Vidi fonton por Fotometrio (optiko)

{{TemasPri|''Fotometrio'' en [[optiko]]|[[Fotometrio]]}}
La '''fotometrio''' estas la scienco, kiu traktas la mezuron de lumradiado, kiel ''perceptita'' de la homa [[okulo]]<ref name=Bass95>Michael Bass (ed.), ''Handbook of Optics Volume II - Devices, Measurements and Properties, 2nd Ed.'' (Manlibro pri optiko - aparatoj, mezuroj kaj proprecoj) McGraw-Hill [[1995]], ISBN 978-0-07-047974-6 paĝoj 24-47 ({{en}})</ref>. Tio estas, ĝi ekzamenas la kapablon de [[elektromagneta radiado]] stimuli la homan [[vida sistemo|vidan sistemon]]. Ne konfuzu kun la '''[[radiometrio]]''', kiu estas la scienco pri mezuro de [[radiada energio]] rilate al [[elektromagneta ondo|elektromagnetaj ondoj]] ([[lumo]] interalie) per absolutaj [[Sistemo Internacia de Unuoj|unuoj]] de [[povumo]] laŭ mallarĝa frekvencbendo<ref>{{Cito|Titolo=''Focal Encyclopedia of Photography''|Eldonejo=Focal Press | Aŭtoro=Leslie D. Stroebel kaj Richard D. Zakia |Jaro=1993 | Eldono=3-a eld.|Paĝo=115 |ISBN=0-240-51417-3 |URL = http://books.google.com/books?id=CU7-2ZLGFpYC&pg=PA115&dq=spectroradiometry+intitle:%22Focal+Encyclopedia+of+Photography%22#PPA115,M1|Lingvo=angle }}</ref>.

La termino "fotometrio" originas de la [[greka]] ''foz'' (<math>\phi \omega \zeta</math>; genitive ''fotos'' (<math>\phi \omega \tau \omicron \varsigma</math>)) pri lumo kaj ''metron'' (<math>\mu \acute{\epsilon} \tau \rho \omicron \nu</math>) pri mezuro.

== Fotometrio kaj homa okulo ==
[[Dosiero:LuminosityCurve1.svg|eta|dekstre|340px|La du normumaj funkcioj de lumefikeco: pri [[fotopia vido]] (ruĝa kurbo) kaj [[skotopia vido]] (blua kurbo).]]
La homa okulo ne estas egale sensema al ĉiuj [[ondolongo]]j, sed nur al kiuj formas la [[videbla spektro|videblan spektron]]. Fotometrio enkondukas tiun fakton per pesado de la malsamaj radiometriaj kvantoj mezuritaj por ĉiu [[ondolongo]] per faktoro reprezentanta la sensivecon de la okulo pri la konsiderita ondolongo. La funkcio, kiu enkondukas tiujn pezojn, nomiĝas [[lumintensa funkcio]] aŭ funkcio de la relativa lumefikeco por la okulmodelo, kutime skribata per <math>\overline{y}(\lambda)</math> aŭ <math>V(\lambda)\,</math>. Ĝi estas norma funkcio establita fare de la "Internacia komisiono pri lumigado" (''Commission Internationale de l'Eclairage'', [[CIE]]) kaj povas esti utiligita por transformi radiadan energion en luman (t.e., videblan) energion. Ĝi estas la centra kolorfunkcio de la ''CIE 1931'' sistemo. Ĝi estas malsame dependanta, se la okulo estas adaptita al bonaj lumigadaj kondiĉon ([[fotopia vido]]) aŭ al malhela [[lumigado]] ([[skotopia vido]]). Tiel pri fotopiaj kondiĉoj, la kurbo atingas sian pinton al 555 [[nm]], dum ĝia pinto estas al 507 [[nm]] pri skotopiaj kondiĉoj.

== Teĥnikoj de mezurado en fotometrio ==
[[Dosiero:Fotometer.jpg|eta|250px|[[Fotometro]] (''luksometro'') kun ĝia ekstera mezurĉelo por mezuri lokan [[iluminanco]]n.]]
Fotometria mezuro estas bazata sur ''fotodetektiloj'', [[mekanismo]]j, kiu produktas fidelan informon per elektra signalo el luma signalo. El pluraj lumsensiloj estas [[fotoĉelo]]j, [[fotodiodo]]j kaj [[ŝargkuplita aparato|ŝargkuplitaj aparatoj]] ([[CCD]]). Simplaj aplikoj de ĉi tiu teĥnologio inkludas ŝaltantajn kaj elŝaltantajn [[lumilo]]jn, por enkalkuli, krom la ĉirkaŭantan lummedion, la nuran lumkvanton de la incida radio el la studita lumfonto al sur punkto. La aparatoj uzantaj tiajn detektilojn nomiĝas [[fotometro]]j.

