Оптическими свойствами материалов называют их способность количественно и качественно изменять световой поток. В результа­те воздействия материала на световой поток проявляются такие его свойства, как цвет, блеск, прозрачность, белизна, и др. Опти­ческие свойства текстильных материалов имеют существенное зна­чение при оценке внешнего вида, эстетическом восприятии одеж­ды. Они позволяют выявлять, подчеркивать или, наоборот, скры­вать фактуру материала, конструктивные особенности изделия, объем фигуры человека.

Световой поток представляет собой видимую часть спектра элек­тромагнитных излучений, имеющих длину волн 400 -700 нм. Све­товой поток Р (рис. 2.66), падающий на текстильный материал, претерпевает ряд изменений: часть его Рр отражается от поверхно­сти волокон, часть Ра поглощается и часть Рх проходит через мате­риал.

Основными характеристиками световых свойств материалов слу­жат коэффициенты: отражения р, поглощения а и пропускания т. Эти коэффициенты представляют собой отношение соответствен­но отраженного Рр, поглощенного Ра и пропущенного Рх потоков излучения к падающему потоку:

Р = Рр/Р; а = PJP -, т = PJP .

На показатели характеристик оптических свойств существен­ное влияние оказывают такие факторы, как природа волокон и нитей, структура волокон, нитей и материалов.

Отражение светового потока может быть зеркальным, когда све­товой поток изменяет свое направление, но остается в плоскости падения, и рассеянным в разных направлениях. Это зависит от ха­рактера поверхности волокон и их расположения в материале. Так, волокна с гладкой, ровной поверхностью в большей степени обла­дают зеркальным отражением, чем волокна, имеющие шерохова­тую неровную поверхность (шерсть, профи­лированные волокна и т. п.). Материалы, в которых волокна в нитях расположены па­раллельно (комплексные нити пологой крут­ки), а переплетения имеют прямолинейные перекрытия нитей (сатиновое, атласное пе­реплетения в тканях, переплетения сукно, шарме в трикотажных полотнах), преимуще­ственно зеркально отражают световой поток. Материалы, имеющие в своей структуре сильно изогнутые волокна и нити (напри­мер, текстурированные нити, пряжу аппа­ратного прядения, нити креповой крутки)

Переплетения с большим числом изгибов нитей, отражают све­товой поток рассеянно. Следует также отметить анизотропию в ха - зактере отражения светового потока текстильными материалами: когда плоскость падения светового потока совпадает с продоль­ным направлением волокон и нитей, преобладает зеркальное от­ражение, когда же она совпадает с поперечным направлением волокон и нитей - рассеянное. По изменению коэффициента от­ражения р можно обнаружить дефекты внешнего вида материала, j Световой поток, проходящий через волокно, изменяется каче­ственно и количественно: часть Ра поглощается веществом волок­ла, Рр и Р" диффузионно рассеиваются и частично проходят че­рез волокно. Диффузионное рассеивание светового потока обус­ловлено неравномерностью строения волокна, которое, как извест­но, имеет структурные элементы различной плотности, часто не­равномерно и неплотно расположенные по толщине волокна.

Поглощение светового потока может быть равномерным, когда [ролны всех длин спектра поглощаются в одинаковой степени, и.избирательным, когда преимущественно поглощаются волны оп­ределенных длин (непоглощенная часть светового спектра в этом {случае отражается). Поглощающая способность волокон и нитей {определяется химическим составом и молекулярным строением рещества волокон и красителя (или пигмента). Красители и пиг­менты проявляют наибольшую способность к избирательному по­глощению светового потока. Величина избирательного поглоще­ния зависит, кроме того, от количества и характера распределе­ния частиц красителя в волокнах, прозрачности и равномерности Структуры последних.

В материалах редкой структуры часть падающего светового по­тока проходит через промежутки между волокнами и нитями (сквоз- |йые поры), не изменяясь качественно и количественно.

Цвет. Человек, рассматривающий материал со стороны падаю - jero потока излучений, воспринимает световой поток как отра - кенный и диффузионно-рассеянный вверх, что вызывает у него |>щущение цвета.

Если материал равномерно поглощает поток излучений, то вос - ринимаемый световой поток вызывает у человека ощущение того 1и иного ахроматического цвета (от белого до черного) в зависи­мости от степени поглощения падающего потока излучений. При Полном отражении возникает ощущение белого цвета, при непол­ном поглощении - серого цвета (различных оттенков), а при пол­ном - черного.

При избирательном поглощении диффузионно-рассеянный све - эвой поток состоит в основном из излучений, имеющих опреде­ленную длину волн. В этом случае воспринимаемый световой по - Эк дает ощущение хроматического цвета , причем излучения раз - *чных длин волн вызывают разные цветовые ощущения.

Зрительное восприятие цвета - сложный психофизический про­цесс, слагающийся из логической обработки качественной и ко­личественной информации, получаемой в результате преобразо­вания видимого излучения зрительным аппаратом человека. Воз­никающее ощущение цвета имеет несколько качественных и ко­личественных характеристик.

Цветовой тон - основная качественная характеристика ощу­щения цвета, которая позволяет устанавливать общее между цве­товыми ощущениями образца материала и цветом спектрального излучения. Различие цветовых тонов оценивается цветовыми по­рогами. В видимом спектре различают около 130 порогов цветового тона, в пурпурных цветах - 20-30 порогов.

Насыщенность - качественная характеристика ощущения цве­та, позволяющая различать два ощущения цвета, имеющих один и тот же цветовой тон, но разную степень хроматичности. Эта харак­теристика оценивается порогами насыщенности. Наибольший по­рог насыщенности у спектральных цветов; порог насыщенности ахроматического цвета равен нулю.

Светлота - количественная характеристика ощущения цвета, показывающая степень общего между данным цветом и белым. Светлота несамосветящихся тел зависит от их световых свойств, в частности от отражательной способности.

Как отмечалось ранее, восприятие цвета - очень сложный про­цесс, на который влияет ряд факторов физического, физиологи­ческого и психологического характера. Эти факторы необходимо учитывать как в производстве текстильных материалов (при разра­ботке рисунков, подборе цветов, крашении и печатании), так и в производстве швейных изделий (при моделировании, конструи­ровании и выборе материала для конкретных изделий).

Цвета красные, оранжевые, желтые, желто-зеленые называют теплыми; они в восприятии человека ассоциируются с представ­лениями о солнечном свете, теплых, нагретых телах. Цвета зелено - голубые, голубые, синие, фиолетовые называют холодными, так как они связаны с представлениями о цвете льда, металла. Белые и теплые цвета яркие, выступающие; они хорошо выявляют поверх­ность материала, его фактуру, конструктивные элементы изделия, подчеркивают объемность фигуры, придают ей полноту. Темные и холодные цвета, наоборот, скрывают поверхность, объемность материала. Швейные изделия, изготовляемые из материалов свет­лых и теплых цветов, требуют тщательной обработки, так как ма­лейшие ее неточности будут выглядеть как дефекты внешнего вида изделия.

Понятия теплых и холодных цветов не совпадают с физически­ми понятиями теплых и холодных окрасок. Теплота солнечного света или нагретого тела обусловливается инфракрасным излучением - Поэтому окраски, отражающие в большей степени инфракрасные лучи, меньше нагревают материал и носят названия холодных, а рКраски, поглощающие инфракрасные лучи, в большей мере на­гревают материал и поэтому называются теплыми. Очевидно, для летнего сезона следует рекомендовать материалы с холодной ок­раской, а для осенне-зимнего - с теплой.

Существенно влияют на восприятие цвета характер освещения, его спектральный состав и мощность. При смене источника осве­щения может произойти изменение светлоты, насыщенности и гона ивета. При солнечном освещении теплые цвета воспринима­ются менее насыщенными и менее светлыми, а холодные - более светлыми, чем при вечернем освещении. Поэтому для изделий, надеваемых в яркий, солнечный день весенне-летнего сезона, ре­комендуются материалы насыщенных цветов и рисунков. При сме­не источника освещения или увеличении его мощности без изме­нения спектрального состава изменяется цветовой тон, что необ­ходимо учитывать при определении назначения материала (напри­мер, для дневных или вечерних платьев). Влияние источников ос­вещения учитывают также при определении оптических свойств материалов, предусматривая источники с определенными, стан­дартизированными характеристиками излучения.

Восприятие цвета зависит от состава воспринимаемого свето­вого потока, соотношения хроматического и ахроматического из­лучений, что определяется характером поверхности материала и оптическими свойствами волокон. На прозрачных волокнах цвет ощущается более насыщенным, так как они в большей мере изби­рательно поглощают световой поток, чем непрозрачные. На глад­кой блестящей поверхности цвет воспринимается более ярким, гветлым, чем на неровной. Цвет материалов, имеющих большую толщину или ворсовую поверхность, способствующую многократ­ному отражению излучений волокнами, воспринимается более насыщенным, менее светлым. Изменение длины или наклона вор - Еа меняет условия отражения потока излучений, а вместе с этим и цвет материала. По этой же причине мы отличаем цвет более изно­шенных участков одежды от цвета менее изношенных.

На ощущение цвета влияет расположение цветов - так называ - Ьмый одновременный контраст, который приводит к изменению Как светлоты, насыщенности, так и цветового тона. При располо­жении рядом двух разноярких участков ахроматических цветов из­меняется их светлота: у границы раздела менее светлый участок Становится светлее и, наоборот, более темный участок - темнее. Серый рисунок на черном фоне повышает свою светлоту. Анало­гичную картину наблюдают при соприкосновении хроматических Цветов с ахроматическими. Чем больше различие в светлоте, тем рильнее световой контраст.

