Litteiden näyttöjen mittausproseduurien kehittäminen - HTML

3.2.2 Fotometriset suureet
Koska valo on sähkömagneettista aaltoliikettä, pätevät siihen radiometriset suureet. Kuitenkin
tarkasteltaessa pelkästään näkyvän aallonpituusalueen sähkömagneettisia aaltoja
eli valoa, käytetään fotometrisia suureita. Ero radiometristen ja fotometristen suureiden
välillä on, että fotometristen suureiden voimakkuus on painotettu näköherkkyysfunktiolla
V(λ). Muutoin ne ovat analogisia. /25/
Fotometrian eli valonmittauksen suureet on yhtenäistetty kansainvälisesti SI-järjestelmän
mukaisesti. Näytönmittauksen kannalta tärkeä suure on luminanssi, joka ilmaisee pinnan
valovoiman tiheyden tiettyyn suuntaan. Kansanomaisesti voidaan sanoa, että luminanssi
kertoo, kuinka kirkkaalle pinta näyttää tietystä tarkastelusuunnasta katsoen. Kirkkaus
käsite sinällään on ihmisen havainnointiin perustuva termi, eikä sitä pidä sotkea fysikaalisiin
suureisiin. Luminanssi L määritetään valovirrasta Φ kaavalla 1 /32, 76/:
L
Kaavassa äärettömän pieni valovirta dΦ kulkee äärettömän pienen avaruuskulman dω
sisällä. Katselusuunnasta nähden dAcosθ on valonsäteiden projektiopinnan ala, jossa θ
on valon kulkusuunnan ja katselusuunnan välinen kulma. Luminanssin yksikkö on kandelaa
neliömetrillä [cd m-2 ⋅ ]. Tarkasteluetäisyys ei vaikuta luminanssin suuruuteen,
koska kuten kaavasta 1 nähdään, luminanssi on kääntäen verrannolinen pinta-alan neliöön,
joka puolestaan on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön. /32, 71/
Avaruuskulma on kolmiulotteisessa koordinaatistossa määritetty kulmamitta. Sen
yksikkö on steradiaani [sr]. Kun pallon pinnalta erotetun alueen pinta-ala on yhtä suuri
kuin pallon säteen neliö, niin vastaana avaruuskulma on yksi steradiaani. Tällöin koko
pallon avaruuskulma on 4π sr. /32/
Valovirta on pistemäisestä valonlähteestä emittoituva valo. Sen yksikkö on lumen [lm].
Yhden lumenin suuruinen valovirta syntyy, kun valoa emittoituu yhden steradiaanin alueelta
pistemäisestä valonlähteestä, jonka valovoima on yhden kandelan suuruinen. Valovoima
I on valonlähteestä tiettyyn suuntaan säteilevän valon voimakkuus. Sen yksikkö
on kandela [cd], joka on SI-järjestelmän perusyksikkö. Yhden kandelan valovoima syntyy,
kun valonlähde säteilee 540 1012 Hz:n taajuista säteilyä 1/683 W sr-1 ⋅ ⋅ :n säteilyteholla.
Kun integroidaan valovoima avaruuskulman suhteen, saadaan valovirta eli valovoiman
ja valovirran välinen yhteys on kaavan 2 mukainen /32, 46/:
I =
d 2 Φ
= -----------------------------dω
dA cosθ
------dΦ
dω
jossa,
I on valovoima,
Φ on valovirta ja
ω on avaruuskulma.
(1)
(2)
18