Pli kompleksaj formoj de fotometriaj instrumentoj estas uzataj ofte en la lumigada industrio. Sfera fotometro povas esti uzata por mezuri la direktan lumflukson produktitan de [[lampo]]j, kaj konsistas el grandadiametra sfero kun lampo muntita en la centro, iu fotoĉelo rotacias ĉirkaŭ la lampo laŭ tri-aksa movo, mezurante la eligan radiadon de la lampo el ĉiuj flankoj.

Lampoj kaj lumiloj estas taksitaj uzante ''goniofotometrojn'' kaj ''fotometroj kun turnanta spegulo'', kiuj uzas senmovan fotoĉelon je distanco sufiĉe granda, por ke la lumilo povas esti konsiderita punkta fonto. Fotometroj kun turnanta spegulo uzas motorizitan sistemon de la speguloj por reflekti lumon elradiitan de la lumilo ĉiuflanken al la malproksima fotoĉelo; goniofotometroj uzas turniĝantan du-aksan tablon por ŝanĝi la orientiĝon de la lumilo rilate al la fotoĉelo. Pri ambaŭ kazoj, la [[lumintenso]] estas tabeligita el datenaro kaj uzita por dezajno de lumiloj aŭ lumigadaj projektoj.

== Karakterizo de lumfonto ==
''Primara fonto de lumo'' estas korpo, kiu produktas lumon el alia formo de [[energio]].

[[Suno]] estas bona ekzemplo: la energio liberigita per la [[fuzio]] rezultas en la produktado de lumo por [[inkandeskeco]]. Tio estas ankaŭ la kazo por ĉiu [[lumigado]] (per artefaritaj lumfontoj).

''Sekundara fonto de lumo'' estas korpo, kiu resendas parton de la ricevita lumo.

[[Luno]] kaj blua [[ĉielo]] estas bonaj ekzemploj. Estas same pri la plej ĉiutagaj objektoj; tiele, la plafono de apartamento resendas parton de la ricevita suna radiado.

[[Dosiero:Indicatrices d'une lampe.png|eta|250px|Bildigo de [[luminanco]] '''''L''''' kaj [[lumintenso]] '''''I''''' de [[inkandeska lampo]];. intenso estas pli granda suben, kaj malpli granda laŭ la akso de [[filamento]], ĉar la ŝajna surfaco de la [[volframo|volframa]] [[lumigo|lumiga]] [[drato]] malpliiĝas.]]

La fontoj de lumo povas esti konsiderataj ''punktaj '' aŭ ''sterniĝaj''.

Fonto estas konsiderita ''punkta'', kiam ĝia plej granda dimensio estas malgranda kompare al la distanco inter ĝi kaj la observanto.

Kontraŭkaze, la fonto estas ''sterniĝa'', ĝi estas perceptita kiel surfaco.

[[Lumfonto]] ne nepre elsendas saman povumon ĉiudirekten.

Se, pri ĉiuj punktoj de sfero centrita ĉirkaŭ punkta fonto, mezuriĝas la sama lumigado, la fonto nomiĝas ''unuforma'' aŭ ''izotropa''.

Kontraŭkaze, necesas karakterizi la elradiadon de la fonto ĉiudirekten. Por fari tion,oni konsideras [[solida angulo|solidan angulon]] sufiĉe malgrandan, por ke, en tiu ĉi, la elradiado de la fonto estu konsiderita konstanta. La kvanto da energio dividita per la solida angulo, pri radiometrio, aŭ pesita per koeficientoj de la spektra lumefikeco, pri fotometrio, permesas taksi la radiadon de la fonto.

Intenseco, energio kaj lumo, ne dependas de la distanco al observanto, se la medio nek ensorbas nek disvastigas lumradiadon. Se oni malproksimiĝas de la fonto, la povumo disvastiĝas proporcie al la areo, do al la kvadrato de la distanco, kaj la povumo je unuo de surfaco, t.e. [[iluminanco]] <math>L_v</math>, malkreskas laŭ la sama proporcio.

