Освітлення, або світло, характеризується кількісними та якісними показниками, при цьому застосовують стандартні одиниці та терміни.
Кількісні показники освітлення визначають світловий потік, силу світла, освітленість та яскравість.
Світловий потік (Ф) - потік променевої енергії, що сприймається органами зору як світло, тобто характеризує потужність променевої енергії.
Одиниця світлового потоку - люмен (лм) - дорівнює потоку, який випромінюється до одиничного тілесного кута ω рівному 1 стерадіан точковим джерелом світла в 1 канделу. Стерадіан - одиничний тілесний кут ω, який утворює на сферичній поверхні радіусом 1м поверхню, площа якої дорівнює 1м2. Значення ω=S/R2 (рис. 12.1)
Джерела світла випромінюють світловий потік у різних напрямках неоднаково. Тому, щоб дати характеристику інтенсивності випромінювання, застосовуємо поняття "просторова або кутова щільність світлового потоку", яку називають силою світла (І), тобто світловий потік, віднесений до тілесного кута, в якому він випромінюється:
,кд [12.1]
За одиницю сили світла приймають канделу (кд), яка дорівнює 1 лм/стер.
Рис. 12.1. Схема кількісних показників освітлення
Величину світлового потоку, який припадає на одиницю освітлювальної поверхні, називають освітленістю (Е):
, лк [12.2]
Одиниця освітленості - люкс (лк) - освітленість поверхні S=1м2 при світловому потоці Ф = 1лм, який падає на неї.
Видимість предмета оком залежить від частини світлового потоку, відбитого освітлювальним предметом і характеризується яскравістю (І). Яскравість залежить від сили світла, кута падіння світлового потоку та ряду інших факторів. За величину яскравості прийнято ніт - це яскравість 1м2 плоскої поверхні, яка відбиває у перпендикулярному напрямі силу світла в 1 канделу:
, кд/м2 [12.3]
До якісних показників належать фон, контраст об'єкта з фоном, видимість, показник осліпленості, коефіцієнти відбиття і т.д.
Коефіцієнт відбиття (р) характеризує здатність поверхні відбивати падаючий на неї світловий потік:
. [12.4]
Фон - це поверхня, яка прилягає до об'єкта розрізнення, на який він розглядається. Фон вважається світлим при ρ>0,4, середнім при ρ=0,2...0,4 і темним при ρ<0,2.
Контраст об’єкта з фоном (К) характеризується співвідношенням яскравостей розрізняльного об’єкта та фону:
. [12.5]
Контраст вважається великим при К>0,5, середнім при К=0,2...0,5 і малим при К<0,2.
Видимість V характеризує здатність ока сприймати об'єкт, залежить від освітленості, розміру об'єкта, контрасту та визначається числом порогових контрастів (тобто, найменшим розрізняльним контрастом):
. [12.6]
Показник осліпленості Р є критерієм оцінки сліпучої дії освітлювальної установки:
, [12.7]
де коефіцієнт осліпленості S=V1/V2, причому, V1- при екрануванні блискучих джерел; V2 - коли вони у полі зору.
Об'єкт розрізнювання - це мінімальні окремі його частини, які необхідно розрізняти в процесі роботи.
Для вимірювання освітленості і світлотехнічних величин застосовують прилади - люксметри модифікації Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117 та портативний цифровий люксметр-яскравомір ТЭС 0693. Всі вони працюють зі застосуванням ефекту фотоелектричного явища. Світловий потік, потрапляючи на селеновий фотоелемент, перетворюється на електричну енергію, сила струму якої вимірюється міліамперметром, який проградуйований у люксах. Застосовують також вимірювачі видимості - фотометри та інші комплексні вимірювачі світлотехнічних величин.