestimo z fotodiodo oziroma lux-metrom, lahko iz izmerjene osvetljenosti in poznavanja velikosti krogle izračunamo svetlobni tok vira. Lahko pa meritev opravimo tudi primerjalno z virom, katerega svetlobni tok poznamo.
Slika 11 :lntegrirna krogla
Slika 12:Merilnik svetlosti
Z fotodiodo lahko izmerimo tudi svetlost, in sicertako, da z ustrezno optično napravo omejimo kot, pod katerim svetloba pada na površino fotodiode. Taki merilni pripravi rečemo merilnik svetlosti. Izvedba je lahko enostavnejša, tako da optični objektiv samo nataknemo za glavo lux-me-tra. Lahko pa je merilnik svetlosti izdelan tudi z ustreznim okularjem, ki omogoča, da skozi objektiv tudi vidimo področje, katerega svetlost merimo. Opazovani kot je pri merilnikih svetlosti običajno velik 1 ° ali 3 Za meritve svetlosti na področju cestne razsvetljave pa se uporabljajo tudi merilniki z manjšimi koti opazovanja (20 ' (ločnih minut) ali tudi samo 6 ').
Zares prenosna fotometra sta samo merilnik osvetljenosti (lux-meter) in merilnik svetlosti. Zaradi tega standard DIN 5032, ki podaja osnove merjenja svetlobe, navaja samo
Tabela 2:
Dovoljeni maksimalni pogreški za posamezne razrede točnosti pri merilnikih osvetljenosti po standardu DIN 5032
		Razred inštrumenta			
Pogrešek	oznaka (po DIN 5032)	L	A	B	C
prilagoditev V(X,) krivulji	fi	1,5 %	3 %	6%	9%
UV občutljivost	u	0,2 %	1 %	2%	4%
IR občutljivost	r	0,2 %	1 %	2%	4%
prilagoditev cos ep krivulji	fi	1,5%	1,5%	3 %	6%
vrednotenje Eg	fl.O	10%	10%	15%	20%
vrednotenje E^	fu	5%	5%	10%	15%
vrednotenje E^h	f2.h	5%	5%	10%	15%
pogrešek linearizacij^	h	0,2 %	1 %	2%	5%
pogrešek kazalnika	f4	0,2 %	3 %	4,5 %	7,5 %
utrujenost	h	0,1 %	0,5 %	1 %	2%
temperaturni koeficient	OCo, «25	0,1 %/K	0,2 %/K	1 %/K	2 %/K
modulirana svetloba	f?	0,1 %	0,2 %	0,5 %	1 %
pogrešek odklona	h	0,1 %	0,5 %	1 %	2%
skupni pogrešek	fees	3 %	5%	10 %	20%
spodnja frekvenčna meja	fu	40 Hz	40 Hz	40 Hz	40 Hz
zgornja frekvenčna meja	fo	10^ Hz	lO'Hzl lO^'Hz		10' Hz
Tabela 3: Dovoljeni maksimalni pogreški za posamezne razrede točnosti pri merilnikih svetlosti po standardu DIN 5032
		Razred inštrumenta			
Pogrešek	oznaka (po DIN 5032)	L	A	B	C
prilagoditev V krivulji	fi	2%	3 %	6%	9%
UV občutljivost	u	0,2 %	1 %	2%	4%
IR občutljivost	r	0,2 %	1 %	2%	4%
prostorsko vrednotenje		2%	3 %	6%	9%
vpliv svetlosti okolice	f2(u)	1 %	1,5%	2%	4%
pogrešek linearizacije	h	0,2 %	1 %	2%	5%
pogrešek kazalnika	/i	0,2 %	3%	4,5 %	7,5 %
utrujenost	h	0,1 %	0,5 %	1 %	2%
temperaturni koeficient	do, 0.2S	0,1 %/K	0,2 %/K	1 %/K	2 %/K
modulirana svetloba	/7	0,1 %	0,2 %	0,5 %	1 %
pogrešek zaradi polarizacije	fs	0,2 %	1 %	2%	4%
pogrešek odklona	fu	0,1 %	0,5 %	1 %	2%
pogrešek izostritve	f,2	0,4 %	1 %	1 %	1 %
skupni pogrešek	fges	5%	7,5 %	10%	20%
spodnja frekvenčna meja	fu	40 Hz	40 Hz	40 Hz	40 Hz
zgornja frekvenčna meja	fo	10' Hz	10' Hz	lO"* Hz	10' Hz
razrede točnosti za ta dva inštrumenta. Tako za merilnik osvetljenosti kot za merilnik svetlosti so v standardu navedeni štirje razredi točnosti: L, A, Bin C, Dovoljeni skupni pogreški so za posamezne razrede podani v tabeli 2.
