Măsurătorile fotometrice se bazează pe două legi de iluminare.
1. Iluminarea suprafeței unei surse punctiforme de lumină este invers proporțională cu pătratul distanței de la sursa suprafeței iluminate. Să considerăm o sursă punctiformă (vezi. Fig. 30.7), care emite lumină în toate direcțiile. Vom descrie concentrice în jurul sursei cu sursa și raza sferei. Evident, lumina de flux prin aceleași secțiuni ale suprafețelor și, deoarece se extinde în același unghi solid. Apoi, iluminarea zonei și va fi, respectiv, și. Exprimînd elementele suprafețe sferice printr-un unghi solid. obținem:
2. Iluminarea furnizate secțiunea elementară a incidentului de flux luminos de suprafață de pe ea, la un unghi proporțional cu cosinusul unghiului dintre raza și normala la suprafață. Să considerăm un fascicul paralel (vezi. Fig. 29.8), incidente pe suprafețele și porțiuni. Pe suprafața razele cad pe normal și suprafața - la un unghi față de normal. Porțiune trece atât prin același flux luminos. Iluminarea prima și a doua porțiune va fi, respectiv, și. Dar. Prin urmare,
Prin combinarea acestor două legi, se pot formula legea fundamentală a iluminării. suprafața de iluminare sursă punctuală direct proporțională cu sursa de lumină, cosinusul unghiului de incidență și este invers proporțională cu pătratul distanței de la sursă la suprafață
Calculele bazate pe această formulă a da suficient rezultate precise, în cazul în care dimensiunile sursă liniare nu depășesc 1/10 din distanța până la suprafața iluminată. Dacă sursa este un disc de 50 cm în diametru, punctul de pe normala la centrul erorii relative disc în calculele pentru distanța de 50 cm ajunge la 25%, pentru o distanță de 2 m nu este mai mare de 1,5%, iar pentru o distanță de 5 m se reduce la 0,25 %.
În cazul în care mai multe surse, iluminarea rezultată este suma iluminării produse de fiecare sursă. În cazul în care sursa nu poate fi considerată ca un punct, suprafața sa este împărțită în secțiuni elementare și de a determina lumina generată de fiecare dintre ele, potrivit legii. apoi integrarea pe întreaga suprafață a sursei.
Există standarde de iluminat pentru locurile de muncă și a spațiilor. Pe mesele de săli de clasă, iluminarea nu trebuie să fie mai mică de 150 lucși pentru citirea cărților au nevoie de iluminare. si pentru desen - 200 lux. Pentru coridoare considerate o iluminare suficientă. pentru străzi -.
Cel mai important pentru toată viața de pe Pământ Sursa de lumină - Soare creează la limita superioară a atmosferei numită constantă iradianța solară - și Klux iluminare 137. Iradianță creat pe suprafața pământului razele directe ale jumătății de vară. Iluminarii furnizat lumina directă a soarelui, la prânz, în zona de mijloc este de 100 de latitudine KLX. Anotimpurile de pe Pământ, datorită schimbării unghiului de incidență a luminii solare pe suprafața sa. În emisfera nordică cea mai mare unghiul de incidență al razelor de pe suprafața Pământului este în timpul iernii, iar cel mai mic - în timpul verii. Iluminarea în aer liber sub un cer înnorat este de 1000 lucși. Iluminarea într-o cameră de lumină în apropierea unei ferestre - 100 lux. Pentru comparație, vom da iluminarea lunii pline - 0,2 lux, și de către cerul de noapte într-o noapte fără lună - 0,3 MLK. Distanța de la Soare la Pământ este de 150 de milioane de kilometri, dar datorită faptului că puterea de lumina soarelui este egală. iluminarea produsă de Soare de pe suprafața Pământului este atât de mare.
Pentru sursele, intensitatea luminoasă a care depinde de direcția, uneori, se folosește o valoare intensitatea luminoasă sferică. în cazul în care - flux luminos plin. Raportul fluxului luminos la o lampă electrică de putere electrică numită o eficacitate luminoasă a lămpii :. De exemplu, incandescent 100W are o intensitate medie sferică luminoasă de aproximativ 100 cd. ieșire completă lumina unei astfel de lămpi 4 × 3,14 × 100 cd = 1260 lumeni și eficiența luminoasă egal cu 12,6 lm / W. Eficacitatea luminoasă a lămpilor fluorescente este de câteva ori mai mare decât becurile incandescente, și până la 80 lm / W. În plus, durata de viață a lămpilor fluorescente este mai mult de 10 mii. Ore, în timp ce lămpile cu incandescență este mai mică de 1000 de ore.
De-a lungul a milioane de ani de evolutie, ochiul uman sa adaptat la lumina soarelui, și este de dorit ca compoziția spectrală a luminii a fost bec cât mai aproape posibil de compoziția spectrală a luminii solare. Această cerință lămpi fluorescente îndeplinesc cel mai mult. Acesta este motivul pentru care sunt denumite și lămpi fluorescente ca. Luminozitatea filamentului bec provoacă o senzație dureroasă în ochi. Pentru a preveni acest lucru, utilizați un plafon de abajururi de sticlă lăptoasă.
Pentru toate avantajele lor lămpile fluorescente au o serie de dezavantaje: complexitatea circuitului, pulsații al fluxului luminos (cu o frecvență de 100 Hz), incapacitatea de a porni în frig (din cauza condensului mercur), acceleratie bâzâit (din cauza magnetostricțiunea), pericol pentru mediul înconjurător (otrăvire cu mercur al lămpii spart mediu).
Pentru compoziția spectrală a luminii incandescente a fost, cum ar fi soarele, ar fi necesar să se încălzească filamentul la o temperatură a suprafeței Soarelui, adică până la 6200 K. tungsten dar - .. Cele mai multe metale refractare - topește la 3660 K.
Temperatură apropiată de temperatura suprafeței solare, se realizează într-o descărcare în arc în vapori de mercur sau de xenon la o presiune de aproximativ 15 atm. Forța de lampă cu arc de lumină poate fi reglat la 10 mcd. Aceste lămpi sunt utilizate în proiectoare cinema și proiectoare. Lămpi umplute cu vapori de sodiu, caracterizat prin aceea că, în partea lor substanțială a radiației (aproximativ o treime) este concentrată în regiunea vizibilă a spectrului (două linii galbene intens 589.0 nm și 589.6 nm). Deși lămpi de radiație de sodiu este foarte diferit de familiar pentru ochiul uman la lumina soarelui, ele sunt utilizate pentru iluminatul autostradă, deci avantajul lor este eficiența luminoasă ridicată, ajungând la 140 lm / W.