1 При соприкосновении хроматических цветов воспринимаемый Цветовой поток как бы суммируется и ощущается как новый цвет.

Например, на красном фоне оранжевый цвет желтеет, желтыц зеленеет, зеленый голубеет. Одновременный контраст широко ис­пользуется в текстильном производстве при выполнении рисун­ков на материалах, а также в швейном производстве при подборе комплектов одежды, деталей изделий, фурнитуры и т. п. При ис­пользовании одновременного контраста принимают во внимание не только соотношение цветов, но и размеры участков цветов. При этом учитывают законы гармонии цвета, т. е. такое сочетание цве­тов, которое вызывает положительную эстетическую оценку, вос­питывает чувство красоты.

При изготовлении текстильных материалов и швейных изделий существенное значение имеет точная оценка цветового различия По тону, насыщенности и светлоте. Необходимость оценки цвето­вого различия возникает в разных ситуациях: во-первых, при вос­произведении цвета стандартного образца в процессе окрашива­ния текстильных материалов, когда необходимо подобрать краси­тели таким образом, чтобы цвет окрашенного образца был тожде­ствен цвету эталона. Во-вторых, такая оценка нужна при установ­лении разнооттеночное™ материала, которая возникает в резуль­тате изменения условий или нарушения технологических режимов крашения и отделки и выражается в наличии участков материала, различающихся по цвету. Разнооттеночность материала значитель­но затрудняет технологический процесс изготовления швейных изделий, в частности расчет кусков для настила, раскрой полотен в настиле и комплектование деталей. Поэтому разнооттеночность материала должна контролироваться как при его производстве, чтобы оперативно устранять вызывающие ее причины, так и при изготовлении швейных изделий, чтобы не допускать появления разнооттеночное™ в стачиваемых деталях.

Цветовое различие выявляется и при оценке устойчивости ок­раски материала к различным факторам воздействия: свету, влаж­ности, теплоте, химическим веществам, находящимся в атмосфе­ре, моющим препаратам, потовыделениям и т. д. Изменение цвета под действием этих факторов происходит в результате изменения состояния молекул красителя и химических процессов, приводя­щих к деструкции красителя. Степень протекания этих процессов зависит от интенсивности и продолжительности действия факто­ров, а также устойчивости красителя.

Фотохимический процесс выцветания, происходящий при дей­ствии видимого излучения, очень сложен. Энергия поглощенной части потока излучений вызывает возбуждение молекул красите­ля, увеличивает скорость их движения. При этом возникают вто­ричные процессы (часто окислительного характера), приводящие к деструкции красителя, особенно в присутствии влаги или кис­лорода воздуха. Подобные процессы протекают и при действии теп­лоты, энергия которого также вызывает тепловое движение моле­кул красителя и способствует его деструкции. Изменение цвета может носить обратимый или необратимый характер. В первом слу­чае изменяется состояние молекул красителя, наблюдается их теп­ловое движение; по окончании действия возбуждающего фактора (света, тепла) молекулы возвращаются в первоначальное состоя­ние и, следовательно, цвет восстанавливается. Например, при утю­жильной обработке изделия часто наблюдается кратковременное изменение цвета материала, который восстанавливается при его охлаждении. Однако более длительное или интенсивное тепловое воздействие может вызвать необратимые процессы деструкции кра­сителя, что приведет к появлению цветовых пятен на изделии.

При эксплуатации швейных изделий имеет значение и проч­ность связи красителя с волокном, которая может нарушаться под действием воды, химических препаратов, механических факторов. В результате происходит частичное удаление красителя из структу­ры волокна, что вызывает изменение цвета и окрашивание сопри­касающихся поверхностей.

Устойчивость окраски текстильных материалов оценивается по комплексу физико-механических и химических воздействий: све­та, светопогоды, увлажнения, сухого и мокрого трения, пота, мыльного раствора, химической чистки, утюжильной обработки. Комплекс физико-механических и химических воздействий для конкретных материалов устанавливается в зависимости от их на­значения, условий, в которых они находятся при изготовлении и эксплуатации изделий.

Однозначное определение цвета с помощью точных характерис­тик - основная задача колориметрии. В повседневной жизни цвет характеризуют цветовыми ощущениями, словарным определени­ем, что является довольно субъективным и неточным методом оценки цвета.

Более точный метод колориметрии - визуальное сравнение об­разца с эталоном, при котором тождество ощущений восприни­мается как тождество цветов. Для этих целей используют атласы цветов, которые представляют собой набор цветовых образцов, расположенных по определенной системе. Атлас цветов играет роль визуального цветоизмерительного инструмента. Наибольшее рас­пространение в мировой практике получили атласы Манселлы и Рихтера и ряд других. В России во ВНИИМ им. Д. И.Менделеева созданы атласы цветов АЦ-100 и АЦ-1000, включающие соот­ветственно 450 и 1000 стандартных цветовых образцов. Для ко­ординации работы предприятий, связанной с выбором цветов, в 1986 г. разработан атлас цветов, включающий в себя 1808 образ­цов цвета.

Визуально оценивают разнооттеночность, сравнивая цвета раз­личных участков материала, и устойчивость окраски к различным воздействиям, сопоставляя степень посветления окраски материа­ла и закрашивания белого материала с эталонами соответствую­щих шкал посветления и закрашивания.

доминирующую длину волны а , чистоту цвета р и яркость В.

Монохрома/пи - Длина

Ческий цвет волны, нм

Красный......................................................... 620-760

Зеленый.......................................................... 490-530

В} В, %:

Яркость представляет собой интенсивность излучения А/, при­ходящегося на единицу площади AS , расположенной перпендику­лярно направлению света:

B = AI /(AS ).

В В6,

Г = В/В,.

Любой цвет может быть также выражен через 3 линейно незави­симых цвета. Независимость этих цветов состоит в том, что кажчыи из них не может быть получен смешиванием двух других цветов - Согласно закону смешивания цветов цвет D можно получить, смепш - вая основные цвета А, В A , B и с-

D = аА + ЬВ + сС.

В соответствии с гипотезой трехмерного выражения цвета лю - (ОЙ цвет может быть представлен в виде вектора, величина и рас­положение которого в пространстве определяются системой коор - донат и величинами векторов основных составляющих цветов. Век - оры реальных цветов образуют объем, который носит название (ветового конуса (рис. 2.67). Поверхность АВСО цветового конуса [вляется геометрическим местом векторов монохроматических (ветов, а поверхность А СО - пурпурных цветов, получаемых сме - циванием цветов коротковолновой и длинноволновой частей ви- [имого спектра. Внутри цветового конуса располагаются векторы сальных хроматических цветов, среди которых находится и век - ■ор OD ахроматического цвета.

Цветовым графиком называется плоскость сечения цветового:онуса, проходящая через точки векторов основных цветов рис. 2.68). Он является геометрическим местом точек пересечения:го плоскости векторами цветов. Эти точки пересечения называют ■очками цветности. Вид цветового конуса и цветового графика за - исит от выбранной системы координат, однако основные харак - еристики и соотношения в конусе и графике любого вида со - раняются.

Y Рис. 2.67. Цветовой конус

Рис. 2.68. Цветовой график

При колориметрических измерениях синтезируют цвет, тож­ественный с цветом образца, из трех эталонных (единичных) (ветов и составляют уравнение цвета. Результаты измерений пред - тавляют в виде координат цвета или цветности образца. В зави- имости от выбора единичных цветов получают разные системы [змерений. Наибольшее распространение из этих систем получили истема RGB Международной осветительной комиссии (МКО) и юлее совершенная система AYZ(MKO), принятые как стандартные.)сновные цвета системы RGB задаются как монохроматические [злучения с длинами волн 700 (R ), 546 (G ) и 435,8 (В) нм, кото-
ла и закрашивания белого материала с эталонами соответствую­щих шкал посветления и закрашивания.

Для оценки отраженного от материала светового потока, его спектрального состава используют систему цветовых характерис­тик, включающих в себя доминирующую длину волны X, чистоту цвета р и яркость В. Хроматический цвет представляет собой сме­шивание монохроматического излучения с ахроматическим. Доми­нирующая длина волны показывает длину волны монохромати­ческого излучения, которое нужно смешать с ахроматическим, чтобы получить цветность данного образца. Ниже приведены дли­ны волн монохроматического излучения (цветов, составляющих белый дневной свет):

Монохромати - Дшна

Ческий цвет волны, нм

Красный......................................................... 620 - 760

Оранжевый...................................................... 590 - 620

Желтый........................................................... 530-590

Зеленый........................................................... 490-530

Голубой.......................................................... 470-490

Синий............................................................. 430-470

Фиолетовый.................................................... 390 - 430

Соотношение монохроматического и ахроматического излуче­ний определяет чистоту цвета, которая оценивается отношением яркости монохроматического излучения В, к яркости всего вос­принимаемого излучения В, %:

Р = MB - JB .

Яркость представляет собой интенсивность излучения А/, при­ходящегося на единицу площади AS, расположенной перпендику­лярно направлению света:

Несамосветящиеся тела, к которым относятся и текстильные материалы, характеризуются коэффициентом /-яркости, который определяется путем сравнения яркости данной поверхности В с яркостью идеально белой поверхности В6, коэффициент отраже­ния которой равен единице:

Г = В/В5.

Любой цвет может быть также выражен через 3 линейно незави­симых цвета. Независимость этих цветов состоит в том, что каждый из них не может быть получен смешиванием двух других цветов - Согласно закону смешивания цветов цвет D можно получить, смеши­вая основные цвета А, В и С соответственно в количествах A , B и с.