Normale fotometričnih enot
Zgodovina normal v fotometriji se začne v začetku devetnajstega stoletja, ko so začeli uporabljati plamen sveče kot normale za svetilnost. Od tod tudi ime enote za svetilnost (kandela), ki iziiaja iz angleške besede candle za svečo. Taka normala je zadoščala le kratek čas, saj so z izboljšanimi fotometri kmalu odkrili, da je svetilnost plamena sveče zelo težko reproducirati, pa čeprav se predpisali sestavo, obliko in liitrost gorenja sveče.
Slika 13:l-lefnerjeva svetilka
Zato so svečo kmalu nasledile svetilke s plamenom, ki so uporabljale različne vrste goriva. Poznanih je bilo več vrst, med bolj znanimi pa je bila Hefnerjeva svetilka. Vendar pa
se je z razvojem fotometrov tudi pri svetilkah pokazala ista slabost torej slaba ponovljivost svetlosti plamena. Zato so ob koncu devetnajstega stoletja začeli razmišljati o drugačni vrsti normale, ki bi temeljila na črnem sevalu znane površine in temperature. Pojavila so se prva sevala s staljeno platino, imenovana tudi Violla normale. Vendar pa so se tudi pri teh sevalih pojavljale težave zaradi nečistoč v platini, ki so povzročale razlike v svetlosti površine in s tem tudi v svetilnosti normale. Vzačetku dvajsetega stoletja so nekaj časa razmišljali, da bi normale za svetlost izdelali v obliki električne žarnice. Vendar pa se je pokazalo, da ni možno dovolj natančno opredeliti in izdelati žarnico, ki bi lahko služila kot absolutna normala. So se pa žarnice uveljavile kot sekundarne normale za svetlost.
Leta 1909 so raziskovanja pripeljala do prvega standarda "mednarodne kandele", ki je temeljil na sevalu iz čistega torija, potopljenega v platino pri temperaturi trojne točke (2042 K). Platino so segrevali v visokofrekvenčni peči moči 7 kW. To normale je leta 1921 sprejela tudi mednarodna komisija za razsvetljavo (CIE), leta 1948 pa tudi Mednarodna konferenca za mere in uteži. Ob tem so tudi spremenili ime enoti iz candle v candela.
Leta 1979 pa je Mednarodna komisija za mere in uteži sprejela novo definicijo kandele. Ta pravi, da je kandela svetilnost v dani smeri vira z monokromatskim sevanjem frekvence 540x10^^ Hz, ki ima v tej smeri jakost sevanja 1/683 W/sr. Frekvenca 540x10^^ Hz odgovarja valovni dolžini 555,016 nm v standardnem zraku, to pa je svetloba, na katero so človeške oči najbolj občutljive. Tako danes enota za kandelo ni več predstavljena s sevalom, pač pa na podlagi absolutne občutljivosti ustreznega detektorja (npr. visoko-točni kriogeni radiometer). Še vedno pa je kandelo možno predstaviti tudi z črnim sevalom.

Slika 14:Električna žarnica kot normaia za svetiinost
Poleg normal za svetilnost uporabljamo v fotometriji še normale za svetlobni tok ter normale za svetlost. Normale za svetlobni tok so večinoma izvedene v obliki žarnic. Lahko pa uporabimo tudi druge električne svetlobne vire, na primer fluorescenčne sijalke. Vendar pa moramo v tem primeru uporabiti tudi ustrezno umerjeno predstikalno napravo. Normale za svetlobni tok se uporabljajo pri primerjalnem merjenju svetlobnega toka v integrirni krogli. Sicer pa slednja omogoča tudi absolutno merjenje svetlobnega toka, tako da normaia ni vedno potrebna.
Na podobnem principu kot integrirna krogla deluje tudi normaia za svetlost. Sestavljena je iz manjše krogle v kateri je nameščen vir svetlobe, običajno žarnica. Notranja stena je obdelana s premazom, z visoko odsevnostjo z Lambertovo kotno porazdelitvijo, zaradi česar je osvetljenost notranje površine krogle enakomerna. Nato manjši del stene krogle nadomestimo okencem, ki je lahko prekrito s prosojnim materialom. Površina okenca ima zaradi enakomerne osvetljenost tudi enakomerno svetlost. Tako normalo se da umeriti s pomočjo merilnika osvetljenosti pri znani razdalji med njima in njuni geometriji.
