4.1. Quang thông
Trước hết ta nói về khái niệm dòng quang năng.
Gọi dW là năng lượng đi qua điện tích ds của ánh sáng trong thời gian dt.
Đại lượng: gọi là dòng quang năng đi qua diện tích ds.
Vậy: Dòng quang năng đi qua diện tích ds là năng lượng đi qua diện tích đó trong một đơn vị thời gian.
Đơn vị dòng quang năng là oát (W).
Đối với mắt ta cảm giác sáng do ánh sáng gây ra cho mắt phụ thuộc vào độ nhạy của mắt đối với các màu của ánh sáng. Ví dụ: các tia hồng ngoại có dòng quang năng rất
lớn vẫn không gây ra cảm giác sáng cho mắt, nhưng ánh sáng màu lục (có λ = ,555µm)
dù công suất không lớn lắm vẫn gây ra cảm giác sáng rất mạnh.
Ngay cả trong miền ánh sáng thấy được mắt tuy rất nhạy cảm với ánh sáng màu lục, nhưng lại ít nhạy với ánh sáng màu tím và màu đỏ.
Để đặc trưng cho độ nhạy của mắt đối với ánh sáng có bước sóng khác nhau ta dùng
một đại lượng gọi là hàm số thị kiến Vλ .
Hàm này phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng.
Người ta qui ước lấy hàm thị kiến của ánh sáng màu lục làm đơn vị đo (tức là qui ước giá trị của hàm này bằng 1).
Như vậy trong miền ánh sáng thấy được các bức xạ có bước sóng khác với bước sóng của màu lục có hàm số thị kiến nhỏ hơn 1. Còn ngoài miền ánh sáng thấy được thì hàm số thị kiến luôn luôn bằng không.
Để đặc trưng cho chùm sáng về cả phương diện năng lượng cung như khả năng gây
cảm giác sáng, người ta dùng một đại lượng gọi là quang thông dΦλ.
Vậy: Quang thông dΦλ là tích của dòng quang năng dpλvới hàm số thị kiến Vλứng
với bước sóng λ.
dΦλ = Vλ. dpλ
Quang thông toàn phần của một nguồn được tính bằng công thức:
Φ = 2 1 . V dp
Trong đó: λ1, λ2 là bước sóng giới hạn của miền ánh sáng thấy được. [9]
4.2. Cƣờng độ sáng
Cường độ ánh sáng là đại lượng đặc trưng cho khả năng phát sáng của nguồn theo một phương đã cho, có giá trị bằng quang thông của nguồn gởi đi trong một đơn vị góc khối theo phương đó.
d I d
Trong đó, được gọi là dơn vị góc khối. Một mặt góc khối được xác định như
sau: Góc khối nhìn thấy diện tích dS từ điểm O, là phần không gian giới hạn bởi hình nón có đỉnh tại O và các đường sinh tựa trên chu vi của dS. Trị số của góc khối được đo bằng phần diện tích của mặt cầu có bán kính bằng đơn vị giới hạn trong hình nón.
Nhìn chung, cường độ sáng đều thay đổi theo phương. Cường độ sáng của nguồn không thay đổi theo phương thì ta có nguồn đẳng hướng. khi đó quang thông toàn phần sẽ là:
.
d I d
=> ∮d ∮I d. I∮d I.4 [9]
4.3. Độ trƣng và độ rọi
4.3.1. Độ trƣng
Quang thông toàn phần phát ra từ một đơn vị diện tích của mặt phát sáng gọi là độ trưng của nguồn và được kí hiệu bằng chữ R.
d R
d s
Trong đó là quang thông toàn phần do diện tích ds phát ra theo mọi phương (tức
là trong phạm vi góc khối ). [9]
4.3.2. Độ rọi
Để đặc trưng cho chùm sáng tại nơi nhận ánh sáng, ta dùng khái niệm độ rọi.
Gọi ds là diện tích được rọi sáng, là quang thông toàn phần gửi đến diện tích
này.
Đại lượng được gọi là độ gọi của diện tích ds.
Vậy: Độ rọi E trên một mặt nào đó là đại lượng có giá trị bằng quang thông gởi tới một đơn vị diện tích của mặt đó. [9]
4.4. Độ chói
Độ chói của một vật phẳng phát sáng đặc trưng cho sự phát xạ của mặt đó theo một phương đã cho. Độ chói về trị số bằng quang thông do một đơn vị diện tích biểu kiến bức xạ theo một phương nào đó theo một đơn vị góc khối:
. . d B d s d co s
Thực nghiệm đã chứng tỏ đối với nhiều vật tự phát sáng thì thông qua tỉ lệ với cosα và độ chói B là một hằng số. Vật đó được gọi là vật cos tính. Trong trường hợp vật phát sáng do tán xạ, độ chói B ít khi là hằng số. Nhưng mặt tán xạ có độ chói B là hằng số là những mặt tán xạ lý tưởng.
Mối quan hệ giữa độ chói Bα và cường độ sáng I:
. I B co s d S
Vậy: độ chói của một mặt theo phương nào đó có trị số bằng cường độ sáng của mặt theo phương đó trên độ lớn của diện tích biểu kiến của mặt đó nhìn theo phương trên. [9]