D = аА + ЬВ + сС.

В соответствии с гипотезой трехмерного выражения цвета лю - 1бой ивет может быть представлен в виде вектора, величина и рас­положение которого в пространстве определяются системой коор­динат и величинами векторов основных составляющих цветов. Век­торы реальных цветов образуют объем, который носит название цветового конуса (рис. 2.67). Поверхность АВСО цветового конуса является геометрическим местом векторов монохроматических цветов, а поверхность ЛСО - пурпурных цветов, получаемых сме­шиванием цветов коротковолновой и длинноволновой частей ви­димого спектра. Внутри цветового конуса располагаются векторы реальных хроматических цветов, среди которых находится и век­тор OD ахроматического цвета.

Цветовым графиком называется плоскость сечения цветового конуса, проходящая через точки векторов основных цветов!(рис. 2.68). Он является геометрическим местом точек пересечения его плоскости векторами цветов. Эти точки пересечения называют точками цветности. Вид цветового конуса и цветового графика за­висит от выбранной системы координат, однако основные харак­теристики и соотношения в конусе и графике любого вида со­храняются.

Рис. 2.67. Цветовой конус

Рис. 2.68. Цветовой график

При колориметрических измерениях синтезируют цвет, тож­дественный с цветом образца, из трех эталонных (единичных) цветов и составляют уравнение цвета. Результаты измерений пред­ставляют в виде координат цвета или цветности образца. В зави­симости от выбора единичных цветов получают разные системы измерений. Наибольшее распространение из этих систем получили система RGB Международной осветительной комиссии (МКО) и более совершенная система AYZ(MKO), принятые как стандартные. Основные цвета системы RGB задаются как монохроматические излучения с длинами волн 700 (R ), 546 (G ) и 435,8 (В) нм, кото-

Рые ощущаются как красный, зеленый и синий цвета. Уравнение цвета в этой системе имеет вид

Ц= RR + GG + ВВ,

А уравнение цветности

RR + gG + ЬВ,

Где R , G , В и г, g , b - координаты цвета и цветности.

Система XYZ Задается через систему RGB с помощью ряда век­торных уравнений.

Положенные в основу колориметрии уравнения цвета позволя­ют объективно и с достаточной точностью описывать и измерять цвет, определять цветовые различия при воспроизведении цвета в процессе крашения, при оценке разнооттеночное™ и устойчиво­сти окраски.

Эти методы определения цвета и цветовых различий позволяют разрабатывать автоматизированные системы контроля разноотте­ночное™ в процессе крашения и при приеме текстильных матери­алов на швейных предприятиях.

Белизна. Для несамосветящихся тел, к которым относятся и текс­тильные материалы, понятие «светлота» часто заменяется поняти­ем «белизна», которая показывает общее в ощущениях цвета дан­ной и идеальной белой поверхности. В понятие «белый материал» вкладывается представление о поверхности, хорошо рассеивающей световой поток, т. е. имеющей малую степень избирательного погло­щения. Белизну текстильных материалов повышают путем химичес­кого и физического воздействий (беление, мытье, чистка), под­цветкой синими красителями и пигментами, с помощью оптичес­ких отбеливающих веществ. Она является одной из важнейших ха­рактеристик качества неокрашенных текстильных материалов.

На практике обычно нет четкого различия между светлотой и белизной. Под светлотой чаще всего понимается оценка яркости, а под белизной - коэффициент яркости. Светлота и белизна изме­ряются порогами различия. В диапазоне от абсолютно черного до идеально белого цветов насчитывают 300 - 400 порогов. Ахромати­ческие (серые) шкалы имеют ступени различия, каждая из кото­рых включает в себя несколько порогов по светлоте (белизне).

Белизна текстильных материалов оценивается коэффициентом яркости г, измеренным при длине волны 540 нм, и коэффициен­том подцветки р, рассчитанным как отношение коэффициент^ яркости, измеренных при длине волн 540 и 410 нм:

Р = ^ю/"мо-

Материалы считаются тождественными по белизне, если коэф­фициенты их яркости отличаются не более чем на 1 %, а коэфф"~ циенты подцветки - не более чем на 0,03.

Кроме того, белизну текстильных материалов можно оценивать j^o отражательной способности их поверхности:

I со = 100р,./рго,

I-де ю - белизна материала, %; рг - коэффициент отражения об­разца материала; р„, - коэффициент отражения эталонной белой (щастины.

I Блеск. Это специфическое восприятие человеком светового по­тока, состоящего из зеркально отраженных и диффузионно-рассе­янных излучений. Чем выше составляющая зеркального отраже­ния, тем сильнее блеск материала. Поэтому степень блеска текс - (гильного материала определяется прежде всего характером поверх­ности волокон и нитей, их расположением в структуре материала. |Блеск поверхности меняется в зависимости от угла наблюдения, расположения зеркально отражающих участков. I Блеск текстильных материалов может быть желательным или Нежелательным явлением в зависимости от назначения материала. Для увеличения блеска при изготовлении материала используют ролокна и нити с гладкой ровной поверхностью, переплетения с Длинными перекрытиями, применяют специальные виды отделки (мерсеризацию, каландрирование) в целях расположения боль­шинства волокон на поверхности в одной плоскости. Чтобы умень­шить блеск материала, необходимо создать условия для увеличе­ния рассеивания светового потока. Для этого, например, при фор­мовании химических волокон в их структуру вводят частицы диок­сида титана, которые увеличивают диффузионное рассеивание све­тового потока. Использование переплетений с частым изгибом нитей, применение операций начесывания и валки способствуют Созданию шероховатости поверхности материала, пространствен­ному расположению волокон, что приводит к многократному от­ражению светового потока, увеличению его рассеивания. [ При утюжильной обработке и прессовании деталей одежды на Отдельных их участках появляется повышенный блеск (ласы), что рсудшает внешний вид изделия. Причиной появления лас является неравномерность распределения давления прессования по поверх­ности детали из-за наличия на ней утолщенных участков (у швов, вытачек, карманов и др.). В результате значительного давления волок­на на этих участках располагаются преимущественно в одной плос­кости, нити сплющиваются, появляются плоские участки с силь­ным зеркальным отражением. При совместном действии влаги, Оплоты и давления эти изменения поверхности материала могут Быть достаточно устойчивыми. Для устранения появившихся лас Изделие обрабатывают острым паром при одновременном воздей­ствии щеток (отпаривание).

Местный блеск (лоск) появляется на участках материала, под­вергающихся в процессе эксплуатации изделия сильному совмест­ному действию давления и трения. Появление лоска связано со сплющиванием нитей, с разрушением в результате изнашивания выступающих на поверхности волокон, в результате чего образу­ются участки с повышенным зеркальным отражением световою потока.

Блеск текстильных материалов оценивается сравнением отра­жающих способностей поверхностей образца и эталона (напри­мер, стеклянной пластины) или сопоставлением показателей от­ражения светового потока поверхностью данного материала, оп­ределенных при разных углах наклона:

Где ф - число блеска; а{, а2 - количество отраженного света, падающего на поверхность под углом соответственно 22,5 и 0°.

Установлено соотношение между числом блеска и ощущением блеска человеком:

Число блеска <р Ощущение поверхности

0,5- 1 ..................................... Глубокоматовая

1 -2....................................... Матовая

3 - 4....................................... Полуматовая

4 - 8....................................... Блестящая

8-16....................................... Высокоблестящая

Прозрачность. Она связана с ощущением проходящего через ма­териал потока излучений и дает представление о толщине материала. При рассмотрении материала со стороны выхода светового потока в поле зрения наблюдателя попадает поток, состоящий из потока, диффузионно-рассеянного вниз, потока направленного пропус­кания и потока, проходящего между волокнами. Таким образом, прозрачность материала определяется как прозрачностью волокон, так и плотностью их расположения в структуре материала. Поток, проходящий между волокнами, в зависимости от плотности мате­риала многократно рассеивается, отражаясь от поверхности воло­кон. В материалах редкой структуры, например ажурных перепле­тений, в которых имеются крупные сквозные поры, часть светово­го потока может проходить, не изменяя своего направления. Ко­эффициент т пропускания светового потока материалом зависит от поглощательной и отражательной способностей волокон, тол­щины нитей, вида переплетения и толщины самого материала (с увеличением толщины материала коэффициент стремится к нулю)- Прозрачность материала можно ощущать и со стороны падаю­щего потока света, когда световой поток проходит через материал дважды, отражаясь от поверхности, на которой расположен мате­риал. При этом в определенной мере воспринимаются оптические свойства материала и расположенной под ним поверхности.

Текстильные материалы в процессе их производства, а также изготовления и эксплуатации швейных изделий постоянно сопри­касаются с поверхностями однородных и неоднородных тел, В ре­зультате возникновения и нарушения контакта на соприкасающихся поверхностях образуются заряды статического электричества, про­исходит электризация материалов. Способность материалов в оп­ределенных условиях накапливать на поверхности статическое элек­тричество называют электризуемостью.

При соприкосновении (трении) текстильных материалов на их поверхности протекает одновременно два процесса: процесс гене­рации (возбуждения, возникновения) зарядов статического элек­тричества определенной полярности и процесс диссипации (рас­сеивания) зарядов. Электризация тел обнаруживается, когда рав­новесие между этими процессами нарушается.

