Световой поток F является одной из основных световых величин и представляет собой тот же лучистый поток, но оценивается по световому ощущению, которое он производит на глаз человека. Т. е. световой поток — это величина, образуемая от лучистого потока путем умножения на коэффициенты спектральной чувствительности глаза по каждой из длин волн видимого спектра.
Если энeргия излучается только на одной из длин волн λ, то световой поток этого монохроматического излучения будет равен:
Fλ = Feλ·V(λ)
При таком представлении световой поток измеряется в ваттах, как и лучистый. Чтобы различать эти потоки, для обозначения светового потока добавляется слово «световой», т. е. получается световой ватт. Правда, такая размерность светового потока практически не используется, поскольку система СИ рекомендует в качестве единиц светового потока люмены (от лат. lumen — свет).
Международным комитетом мер и весов в 1977 г. было принято, что в фотометрии лучистый поток 1 Вт на длине волны в λ=555 нм (частота излучения — 540.1012 Гц), обладающего наибольшей световой эффективностью, эквивалентен световому потоку 683 лм. Почему коэффициент для пересчета световых ватт в люмены равняется 683, будет рассказано ниже при рассмотрении понятия силы света. С учетом этого коэффициента формула для расчета светового потока (в люменах) для монохроматического излучения примет вид:
F = 683·Feλ·V(λ)
| Таблица 2. Световые потоки некоторых источников света | |
| Источник света | Световой поток, лм |
| Лампа накаливания 220 В, 100 Вт | |
| Лампа накаливания 220 В, 1000 Вт | |
| Лампа накаливания 110 В, 10000 Вт | |
| Лампа накаливания 220 В, 100 Вт | |
| Поток, падающий на один квадратный метр поверхности Земли в ясный солнечный день |
Для определения светового потока во всем диапазоне видимых излучений (380…780 нм) необходимо просуммировать все световые потоки монохроматических составляющих:
F = 683·∑ Feλ·V(λ)
Таким образом, чтобы получить световой поток, излучаемый на любой длине волны видимого спектра, необходимо умножить 683 лм/Вт на соответствующий коэффициент относительной спектральной чувствительности (см. рис.1 и табл.1) и на значение лучистого потока на этой длине волны.
Например, световой поток натриевой лампы состоит из излучений на 589 нм и 589,6 нм. Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что при лучистом потоке (мощности лампы), равном 10 Вт, V(589 нм) = 0,77, V(589,6 нм) = 0,765, световой поток составит:
F = 683·5·0,77 + 683·5·0,765 = 5242,025 лм.
Значения световых потоков для некоторых источников света приведены в табл. 2.
В качестве эталона одного люмена принят световой поток, излучаемый с поверхности абсолютно черного тела площадью 0,5305 мм² при температуре затвердевания платины, равной 2046°К. Государственный эталон, соответствующий международным соглашениям, был разработан профессором П. М. Тиходеевым. Он представляет собой двойной сосуд из оксида тория, заполненный платиной. Выходное отверстие сосуда формирует трубка из оксида тория, погруженная в платину. При расплавлении платины (под воздействием индукционных токов) отверстие трубки светится, как абсолютно черное тело.