Măsuri fotometrice fundamentale

Detectarea și măsurarea radiației electromagnetice, inclusiv cea a spectrului vizibil, este o ramură a studiului luminii şi poartă denumirea de radiometrie. Tehnicile pe care le implică radiometria, determină puterea radiației emisă de o anumită sursă radiantă.

Termenii și definițiile energiei radiante sunt definite prin standardul european SR CEI 60050-845/2005 care definește cinci mărimi fundamentale cu care operează radiometria: radianța, iradianța, energia radiantă, intensitatea radiantă și fluxul radiant.

Fotometria, fiind o sub-ramură a radiometriei care se ocupă de caracteristicile radiațiilor din spectrul optic (energia luminoasă), se vor defini mărimile fundamentale ale acesteia, deoarece acestea au relevanță cu tehnicile folosite în artele plastice.

În fotometrie, radiațiile vizibile sunt evaluate prin intensitatea senzației luminoase exercitată asupra ochiului uman. Senzația luminoasă determină atât senzația de intensitate (care este direct proporțională cu energia luminoasă dată de un izvor de lumină proiectată pe unitatea de suprafață a retinei) cât și senzația de culoare (aceasta este determinată de sensibilitatea retinei la diferite lungimi de undă ale spectrului vizibil).[1]

Fotometria este definită de mai multe mărimi, unități, dintre care se vor defini următoarele:

1. Fluxul luminos (reprezintă cantitatea de lumină emisă în toate direcțiile, într-o unitate de timp, validată de ochiul uman. Unitatea de măsură a fluxului luminos în SI[2] este lumenul (lm) care este egal cu fluxul emis de o sursă de lumină punctiformă, într-un unghi solid de un steradian, având intensitatea de o candelă.
2. Energia luminoasă (sau cantitatea de lumină) (Q) este energia percepută a luminii. De asemenea, se poate defini și ca produsul dintre timpul de funcționare a unei surse de lumină și fluxul luminos al acesteia. Unitatea de măsură este lm x h. În cazul luminilor folosite în tehnica fotografică, din cauza faptului că timpul de funcționare a luminii este foarte mic, unitatea de măsură este, reprezentând cantitatea de lumină livrată într-o secundă de un flux luminos de un lumen. Deoarece ochiul uman este sensibil doar la radiația optică, cea mai mare sensibilitate fiind în jurul valorii lungimii de undă de 555 nm, energiei luminoase nu îi corespunde energia radiantă. Lumina a cărei lungime de undă este în afara spectrului vizibil are o energie luminoasă egală cu zero, deoarece nu poate fi percepută de ochiul uman. Un exemplu în constituie lumina UV, care deși e prezentă, energia sa fotometrică este nulă.
3. Intensitatea luminoasă (I) este de o candelă (cd) atunci când fluxul luminos pe care îl emite în unitatea de unghi solid este de un lumen. Candela este intensitatea luminoasă, în direcția perpendiculară a unei suprafețe, de 1/600000 m2.
4. Iluminarea (E) reprezintă densitatea de suprafață a fluxului luminos printr-o suprafață dată. Unitatea de măsurare este lux-ul care reprezintă distribuția uniformă a unui flux luminos de 1lm pe o suprafață de 1m².
5. Luminozitatea (luminanța sau strălucirea) B ) este definită ca intensitatea luminoasă care corespunde unității de arie a suprafeței unei surse de lumină într-un unghi solid. Unghiul de observație determină aria suprafeței luminoase vizibile. Unitatea de măsură a luminanței este stilbul. Luminozitatea indică câtă putere luminoasă poate fi detectată de ochiul uman, privind o suprafață, dintr-un anumit unghi.
6. Expunerea (E), cu aplicabilitate în arta fotografică și cinematografie, poate fi definită ca acțiunea energiei luminoase pe suprafața a peliculei fotografice sau a senzorului digital, valoarea sa cantitativă fiind determinată de produsul dintre intensitatea iluminării imaginii optice pe unitatea de timp. E = intensitate luminoasă x timp.

[1] Stelian Acea, op. cit, p. 20-21.

[2] Sistemul Internațional de Unități.