В настоящее время законченной теории, объясняющей элект­ризацию тел, пока нет. Наибольшее распространение получила теория, рассматривающая электризацию как результат перехода носителей зарядов (электронов или ионов) с одной контактирую­щей поверхности на другую. При соприкосновении диэлектрика, в частности текстильного волокна, с металлом с поверхности пос­леднего сходят электроны, имеющие определенный уровень энер­гии, и «прилипают» к поверхности диэлектрика, сообщая ему от­рицательный заряд. Однако на практике волокна при соприкосно­вении с металлами могут заряжаться как отрицательно (напри­мер, поливинилхлоридные волокна, нитрошелк, фторлон), так и положительно (капроновые, лавсановые, вискозные, природные волокна). Электризацию диэлектрика положительными зарядами в этом случае объясняют присутствием на его поверхности электро­нов, способных при определенных условиях, покидая диэлектрик, оставлять «дырки», которые можно рассматривать как положитель­ные заряды. В результате отрицательные электроны и положитель­ные «дырки» образуют между контактирующими поверхностями Двойной электрический слой.

Ряд исследователей считает, что причина электризации ди­электриков - ориентация полярных молекул, расположенных на поверхности. Текстильные волокна являются полимерными ди­электриками, макромолекулы которых имеют полярные группы |й, следовательно, постоянные дипольные моменты. На поверхно­сти тел равновесие зарядов нарушено, и поэтому существует оп­ределенный поверхностный потенциал, величина которого зави­сит от поляризации молекул, характера их расположения в поверх­ностном слое и его плотности. При соприкосновении двух поверх­ностей возникает электрическое поле, под действием которого про­исходит ориентация диполей, в результате чего между контакти­рующими поверхностями возникает двойной электрическим слои При нарушении контакта поверхностей двойное электрическое поле разъединяется и каждая из контактирующих поверхностей оказы­вается заряженной электричеством противоположного знака.

Электризация материалов представляет собой поверхностны и эффект, возникающий в результате нарушения контакта между двумя поверхностями. При трении электризация повышается вслед­ствие того, что само трение - это ряд последовательных возник­новений и нарушений контактов трущихся поверхностей. Повы­шение поляризации и диполяризации молекул при трении связа­но с тем, что выделяющаяся теплота способствует большей под­вижности диполей и их более легкой ориентации.

Механизм электризации осложняется такими факторами, как электрохимическое сродство, наличие посторонних адсорбирован­ных веществ на поверхности тел, общее состояние поверхностей, приходящих в соприкосновение, состояние внешней среды.

Электризуемость текстильных материалов оценивается величи­ной заряда, т. е. его плотностью а, Кл/см2, и полярностью заряда (его знак бывает положительным и отрицательным). Так как элек­тризуемость материалов тесно связана с рассеиванием зарядов ста­тического электричества, то одной из основных характеристик электризуемое™ является удельное электрическое сопротивление р, Ом м.

В связи с тем что в настоящее время нет методики раздельного определения объемного и удельного поверхностного электричес­кого сопротивления для текстильных материалов, практически из­меряют суммарное удельное сопротивление. Подобной стандарт­ной характеристикой для тканей и трикотажных полотен служит Удельное поверхностное электрическое сопротивление р5. Под поверх­ностью в этой характеристике понимается поверхность сопри­косновения материала с электродами определенного размера при заданной нагрузке. Следует отметить, что удельное поверхност­ное сопротивление в значительной степени зависит от площади поверхности соприкосновения материала с электродами прибора: с увеличением этой площади удельное сопротивление уменьша­ется.

Знак электрического заряда, возникающего на соприкасающихся поверхностях, зависит от химического строения вещества.

Данные табл. 2.20 показывают, какую полярность приобретают материалы, указанные в головке таблицы, при трении их о мате­риалы, указанные в боковике. При трении однородных материалов возникающие заряды по величине очень малы, трудноуловимы, поэтому линию, обозначающую электризацию однородных мате­риалов, называют нейтральной. Она расположена по диагонали таблицы и служит как бы границей, разделяющей отрицательную и положительную полярности материалов при их электризации.

Таблица 2.10 Материал S х X К Полиамид Кожа человека Триацетат Полиэтилен высокого Давления | Полипено - уретан Полиэфир Полиакрило­нитрил Пленка ПВХ Полиэтилен Низкого дав­ления Полипропи­лен Натуральный мех Натуральный шелк Полиамид Кожа человека Триацетат Полиэтилен высо­ Кого давления Пенополиуретан Полиэфир Полиакрилонитрил Пленка ПВХ Полиэтилен низ­ Кого давления Полипропилен

При трении текстильных материалов величины электрических зарядов резко возрастают в течение первых 10 с, затем увеличение зарядов замедляется, достигая насыщения, после чего наблюдает­ся даже некоторое снижение электризации. Поэтому величину за­ряда определяют обычно в момент насыщения, т. е. электризуе - мость оценивают по максимальной величине заряда.

Плотность электрического заряда, возникающего на поверхно­сти материала, и его удельное поверхностное электрическое со­противление зависят прежде всего от волокнистого состава мате­риала (табл. 2.21).

Наименьшей плотностью зарядов и наибольшей электропровод­ностью характеризуются хлопчатобумажные материалы, а также ма­териалы из гидратиеллюлозных волокон и нитей (вискозных и мед - ноаммиачных). Немного выше плотность возникающих зарядов и удельное поверхностное сопротивление у материалов из природ­ных белковых волокон (шерстяных, шелковых). Материалы из син­тетических волокон и нитей проявляют при трении наибольшую электризуемость. Ацетатные и триацетатные материалы занимают

Таблица 2.21 Показатели электризуемости текстильных материалов (по данным Н. М.Хабалошвили) Материал Удельное электричес­кое сопротивление р, Ом м Плотность заряда а, Кл/см2 Хлопчатобумажный трикотаж Вискозная ткань Медноаммиачный трикотаж Шерстяной трикотаж Шелковая ткань Ацетатная ткань Триацетатная ткань Капроновая ткань Хлориновый трикотаж Нитроновый трикотаж Нет сведений Вискозноацетатная ткань Хлопковискозная ткань Хлопкокапроновая ткань Хлопколавсановая ткань Хлопкоацетатная ткань Ацетатнокапроновая ткань

Промежуточное положение. Смешивание натуральных и гидратцел - люлозных волокон и нитей с синтетическими и ацетилцеллюлоз - ными позволяет значительно снизить электризацию материалов.

Процесс рассеивания зарядов с поверхности наэлектризован­ных материалов зависит от электропроводности волокон, а также от наличия в воздухе заряженных частиц (электронов и ионов) и их подвижности. Текстильные волокна и нити обладают диэлект­рическими (электроизолирующими) свойствами, их собственная электропроводность невелика. Однако текстильные волокна и нити способны адсорбировать из окружающего воздуха влагу, в резуль­тате чего на их поверхности присутствует моно - или полимолеку­лярный слой влаги. Помимо этого на поверхности волокон и ни­тей имеются загрязнения в виде различных солей, играющих роль электролитов. Наличие влаги и электролитов создает условия для резкого увеличения электропроводности материалов, повышения скорости стекания зарядов.

По этой причине у синтетических текстильных материалов, ха­рактеризующихся сравнительно низким влагосодержанием, удель­ное поверхностное электрическое сопротивление возрастает не­значительно при уменьшении относительной влажности воздуха от 65 до 35 %. Однако у материалов из натуральных и гидратцеллга - лозных волокон удельное поверхностное сопротивление увеличи­вается почти на три порядка, при этом ощутимо не изменяется поверхностная плотность заряда.

Таким образом, электризуемость материалов связана не столь­ко с процессом генерации (электризации) зарядов, сколько с про­цессом их рассеивания. Например, из природных волокон наиболь­шей способностью к электризации обладает шерсть; электризация вискозных волокон выше, чем полиакрилонитрильных. В то же время электризуемость шерстяных, хлопковых, вискозных волокон, об­ладающих высокими гидрофильными свойствами, значительно ни­же, чем большинства гидрофобных искусственных и синтетичес­ких волокон.

Электризуемость текстильных материалов имеет суточные и се­зонные колебания, связанные с ионизацией атмосферы. Напри­мер, по некоторым данным летом электризуемость материалов выше, так как солнечная активность в этот период сильнее.

На показатель удельного поверхностного электрического сопро­тивления оказывает влияние характер поверхности материала. Ус­тановлено, что наибольшее поверхностное электрическое сопро­тивление имеют ткани полотняного переплетения, за ними следу­ют ткани атласного и саржевого переплетений.

В большинстве случаев электризуемость текстильных материа - Юв представляет собой отрицательное явление: она вызывает по­мехи в технологических процессах производства материалов и из­готовления из них швейных изделий. Электризуемость материалов в одежде при ее носке вызывает неприятные ощущения у челове­ка, прилипание изделия к телу, быстрое загрязнение в результат притяжения частиц пыли и т. д. Кроме того, электризуемость мате­риалов, особенно возникающая при трении их о кожу человека, оказывает биологические воздействия на организм человека. Одна­ко механизм этих воздействий еще до конца не выяснен. Известно, что, с одной стороны, положительное электрическое поле на по - верхности кожи человека вызывает ряд патологических реакций со стороны нервной, сердечно-сосудистой и других систем организ­ма; с другой стороны, поле статического электричества отрицатель­ной полярности оказывает благоприятное воздействие на организм. Считают, что предельно допустимой величиной удельного элект­рического сопротивления, при которой не возникает неудобств при эксплуатации одежды из текстильных материалов, является 10"- 1012 Ом м (ГОСТ 15968-87, ГОСТ Р 50720-94).