Ne poznamo pa normale za osvetljenost. Merilnike osvetljenosti (lux-metre) zato umerjamo s pomočjo normale za svetilnost in znane razdalje med njima v skladu s fotometričnim zakonom oddaljenosti (enačba 4).
Laboratorij za razsvetljavo in fotometrljo
Laboratorij za razsvetljavo in fotometrljo se nahaja na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani. Je eden od slovenskih merilnih laboratorijev z najdaljšim stažem.
. »V ' " -
.-.i
Siika 15:Normaia za svetlost
Ustanovljen je bil že jeseni leta 1921, ko se je Elektrotehniški oddelek takratne Tehniške fakultete preselil v nove prostore na Aškerčevi. Laboratorij se danes sicer nahaja v drugih prostorih, vendar je še vedno tako kot takrat "ves v črnem, ne le stene ampak tudi pod in oknice, ki zastirajo svetlobo, so črne" (citat iz knjige Zgodovina slovenske univerze v Ljubljani do 1929, izdane 1929).
Slika 16:Notranjost laboratorija
Vse od takrat se laboratorij uspešno razvija. Danes lahko v laboratoriju izvajamo praktično vse fotometrične meritve. Za merjenje svetlobnega toka je na voljo več normalnih žarnic in integrirna krogla. Meritev svetilnosti je možna na
fotometrični klopi dolžine 2 m ob uporabi različnih normalnih žarnic. Izdelali smo tudi preprost goniofotometer, ki omogoča osnovno merjenje kotne porazdelitve svetilnosti. Merjenje osvetljenosti je možno s precizijskim luks-metrom razreda L ter z različnimi prenosnimi luks-metri. Svetlost pa lahko izmerimo s pomočjo kombiniranega merilnika svetlosti, ki je hkrati tudi spektroradiometer. Torej nam omogoča tudi meritve spektralne vsebine svetlobe, barve svetlobe in indeksa barvnega videza. Na voljo so tudi stabilizirani viri enosmerne in izmenične napetosti ter merilni inštrumenti električnih veličin.
Z opremo v laboratoriju {normalnimi žarnicami in fotometrično klopjo) je možno umerjati merilnike osvetljenosti. V laboratoriju izdelane normale za svetlost pa omogočajo tudi umerjanje merilnikov svetlosti. Z uporabo normalnih žarnic, fotometrične klopi in integrirne krogle je možno umerjanje delovnih normal za svetlobni tok in svetilnost.
Poleg z meritvami, se v laboratoriju ukvarjamo tudi z razvojem merilne opreme. Eden zadnjih projektov je razvoj merilnika svetlosti na osnovi digitalne kamere. Prednost takega merilnika je, da omogoča tudi merjenje svetlosti majhnih površin, na primer presvetljenih piktogramov na stikalih. Del dejavnosti pa predstavlja tudi projektiranje razsvetljave in izračuni osvetljenosti in svetlosti v notranjih in zunanjih prostorih.
Laboratorij za razsvetljavo in fotometrijo trenutno še ni akreditiran za kalibracijo fotometričnih inštrumentov, se pa trudimo, da bi ta korak čim prej opravili.
Literatura
Casimer DeCusatis, Handbook of Applied Photometry, American Institute of Physics, 1997
Hans-Jürgen Hentschel, Licht und Beleuchtung, Hütnig Verlag Heidelberg, 2002
Jahn W. T. Walsh, Photometry, Dover Publications Inc., 1958 Joseph B. Murdoch, lluminating Ingineering, Visions Communications, 2003
Dietrich Gall, Grundlagen der Lichtechnik, Pflaum Verlag, 2004 Arne Valberg, Light vision color, Wiley, 2005 Katalog izdelkov LMT, LMT Berlin, 1998 Grega Bizjak, Meritev svetlobno-tehničnih veličin, Posvet o meritvah TC Semto, LJubljana, 2005
Doc. dr. Grega Bizjak, univ. dipl. inž. el. Univerza v Ljubijani, Fal<ulteta za elel<trotehniko Laboratorij za razsvetljavo in fotometrijo Tržaška 25, Ljubljana tel.: 01 - 4768 446 fax.: 01 - 4768 289 e-mail: grega. bizjak@fe. uni-ij. si
Prispelo (Arrived): 10. 05. 2006; Sprejeto (Accepted): 29. 05. 2006