Световой поток (Ф) — величина, образующаяся от лучистого потока при оценке излучения по его действию на селективный приемник, спектральная чувствительность которого определяется нормализованной функцией относительной спектральной световой эффективности излучения. В светотехни ке типичным приемником света является глаз. Его неравномерная чувствительность к излучениям с различной длиной волиы ие позволяет определять световое излучение мощностью источника. Несколько одинаковых по мощности световых лучей, например зеленый, красный или синий, вызывают различное зрительное ощущение — от яркого до едва видимого. В ИК и УФ областях спектра излучение той же мощности глазом не воспринимается. Поэтому для характеристики световых явлений, действующих на глаз, в отличие от энергетического потока излучения Фэ в ваттах принят световой поток Ф в люменах (без индекса э), оцениваемый спектральной световой эффективностью глаза для дневного зрения.

Единица светового потока 1 люмен (лм) создается источником света силой 1 кандела (кд) в телесном угле 1 стерадиан (ср): Ф = /(О- В качестве эталона 1 люмена принят световой поток полного излучателя (ЧТ) с площади выходного отверстия 0,5305 мм2 при температуре затвердевания платины 2046 К- Световому потоку Ф = 1 лм при длине волны 555 нм соответствует энергетический поток Фэ = 0,00146 Вт (1 Вт/680 лм), являющийся механическим эквивалентом света, или 1 Вт энергетического потока на волне 555 нм соответствует 680 лм светового потока (1 Вт = 680 лм). Отсюда максимальное значение спектральной световой эффективности = 680 лм/Вт.

Чтобы получить световой поток для любой другой волны светового диапазона, следует 680 лм умножить на соответствующую ординату кривой спектральной световой эффективности глаза для выбранной длины волны. Например, 1 Вт монохроматического света с длиной волны 620 нм дает световой поток 680 * 0,4 = 272 лм.
Световой поток сложного излучения определяется как произведение Ф = 680 ∑ Ф_эV_λ, лм, где ∑ Ф_эV_λ — сумма монохроматических излучений лучистого потока с коэффициентами относительной спектральной световой эффективиости.

Электромагнитное излучение большинства известных источников света является сложным излучением, спектр которого простирается далеко за пределы видимого диапазона. Световой поток таких источников составляет лишь небольшую часть излучаемой мощности. Для ламп накаливания световой поток составляет 3—5 % от всего лучистого потока. Каждый ватт солнечного излучения дает световой поток около 120 лм.

Световая энергия Q—часть энергии излучения, воспринимаемая светоприемником, имеющим спектральную характеристику, соответствующую характеристике спектральной световой эффективности глаза; выражается произведением светового потока на длительность излучения: Q = Фг, лм * с.

Световая отдача источника света показывает, какая часть потребляемой им энергии превращается в свет и выражается отношением светового потока в люменах к потребляемой электрической мощности в ваттах: rj = Ф/Р, лм/Вт. Некоторые источники света имеют следующую световую отдачу и соответствующий КПД:

Точечный источник света — гипотетический излучатель с бесконечно малыми размерами, принятый в качестве понятия для определения световых величин. Типичный точечный источник — звезда. Диаметры звезд измеряются малыми угловыми долями секунды. Вследствие дифракции и аберраций глаза на его сетчатке звезда изображается пятном диаметром ие менее одной угловой минуты. Поэтому точечным можно считать любой источник, угловой диаметр которого не превышает минуты. Источники излучений в светотехнике имеют габаритные размеры, поэтому источник может считаться* точечным (в данном направлении), если он удовлетворяет условию, при котором расстояние R от излучателя до измеряемой поверхности А превышает максимальные линейные размеры излучателя Н или h не менее чем в 10 раз.

Телесный угол — центральный пространственный угол го, ограниченный конусом с радиусом R и вырезающий на поверхности сферы соответствующую площадь. За единицу телесного угла принят угол 1 стерадиан, вырезающий на поверхности сферы площадь А, равную квадрату радиуса R: со = A/R2, ср, или со = 2я (1 — — cos а), ср. Сумма телесных углов в сфере вокруг центра составляет 4я стерадиан (12,57 ср). Объем сферы — это наибольший телесный угол вокруг точки. При начертании на плоскости плоский угол а при вершине телесного угла со = 1 ср равен около 65,5°. Перевод плоского угла В телесный определяется по формуле со = 2п (1 — cos а) = = 4nsin2 а.

Сила света I (источника в некотором направлении) — отношение светового потока, исходящего из источника и распространяющегося внутри элементарного телесного угла, содержащего заданное направление, к этому элементарному телесному углу: I = Ф/ω, кд (люмен на стерадиан). Применение силы света практически относится к точечным источникам, размеры которых значительно меньше расстояния до освещаемой поверхности. Если источником является светящаяся плоскость, каждая точка которой излучает свет, то сила света такой плоскости определяется по закону Ламберта I = I₀ * cos a, где /0 — сила света в направлении нормали; а — угол между направлением излучения и нормалью к поверхности.

Светящаяся плоскость излучает свет по закону, описываемому окружностью, не в сферу и не в полусферу, поскольку по мере увеличения угла а К нормали плоскости сила света уменьшается и при a = 90° равна нулю. Световой поток в этом направлении также равен нулю. Полный световой поток, излучаемый плоскостью, Ф = п * I₀, откуда сила света излучаемой площадки по нормали I₀ = Ф/п.

Освечиваемость О — излучение, характеризующееся силой света, изменяющейся во времени: О — It, кд * с (кандела в секунду). Освечиваемость в основном относится к импульсным источникам света (отличается от экспозиции Н = Et, лк * с).

Освещенность Е (в точке поверхности) — отношение светового потока, падающего иа элемент поверхности, содержащий данную точку, к площади этого элемента: Е = Ф / А, лк (люмен на квадратный метр). Если в этой формуле излучение выразить не световым потоком Ф, а силой света I = Ф / ω и поверхность А телесным углом ω = A / R², то освещенность Е = (I * ω) / (ω * R²), или Е = I / R². Если длину радиуса R заменить расстоянием L, то освещенность Е = I / L², лк. Освещенность 1 лк создается излучателем с силой света 1 кд на расстоянии 1 м.

В зарубежной светотехнике за единицу освещенности принята фут-каидела (фт * кд), при которой на один квадратный фут поверхности падает поток 1 лм. Поскольку 1 м2 = 10,764 фт², то 1 фт * кд = 10,764 лк.

Освещенность характеризуется двумя законами: законом квадратов расстояний и законом косинуса угла.
Первый закон. Освещенность поверхности от точечного источника прямо пропорциональна силе света и обратно пропорциональна квадрату расстояния — Е = I * L² с увеличением расстояния вдвое освещенность падает в четыре раза, с увеличением расстояния вчетверо — в 16 раз.

При падении лучей света от источника с конечными размерами освещенность поверхности изменяется с расстоянием не квадратично, а в зависимости от конфигурации и длины светящихся элементов источника и распределения по ним яркостей. При освещении объектов съемки осветительными приборами закон квадратов расстояний справедлив при условии превышения расстояния относительно максимальных размеров выходного отверстия прибора не менее чем в 10 раз.