Важное значение имеет разработка способов снижения электри­зуемое™ материалов. Одним из таких способов, нашедших широкое применение, является обработка материалов антистатическими поверхностно-активными веществами (антистатиками). Антистати­ки, поглощая штагу или вступая с ней во взаимодействие, образу­ют на поверхности материала слой, способствующий рассеиванию зарядов и тем самым снижению электризуемое™ материала. Дру­гой эффективный способ снижения электризуемое™ текстильных материалов - поверхностная компенсация зарядов. При изготов­лении текстильных материалов компоненты волокнистого состава подбирают таким образом, чтобы при трении об определенный материал, в частности о кожу человека, на поверхности волокон образовывались заряды противоположных знаков, в результате чего происходила бы их взаимная нейтрализация. Суммарная величина электростатического заряда такого материала и его полярность за­висят от вида компонентов и их процентного соотношения; мож­но так подобрать волокнистый состав, чтобы суммарный заряд был равен нулю. Степень электризуемое™ можно также снизить, сме­шивая гидрофильные и гидрофобные волокна (см. табл. 2.21).

Показатели электризуемости текстильных материалов опреде­ляют на специальных установках, которые состоят из устройства для трения пробы материала о какую-либо поверхность и прибора для регистрации величины заряда, его полярности и удельного электрического сопротивления.

1. Световой поток

Световой поток - мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению. Энергия излучения определяется количеством квантов, которые излучаются излучателем в пространство. Энергию излучения (лучистую энергию) измеряют в джоулях. Количество энергии, излучающейся в единицу времени называется потоком излучения или лучистым потоком. Измеряется поток излучения в ваттах. Световой поток обозначается Фе.

где: Qе - энергия излучения.

Поток излучения характеризуется распределением энергии во времени и в пространстве.

В большинстве случаев, когда говорят о распределении потока излучения во времени, не учитывают квантового характера возникновения излучения, а понимают под этим функцию, дающую изменение во времени мгновенных значений потока излучения Ф(t). Это допустимо, поскольку число фотонов, излучаемых источником в единицу времени, очень велико.

По спектральному распределению потока излучения источники разбивают на три класса: с линейчатым, полосатым и сплошным спектрами. Поток излучения источника с линейчатым спектром состоит из монохроматических потоков отдельных линий:

где: Фλ - монохроматический поток излучения; Фе - поток излучения.

У источников с полосатым спектром, излучение происходит в пределах достаточно широких участков спектра - полос, отделенных одна от другой темными промежутками. Для характеристики спектрального распределения потока излучения со сплошным и полосатым спектрами пользуются величиной, которая называется спектральной плотностью потока излучения

где: λ - длина волны.

Спектральная плотность потока излучения - это характеристика распределения лучистого потока по спектру и равняется отношению элементарного потока ΔФeλ соответствующего бесконечно малому участку, к ширине этого участка:

Спектральная плотность потока излучения измеряется в ваттах на нанометр.

В светотехнике, где основным приемником излучения является глаз человека, для оценки эффективного действия потока излучения, вводится понятие светового потока. Световой поток - это поток излучения, оценивающийся его действием на глаз, относительная спектральная чувствительность которого определяется усредненной кривой спектральной эффективности, утвержденной МКО.

В светотехнике используется и такое определение светового потока: световой поток - это мощность световой энергии. Единица светового потока - люмен (лм). 1лм соответствует световому потоку, излучаемому в единичном телесном угле точечным изотропным источником с силой света 1 кандела.

Таблица 1. Типичные световые величины источников света:

Типы ламп	Электрическая энергия, Вт	Световой поток, лм	Световая отдача лм/вт
	100 Вт	1360 лм	13,6 лм/Вт
Люминесцентная лампа	58 Вт	5400 лм	93 лм/Вт
Натриевая лампа высокого давления	100 Вт	10000 лм	100 лм/Вт
Натриевая лампа низкого давления	180 Вт	33000 лм	183 лм/Вт
Ртутная лампа высокого давления	1000 Вт	58000 лм	58 лм/Вт
Металлогалогенная лампа	2000 Вт	190000 лм	95 лм/Вт

Световой поток Ф, падая на тело, распределяется на три составные части: отраженную телом Фρ , поглощенную Фα и пропущенную Фτ . При используют коэффициенты: отражения ρ = Фρ /Ф; поглощения α =Фα /Ф; пропускания τ =Фτ /Ф.

Таблица 2. Световые характеристики некоторых материалов и поверхностей

Материалы или поверхности	Коэффициенты			Характер отражения и пропускания
	отражения ρ	поглащения α	пропускания τ
Мел	0,85	0,15	-	Диффузное
Эмаль силикатная	0,8	0,2	-	Диффузное
Алюминий зеркальный	0,85	0,15	-	Направленное
Зеркало стеклянное	0,8	0,2	-	Направленное
Стекло матированное	0,1	0,5	0,4	Направленно-рассеянное
Стекло молочное органическое	0,22	0,15	0,63	Направленно-рассеянное
Стекло опаловое силикатное	0,3	0,1	0,6	Диффузное
Стекло молочное силикатное	0,45	0,15	0,4	Диффузное

2. Сила света

Распределение излучения реального источника в окружающем пространстве не равномерно. Поэтому световой поток не будет исчерпывающей характеристикой источника, если одновременно не определяется распределение излучения по разным направлениям окружающего пространства.

Для характеристики распределения светового потока пользуются понятием пространственной плотности светового потока в разных направлениях окружающего пространства. Пространственную плотность светового потока, определяющуюся отношением светового потока к телесному углу с вершиной в точке размещения источника, в пределах которого равномерно распределен этот поток, называют силой света:

где: Ф - световой поток; ω - телесный угол.

Единицей силы света является кандела. 1 кд.

Это сила света, испускаемая в перпендикулярном направлении элементом поверхности черного тела, площадью 1:600000 м2 при температуре затвердевания платины.
Единица силы света - кандела, кд является одной из основных величин в системе СИ и соответствует световому потоку 1 лм, равномерно распределенному внутри телесного угла 1 стерадиан (ср.). Телесный угол - часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Телесный угол ω измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса, к квадрату последнего.

3. Освещенность

Освещенность - это количество света или светового потока, падающего на единицу площади поверхности. Она обозначается буквой Е и измеряется в люксах (лк).

Единица освещенности люкс, лк имеет размерность люмен на квадратный метр (лм/м2).

Освещенность можно определить как плотность светового потока на освещаемой поверхности:

Освещенность не зависит от направления распространения светового потока на поверхность.

Приведем несколько общепринятых показателей освещенности:

Лето, день под безоблачным небом - 100 000 люкс

Уличное освещение - 5-30 люкс

Полная луна в ясную ночь - 0,25 люкс

4. Отношение между силой света (I) и освещенностью (Е).

Закон обратных квадратов

Освещенность в определенной точке на поверхности, перпендикулярной к направлению распространения света, определяется как отношение силы света к квадрату расстояния от этой точки до источника света. Если данное расстояние мы примем за d, то это отношение можно выразить следующей формулой:

Для примера: если источник света излучает свет силой 1200 кд в направлении, перпендикулярном к поверхности, на расстоянии 3-х метров от этой поверхности, то освещенность (Ер) в точке, где свет достигает поверхности, будет 1200/32 = 133 лк. Если поверхность находится на расстоянии 6м от источника света, освещенность будет 1200/62= 33 лк. Это отношение называется "закон обратных квадратов" .

Освещенность в определенной точке на поверхности, не перпендикулярной направлению распространения света, равняется силе света в направлении точки измерения, разделенной на квадрат расстояния между источником света и точкой на плоскости умноженной на косинус угла γ (γ - угол, образованный направлением падения света и перпендикуляром к этой плоскости).

Следовательно:

Это закон косинуса (рисунок 1.).

Рис. 1. К закону косинуса

Для расчета горизонтальной освещенности целесообразно изменить последнюю формулу, заменив расстояние d между источником света и точкой измерения на высоту h от источника света к поверхности.

На рисунке 2:

Тогда:

Получаем:

По данной формуле рассчитывается горизонтальная освещенность в точке измерения.

Рис. 2. Горизонтальная освещенность

6. Вертикальная освещенность

Освещение той же точки Р в вертикальной плоскости, ориентированной к источнику света, можно представить как функцию высоты (h) источника света и угла падения (γ) силы света (I) (рисунок 3).

светимостью :

Для поверхностей конечных размеров:

Светимость - это плотность светового потока, испускаемого светящейся поверхностью. Единицей светимости служит люмен на метр квадратный светящейся поверхности, что отвечает поверхности площадью 1 м2, которая равномерно излучает световой поток 1 лм. В случае общего излучения вводится понятие энергетической светимости излучающего тела (Me).

Единица энергетической светимости - Вт/м2.

Светимость в этом случае можно выразить через спектральную плотность энергетической светимости излучающего тела Meλ(λ)

Для сравнительной оценки приводим энергетические светимости к светимости некоторых поверхностей:

Поверхность солнца - Ме=6 107 Вт/м2;

Нить лампы накаливания - Ме=2 105 Вт/м2;

Поверхность солнца в зените - М=3,1 109 лм/м2;

Колба люминесцентной лампы - М=22 103 лм/м2.

Это сила света, излучаемая единицей площади поверхности в определенном направлении. Единица измерения яркости - кандела на метр квадратный (кд/м2).

Поверхность сама по себе может излучать свет, как поверхность лампы, или отражать свет, который поступает из другого источника, например поверхность дороги.

Поверхности с разными свойствами отражения при одинаковой освещенности будут иметь разную степень яркости.

Яркость, излучаемая поверхностью dA под углом Ф к проекции этой поверхности, равняется отношению силы света, излучаемого в данном направлении, к проекции излучающей поверхности (рис. 4).

Рис. 4. Яркость

Как сила света, так и проекция излучающей поверхности, не зависят от расстояния. Следовательно, яркость также не зависит от расстояния.

Несколько практических примеров:

Яркость поверхности солнца - 2000000000 кд/м2

Яркость люминесцентных ламп - от 5000 до 15000 кд/м2

Яркость поверхности полной луны - 2500 кд/м2

Искусственное освещение дорог - 30 люкс 2 кд/м2

1.7. Световые свойства тел

Длительное воздействие даже самых легких раздражителей на глаз человека, как показали исследования, вызывает в нем функциональные сдвиги и изменения. К числу раздражителей, постоянно находящихся в поле зрения человека, относятся световые и цветовые потоки, отражающиеся от стен и потолков производственных, бытовых помещений и оборудования.

Количественное и качественное влияние указанных раздражителей зависит главным образом от световых свойств тел, расположенных в поле зрения человека, а также от осветительных установок, создающих освещение. К световым свойствам тел относятся свойства: отражать, поглощать и пропускать падающий на них световой поток; перераспределять отраженный или прошедший через них световой поток; изменять спектральный состав падающего на них светового потока при его отражении или пропускании.

Все окружающие нас тела и предметы независимо от их состояния - твердого, жидкого или газообразного - разделяются на прозрачные и непрозрачные.

Прозрачными называются такие тела, через которые проходит большая часть световых лучей, таковы, например, стекло, вода, воздух и др. Непрозрачными называются тела и предметы, которые не пропускают видимого света. Однако резко разграничить все тела на прозрачные и непрозрачные нельзя. Все тела в большей или меньшей степени поглощают или пропускают свет. Есть тела, которые занимают промежуточное место. Они пропускают свет, но ясно видеть предметы через них нельзя. Такие тела называются просвечивающими . К ним относятся, например, матовое стекло, промасленная бумага и др.

Когда световой поток (свет) падает на прозрачные тела, часть его проходит сквозь тело, часть поглощается им, а остальная часть отражается от него. Когда же световой поток падает на непрозрачное тело, имеет место только поглощение и отражение света. Падающий на тело световой поток в большинстве случаев распределяется на три части: часть светового потока, падающего на тело, отражается последним и называется отраженным световым потоком Ф отр, часть пропускается им и называется прошедшим потоком Ф прош и та часть, которая поглощается, называется поглощенным потоком Ф погл. В соответствии с законом сохранения энергии их сумма всегда равна полному падающему на тело световому потоку

Ф пад =Ф отр +Ф погл +Ф прош.

Свойства разных тел отражать, пропускать и поглощать свет характеризуются коэффициентами отражения , поглощения а и пропускания τ. Характер распределения отраженного светового потока зависит от качества обработки (структуры) самой отражающей поверхности. Чем больше коэффициент отражения тела, тем более светлым кажется оно нам и, наоборот, чем меньше коэффициент отражения, тем более темным становится его цвет. В зависимости от характера пространственного распределения отраженного телом светового потока различают зеркальное, диффузное (равномерно диффузное) и смешанное отражение.

Зеркальное отражение (рис. 1.16, а ) получается при отражении света зеркальными поверхностями, размеры неровностей которых очень малы по сравнению с длиной волны падающего на них света, т. е. хорошо обработанными полированными поверхностями. Для зеркального отражения справедлив закон равенства угла падения лучей углу их отражения, причем падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным в точке падения света. Кроме того, зеркальное отражение характеризуется тем, что телесный угол падающего потока равен телесному углу отраженного светового потока.

Коэффициенты зеркального отражения некоторых материалов в процентах приведены ниже.

Яркость изображения предмета в зеркале равна яркости предмета, умноженной на коэффициент отражения зеркала. Тела с совершенно гладкой поверхностью отражают свет в одном направлении, с которого они кажутся очень яркими - блестят. С других направлений эти тела кажутся темными. Такие тела называют блестящими . При наличии в поле зрения поверхностей с зеркальным отражением необходимо принимать меры к защите глаз от отраженной блескости.

Диффузное отражение характеризуется тем, что телесный угол, в котором заключен падающий световой поток, меньше телесного угла, в котором он распространяется после отражения. Тела с шероховатой, негладкой поверхностью отражают свет диффузно (в разных направлениях). Свет, падающий на такое тело в одном направлении, падает на различные ничтожно малые площадки его поверхности под различными углами. От каждой точки поверхности свет отражается по тому же закону, но поскольку углы падения света на разные участки (площадки) поверхности тела в данном случае различны, постольку и отражается свет в разные стороны. Шероховатая поверхность специально выделывается при выработке материала. Шероховатость может быть точечной, сетчатой или линейной (рифленой).

Поверхности, диффузно отражающие свет, с разных направлений кажутся одинаково яркими. Они не имеют бликов, не блестят, их называют матовыми . Если матовую бумагу потереть кисточкой или ногтем, она начнет блестеть, потому что при натирании сглаживаются неровности ее поверхности. Помимо блестящих и матовых, выделяют еще группу глянцевых поверхностей, занимающих промежуточное положение между блестящими и матовыми. Различают два вида диффузного отражения - равномерно-диффузное и направленно-диффузное.

Равномерно-диффузное отражение характеризуется распространением отраженного светового потока в телесном угле, равном 2π, расположенном по одну сторону от отражающей этот поток поверхности (рис. 1.16, б ). Распределение отраженной силы света I α от таких поверхностей имеет форму сферы, касательной к поверхности в точке падения луча. В этом случае сила света по нормали к отражающей поверхности в точке падения луча имеет наибольшее значение I max , а во всех направлениях убывает пропорционально косинусу угла а между направлением наибольшей силы света и силой света в данном направлении

I α =I max cosα

Это соотношение называется законом косинуса.

Как видно из рис. 1.16, б , распределение отраженного потока от равномерно-диффузных поверхностей не зависит от направления падающего потока.

Яркость равномерно-диффузной поверхности одинакова во всех направлениях. Тела, имеющие одинаковую яркость по всем направлениям, а также для каждого участка поверхности излучающего тела называются равно-яркими излучателями. К числу таких излучателей относятся матовые отражающие поверхности (алебастр, ватманская бумага, белая клеевая покраска, молочные рассеивающие стекла и т. д.).

Световой поток, излучаемый равномерно-диффузной поверхностью, равен произведению силы света в перпендикулярном направлении на число π

Это выражение устанавливает связь между световым потоком и максимальной силой света, излучаемыми равномерно- диффузными поверхностями. Для равномерно-диффузных поверхностей коэффициент отражения

Ф отр /Ф пад =πI max /Ф пад =πLS/(ES)=πL/E,

где L - яркость поверхности, кд/м 2 ; E - освещенность поверхности, лк.

Отсюда можно получить соотношение, связывающее яркость и освещенность диффузных поверхностей,

Абсолютно белой рассеивающей поверхностью называется поверхность, обладающая равномерно-диффузным отражением и имеющая коэффициент отражения, равный единице. Для этой поверхности предыдущее выражение принимает вид

К материалам с равномерно-диффузным отражением относятся окись магния (=96%), алебастр (=92%), белая клеевая краска (=80%) и др. Только белые поверхности обладают способностью отражать падающие на них лучи одинаково для всех длин волн.

При освещении белой поверхности (сернокислый барий, ватманская бумага, снег) белым светом она кажется нам белой. При освещении белой поверхности цветным световым потоком она будет казаться того же цвета, что и падающий на поверхность световой поток.

При направленно-диффузном отражении происходит концентрация отраженного светового потока в некотором телесном угле, направление оси которого определяется законами зеркального отражения. Направленно-диффузным отражением обладают матированные поверхности металлов: матовое серебрение (=71÷75%), матовый алюминий (=55÷60%) и т. д.

Любая поверхность видна потому, что она отражает световой поток в направлении к глазу наблюдателя. Чтобы характеризовать распределение в пространстве отраженного от поверхности светового потока, пользуются понятием коэффициента яркости. Под коэффициентом яркости β понимается отношение истинной яркости поверхности L в заданном направлении к яркости равномерно-диффузной поверхности L 0 в случае, когда на указанные поверхности падает один и тот же световой поток

β=L/L 0 =L π /E

Если для поверхности известны ее освещенность и коэффициент яркости в данном направлении, яркость поверхности в этом направлении определяется

L=βL 0 =βE/π. (1.4)

Кривые коэффициентов яркости измеряются для различных поверхностей при разных углах падения света и по ним с помощью формулы (1.4) определяют яркость поверхности в том или ином направлении для заданных условий.

Смешанное отражение характеризуется наличием зеркального и диффузного отражений одновременно (рис. 1.16, в ). К материалам, обладающим смешанным отражением, относятся, например, фарфоровая эмаль, имеющая коэффициент рассеянного отражения =55÷60% и коэффициент направленного отражения =5÷6%, молочное стекло, имеющее соответственно =30÷60% и =5÷6%. При увеличении угла падения света на эмаль возрастает коэффициент направленного отражения. Ниже приведены коэффициенты отражения некоторых облицовочных материалов и красок в процентах.

Коэффициенты отражения даны для белого света. Коэффициенты отражения для красок не являются постоянными, поскольку они зависят от состава, количества нанесенных слоев и т. д. Они дают некоторое представление об отражающей способности красок.

Учитывая чувствительность глаза, следует отметить, что зеленые и желтые краски светлее, чем красные и фиолетовые.

При прочих равных условиях на практике в красную, фиолетовую и голубую краски нужно добавить больше белой краски, чем в зеленую и желтую, для того чтобы их коэффициенты отражения уравнялись. Напротив, добавление небольшого количества красной краски в белую дает ярко-розовый цвет, тогда как то же количество желтой лишь чуть изменит оттенок белой.

Коэффициенты отражения различных материалов зависят в большой мере от состава спектра падающего светового потока. Если на тело, которое неодинаково отражает свет разных длин волн, падает белый свет, то после отражения соотношение между излучениями этих длин волн изменится и тело будет иметь цвет, соответствующий его физическим свойствам. Коэффициенты отражения каких-либо поверхностей для однородных монохроматических световых потоков называются спектральными коэффициентами отражения .

Если построить в системе прямоугольных координат график, в котором по оси ординат откладывать значения спектральных коэффициентов отражения (λ), а по оси абсцисс - длины волн λ, мы получим зависимости спектральных коэффициентов отражения от длины волны. Эти зависимости обозначаются (λ)=f (λ) и называются спектральными характеристиками отражения. Эти же зависимости, представленные в виде кривых, называются кривыми спектрального отражения . На рис. 1.17 видно, что в спектре отражения пигментов находятся почти все длины волн видимого спектра, однако в разных соотношениях. Например, пигмент кобальта (см. рис. 1.17, а ) имеет в целом синий цвет с длиной волны 482 нм (цвет краски дан над кривой спектрального отражения), но кривая его спектрального отражения проходит в области и других длин волн, в том числе в области красных цветов (λ>620 нм). Аналогично кривая красно-оранжевого пигмента - киновари (см. рис. 1.17, б ) имеет наибольшие значения коэффициентов отражения в красной части спектра, однако она имеет и другие длины волн.

Следовательно, кривые спектрального отражения неоднозначно характеризуют цвет, так как одному и тому же цвету может соответствовать большое количество различных спектров отражения. Когда мы говорим, что поверхность имеет зеленый цвет (при освещении белым светом), то это значит, что данная поверхность отражает преимущественно зеленые лучи и незначительно все остальные лучи, составляющие белый свет. Таким образом, правильнее говорить не о цвете поверхности, а о цвете светового потока, отраженного от поверхности.

Если поверхность отражает световой поток так, что спектральные коэффициенты отражения всех длин волн видимой области спектра одинаковы, это значит, что поверхность неизбирательно (неселективно) отражает световой поток. Такие поверхности не изменяют при отражении света соотношения между излучениями различных длин волн. Для глаза поверхности, обладающие таким свойством, представляются лишенными цветового тона, а именно белыми или серыми. Если же отражение поверхностью неодинаково для различных длин волн видимой области спектра, то такое отражение является избирательным , т. е. некоторые монохроматические лучи отражаются больше, чем другие. Если, например, какое-нибудь вещество отражает только красные лучи, а все остальные поглощает, то при освещении белым светом оно, естественно, будет казаться насыщенно-красным. Точно так же вещество, отражающее только зеленые лучи, будет зеленым, отражающее синие лучи, - синим и т. д.

На практике вещества, которые отражали бы только один определенный участок спектра и полностью поглощали бы все остальные, не существуют. При отражении чаще всего в какой-то мере отражаются все лучи спектра. Однако при получении достаточно насыщенной окраски совсем не обязательно иметь изолированные лучи узкого участка спектра. Нужно, чтобы в некоторой части спектра отражение было несколько больше, чем в остальных. Поверхность, окрашенная киноварью и освещенная белым солнечным светом, представляется красной, потому что она хорошо отражает красные, оранжевые, желтые лучи и плохо все остальные (см. рис. 1.17, б ).

Цвет отраженного предмета тем насыщеннее, чем больше разница в отражении лучей разных частей спектра и чем уже область сильного отражения.

Поверхности, которые неодинаково отражают свет разных длин волн и имеют при освещении белым светом ту или иную окраску, соответствующую их физическим свойствам, называются цветными .

Способность тела пропускать падающий на него световой поток характеризуется коэффициентом пропускания

τ=Ф прош /Ф пад,

где Ф прош - прошедший световой поток; Ф пад - падающий световой поток.

Способность тела поглощать падающий на него световой поток характеризуется коэффициентом поглощения а

α=Ф погл /Ф пад,

где Ф погл - поглощенный телом световой поток.

В табл. 1.6 приведены коэффициенты отражения, пропускания и поглощения некоторых материалов.

Из сказанного ранее следует, что падающий световой поток Ф пад может быть выражен

Ф пад =Ф отр +Ф прош +Ф погл =Ф пад =(+τ+α)Ф пад,

откуда получим, что +τ+α=1, т. е. сумма коэффициентов отражения, пропускания и поглощения для любых тел и сред равна единице.

Коэффициенты пропускания и поглощения обычно даются для среды на единицу длины. Зная коэффициент пропускания на единицу длины, можно определить коэффициент пропускания среды для какого-то слоя толщиной d . Предположим, что надо определить коэффициент пропускания стекла толщиной d =4 мм при τ=0,9 на 1 мм. Если начально падающий световой поток обозначить Ф 0 , то на расстоянии 1 мм его величина уменьшается до 0,9 Ф 0 . На протяжении второго миллиметра ослабление света будет иметь такую же величину. В результате на расстоянии 2 мм прошедший световой поток:

0,9·0,9Ф 0 =0,81Ф 0

на расстоянии 4 мм

0,9 4 Ф 0 = 0,66Ф 0 .

В общем случае ослабление падающего светового потока при коэффициенте пропускания на единицу длины τ 1 и при толщине слоя d , мм, определяется τ=τ d 1 .

Аналогично рассчитываются коэффициенты отражения и поглощения.

Видимый цвет окрашенного тела, освещенного белым светом и наблюдаемого в диффузно-отраженном свете, зависит от отражательной способности поверхности тела и поглощения светового потока при проникновении света внутрь тела через окрашенную пленку. Свет в действительности проникает более или менее глубоко внутрь окрашенного вещества, прежде чем вернуться в наш глаз. Для примера рассмотрим тонкую стеклянную окрашенную пластинку, положив ее на лист белой бумаги. Ее цвет будет почти такой же, как если бы мы рассматривали в два раза более толстую пластинку в проходящем свете. Чем толще окрашенный слой тела, в который проникает свет, или чем больше концентрация красящего вещества, тем нагляднее получается окраска, отраженный свет становится все более насыщенным, а интенсивность его становится все меньше и меньше. В этом случае даже длина волны отраженного света может измениться.

Так, с увеличением концентрации раствора двухромокислого калия его цвет меняется с желтого до оранжевого. Это явление встречается довольно часто. Объясняется оно следующим: пусть на стеклянную цветную пластинку, имеющую при определенной толщине коэффициент пропускания 0,1 для красного света и 0,5 для зеленого, падает световой поток. При увеличении толщины стекла в два раза коэффициенты пропускания для красного и зеленого света составят соответственно 0,01 и 0,25. Если падающий свет белый, прошедший свет при удвоенной толщине пластинки будет гораздо зеленее, чем при одинарной толщине, так как удвоенная толщина пластинки относительно больше пропускает зеленого света, чем красного.

Коэффициенты отражения и поглощения света поверхностей в помещениях имеют существенное значение: они могут изменить впечатление об их геометрических размерах и освещенности.

К световым свойствам материалов относят свойство тел отражать, поглощать и пропускать падающий на них световой поток, изменять спектральный состав падающего на них светового потока при его отражении или пропускании.

Все окружающие нас тела подразделяются на прозрачные и непрозрачные. Прозрачными называют тела и предметы, через которые проходит большая часть световых лучей, например: стекло, воздух, вода. Непрозрачными называют такие тела и предметы, которые не пропускают видимого света. Такие тела отражают и поглощают весь падающий световой поток. Есть тела, которые занимают промежуточное место в этой классификации. Они пропускают свет, но ясно видеть предметы через них нельзя. Такие тела называют просвечивающимися. К ним относятся, например, матовое и молочное стекла, промасленная бумага и др.

Падающий на тело световой поток в общем случае распределяется на три части. Часть светового потока проходит через тело, часть поглощается, а остальная часть отражается. Общее поглощение светового потока характеризуется коэффициентом поглощения, который равен отношению поглощенного телом или средой светового потока к падающему световому потоку на это тело или среду. Коэффициент поглощения реальных тел всегда меньше единицы; только лишь идеально поглощающее тело (так называемое абсолютно черное тело) будет иметь коэффициент поглощения, равный единице.

Способность тела отражать падающий на него световой поток характеризуется коэффициентом отражения, который равен отношению отраженного и падающего световых потоков. Различают следующие виды отражения

1. Направленное, или зеркальное, отражение получается от хорошо обработанных полированных поверхностей. Направленное отражение характеризуется тем, что телесный угол, в котором заключены падающий и отраженный световой потоки, сохраняется одним и тем же.

2. Направленно-рассеянным отражением называется такое рассеянное отражение при котором телесный угол, в котором концентрируется отраженный поток, больше телесного угла падающего потока. При этом направление оси телесного угла отраженного потока соответствует закону зеркального отражения. Материалы, обладающие таким отражением, называются полуматовыми; такое отражение свойственно неполированному металлу.

3. Полное рассеянное (диффузное) отражение получается от тел, обладающих способностью отражать свет во все стороны (телесный угол отраженного потока 2π), независимо от направления падающего на него светового потока. Такие тела (поверхности) называют диффузными и при наблюдении кажутся одинаково яркими со всех направлений. Примером таких поверхностей служат матовые отражающие поверхности, молочные, рассеивающие стекла.

4. Смешанное отражение характеризуется наличием направленного и рассеянного отражения одновременно.

При посадке самолета на освещенную полосу пилот видит поверхность полосы благодаря отраженному от нее световому потоку. Способность покрытий отражать свет оценивается коэффициентом яркости . Этот коэффициент равен отношению истинной яркости в заданном направлении к яркости совершенно рассеивающей поверхности в случае, когда на указанные поверхности падает один и тот же световой поток. Максимальные значения коэффициентов яркости сухих покровов при наблюдении по направлению падающих лучей получаются в 2-3 раза больше, чем в противоположном направлении. Коэффициент яркости тем больше, чем светлее полоса и чем больше ее шероховатость. Значения коэффициента яркости для мокрых покровов будет больше в направлении обратном направлению падения света. В этом случае появляется большая составляющая зеркального отражения. Чем меньше угол падения световых лучей к поверхности покровов, тем больше коэффициент яркости, причем с уменьшением углов падения света к поверхности покровов значение коэффициента яркости резко возрастает.

Прохождение света через прозрачное тело (среду), по аналогии с рассеиванием, характеризуется четырьмя возможными видами пропускания, представленными на рис.2.5

Отношение светового потока F τ , прошедшего через тело или среду, к падающему световому потоку F на это тело или среду называется коэффициентом пропускания (τ):

τ =

где: 𝝀 1 , 𝝀 2 соответственно минимальная и максимальная длина волны падающего светового потока;

Спектральный коэффициент пропускания, который представляет собой относительную величину пропускания какой-либо среды для монохроматического потока с длиной волны 𝝀.

Для различных длин волн коэффициенты пропускания и, аналогично, отражения в общем случае неодинаковы. Белые поверхности и бесцветные прозрачные среды обладают способностью отражать или пропускать падающие на них излучения одинаково для всех длин волн. В тоже время существуют поверхности и тела, которые по-разному отражают или пропускают различные волны, такие тела называют цветными. Если на это тело падает белый свет, то отраженный или прошедший через него свет будет не белый, а цветной. Такие материалы или среды характеризуются спектральными кривыми пропускания или отражения.

Среди таких материалов широкое распространение в авиации получили светофильтры, которые обычно представляют собой пластинки или соответствующие колпаки, изготовленные из цветного стекла. Характеристики светофильтра обязательно рассматриваются совместно со спектральной характеристикой источника света. Светофильтр выделяет ту часть спектра излучения, которая лежит в полосе пропускания фильтра. На рис.2.6 в качестве примера приведен расчет светового потока после прохождения фильтра.

На рисунке показаны: кривая 1 представляет излучение источника света в зависимости от длины волны; кривая 2- спектральное пропускание светофильтра. Кривая 3- световой поток источника, воспринимаемый глазом, она построена путем умножения кривой 1 на кривую относительной видности. Светофильтр будет пропускать только часть светового потока кривой 3 в соответствии со своей характеристикой 2. Этой части будет соответствовать кривая 4, которая получена умножением кривой 3 на кривую 2. Штриховка области ограниченной кривой 4 соответствует световому потоку, прошедшему через фильтр.

Пороговая освещенность

Световой сигнал создает определенную освещенность на зрачке наблюдателя. Минимальная величина освещенности, ниже которой человеческий глаз не реагирует на свет, называется пороговой освещенностью. Пороговая освещенность зависит от цвета излучения сигнала, яркости фона, на котором наблюдается сигнал, индивидуальных особенностей глаза наблюдателя. Величина пороговой освещенности даже у одного и того же наблюдателя различается в зависимости от его психологического состояния, времени в течение которого наблюдается сигнал и других причин. Для исключения разброса характеристик зрения отдельных наблюдателей вводится коэффициент запаса. К факторам влияющим на выбор коэффициента запаса относят также:

а) неизвестность направления, в котором следует наблюдать сигналы;

б) наблюдение сигналов через стекла машин;

в) шум двигателей, вибрация, кислородное голодание и другие причины.

Очень сильное влияние на величину пороговой освещенности оказывает яркость фона на котором регистрируется световой сигнал. Наименьшая пороговая освещенность получается при наблюдении светового сигнала на совершенно темном фоне, соответствующим яркости порядка 10 -6 нит. Эта величина носит название абсолютного порога. Освещенность зрачка при этом 0,85 лк, с учетом коэффициента запаса расчетная пороговая освещенность – 8,5 лк. По мере увеличения яркости фона величина пороговой освещенности увеличивается, а дальность видимости сигналов уменьшается.

Расчет дальности видимости световых сигналов ведется для наиболее неблагоприятных условий. К такому случаю относят наблюдение в ясную лунную ночь на фоне снежного покрова. Яркость фона в этом случае составит 5 нт, освещенность - 5 лк. Расчетная пороговая освещенность для яркости фона 5 нт составляет 2 лк, т.е. имеет коэффициент запаса равный четырем.

Различают световой и цветовой пороги освещенности. Цветовой порог это минимальная освещенность глаза при котором он уверенно начинает воспринимать цвет сигнала. Под световым порогом цветного источника света понимается та минимальная освещенность на глазу наблюдателя, при которой только начинается наблюдаться световой сигнал без различия цвета сигнала. Уровень освещенности для цветового порога заметно выше чем для светового. Минимальным цветовым порогом обладает красный цвет, что явилось одной из причин применения красных светофильтров в заградительных огнях, обозначающих летные препятствия.

На рис. 2.7 показаны зависимости пороговых освещенностей (Е пор) от яркости фона (L ф): 1-абсолютный световой порог; 2- расчетный световой порог; 3- расчетный порог для красного огня; 4 -расчетный порог для зеленого огня; 5- расчетный порог для желтого огня. На рисунке также указаны яркости фона для различных состояний окружающего покрова.

Световой поток, падая на поверхность частично поглощается Ф α , частично пропускается Ф τ и частично отражается Ф ρ .

Ф=Ф ρ +Ф α +Ф τ ;

Отраж-щий и пропущенный световые потоки опред.св-ми тела вещ-ва: ρ+α+τ=1.

Тела, поглощающие световой поток называются приемниками лучистой энергии или светового потока(глаз, фотоэлемент).

Важным при разработке осветительных приборов является знать степень отражения (ρ) и степень пропускания (τ) светового потока. Это важно знать для создания отражателей, рассеивателей осветительных приборов. Принято различать следующие виды отражения и пропускания светового потока:

а) направленное отражение или пропускание(а-зеркальная поверхность, б-прозрачные вещ-ва-стекла);

б) диффузное отражение/пропускание(гипс/молочно-матовые стекла);

В) направлено-дифузное отражение или пропускание.

В боль-ве случ.сущ.тела с напр. диф-м отражением или пропусканием.

Зрительная фотометрия

Зрительная фотометрия основывается на способности глаза оценивать с достаточно высокой степенью точности равенство яркостей двух оптических смежных и близких по цветности полей сравнения.Высокая точность измерений методами зрительной фотометрии достигается при условии соблюдения определенных требований. К числу основных из них следует отнести требование соответствия спектральной чувств-ти глаза наблюдателя нормализованной функции отн-й спектральной световой эффективности излучения. Не менее важным является требование достаточной яркости полей сравнения, обеспечивающей работу глаза в условиях дневного зрения. При больших значениях яркости полей сравнения и низкой яркости окружающего фона, при которой обычно проводятся световые измерения, глаз подвергается чрезмерному раздражению. Стремление использовать при зрительной фотометрии лишь кол бочковый аппарат и исключить палочковый, расположенный в основном по периферии сетчатой оболочки, заставляет ограничивать угловой размер поля зрения таких приборов пределами 3 – 5 о. Точность зрительных световых измерений значительно понижается, если цветность сравниваемых излучений различна. В подобных случаях для повышения точности измерений приходится прибегать к специальным приемам измерений. Необх-ть строгого выполнения перечисленных требований, зависимость результатов измерений от индивидуальных особенностей наблюдателя, состояния его организма (физ.состояние, усталость) и окружающих условий, а также длительность процесса измерения привели в практических условиях к полной замене глаза как индикатора физ.приборами, т.е. к переходу от зрительной фотометрии к физической фотометрии.

Физическая фотометрия

Зависимость результатов измерений от индивидуальных особенностей наблюдателя, состояния его организма(физическое состояние, усталость) и окружающих условий, а также длительность процесса измерения привели в практических условиях к полной замене глаза как индикатора физическими приборами, т.е. к переходу от зрительной фотометрии к физической фотометрии.

Основное преимущество физических приемников лучистой энергии по сравнению с глазом заключается в их способности непосредственной количественной оценки измеряемых величин. Применительно к измерению световых величин это качество присуще лишь таким физическим приемникам, кривая спектральной чувствительности которых близка к кривой относительной спектральной световой эффективности.

Широкое развитие методов физической фотометрии определяется также и тем, что физические приемники позволяют осуществлять измерения не только в видимой части спектра, но и в прилегающих к нему участках ультрафиолетовых и инфракрасных излучений.

Существенным преимуществом методов физической фотометрии является быстрота и воспроизводимость результатов измерений, что особенно важно при необходимости проведения массовых измерений световых характеристик осветительных средств(источников света, осветительных приборов) или характеристик условий освещения.

В качестве приемников лучистой энергии в установках физической фотометрии наиболее широкое распространение получили вентильные фотоэлементы(фотоэлементы с запирающим слоем) и фотоэлементы с внешним фотоэффектом