[[Lumintenso]], <math>I_v</math>, aŭ ''helo'' (laŭ [[NPIV]]), esprimata per [[kandelo (mezurunuo)|kandelo]] karakterizas la "brilecon" de punkta fonto en la direkto de la observanto.

Se la fonto estas sterniĝa, ĝia "hellumo" estas karakterizita per ĝia [[luminanco]], aŭ ''helodenso'' (laŭ NPIV), mezurata per kandelo je kvadrata metro: ĝi informas pri la intenso de unu kvadrata metro de tiu fonto, se ĝi estis observita sufiĉe malproksime por esti perceptita kiel punkta. Brilaj surfacoj havas lumínancon, kiu dependas de la direkto de la observanto. Pri difuzantaj surfacoj, malbrilaj, la luminanco estas la sama en ĉiuj direktoj de la duonĉirkaŭanta spaco, oni diras, ke ĝi estas ''Lamberta lumfonto''<ref name="Meyzonnette">{{pdf}} Jean-Louis Meyzonnette, ''Radiométrie et détection optique'', ''Chapitre I Notions de photometrie'', p.17-19 ([http://www.bibsciences.org/bibsup/opt-coll/pub/3/pdf/l1t3p15_Ibis.pdf legu rete] {{Webarchiv|url=https://web.archive.org/web/20150923184829/http://www.bibsciences.org/bibsup/opt-coll/pub/3/pdf/l1t3p15_Ibis.pdf |date=2015-09-23 }}) - Radiometrio kaj optika detektado, ĉapitro pri "nocioj de fotometrio" -sur sito [http://www.bibsciences.org/bibsup/opt-coll/pub/page.php?vol=3&cont=tdm BibSciences.org] {{Webarchiv|url=https://web.archive.org/web/20141219072043/http://www.bibsciences.org/bibsup/opt-coll/pub/page.php?vol=3&cont=tdm |date=2014-12-19 }} ({{fr}}))</ref> (laŭ la nomo de la fizikisto [[Johann Heinrich Lambert]]).

== Rilato inter fotometrio kaj radiometrio ==
Konsideru, ekzemple, la radiometrian grandon de la [[radia energio]], <math> \scriptstyle {Q_e} </math>, kiu priskribas la tutan energion de "fizika" detektado pri la ĉeesto de [[elektromagneta ondo|elektromagneta]] radiado. El la mezuro de la ricevita energio interesas koni kiel ĝi estas perceptita de la homa okulo, t.e. la kvanton de lumo <math> \scriptstyle {Q_v} </math>. Por tion fari, oni devas scii, pri ĉiu ondolongo de la radia energio, la valoron de la [[multiplikanto]] el la [[lumintensa funkcio|norma lumintensa funkcio]]:
:<math>Q_v =K \cdot \int_{videbla} Q_e(\lambda) V(\lambda) \,d\lambda \, .</math>
La spektra radia energio, <math> \scriptstyle Q_e {(\lambda)} </math>, estas mezurata en [[SI]] [[unuo]]j per '''J''', dum <math> \scriptstyle {Q_v} </math> estas mezurata en '''lm·s'''. La konstanto K valoras 683 lm/W en fotopiaj kondiĉoj kaj 1700 lm/W laŭ skotopiaj kondiĉoj.

La '''luma efikeco''' de radiado difinita kiel la rilatumo de fotometria grando, ekz. <math>\scriptstyle {Q_v}</math>, kaj la responda radiometria grando, en tiu kazo <math>\scriptstyle {Q_e}</math>, tiel:
:<math>K_r={\frac{Q_v}{Q_e}}=K \cdot {\frac{\int_{videbla}^\ Q_e(\lambda) V(\lambda) \,d\lambda}{\int_{0}^{\infty \ }\ Q_e(\lambda) \,d\lambda}} \left ( {\frac{lm}{W}}\right ) \, .
</math>
Ekzemple, la luma efikeco de [[infraruĝa radiado|infraruĝa]] [[lasero]] egalas 0 lm/W, dum tiu de unukolora lumo, ankaŭ nomita ''monokromata lumo'', je 555&nbsp;nm estas 683 lm/W (en tiu kazo, <math> \scriptstyle {K_r = K} </math>).

{| class = "wikitable alternance" | align =center
|+ Grandoj kaj unuoj de fotometrio kaj radiometrio
|-
! style="background:#E1FFD1;" | Fotometria grando
! style="background:#E1FFD1;" | Simbolo
! style="background:#E1FFD1;" | Unuo SI (simbolo)
! Simbolo
! Unuo SI (simbolo)
! Dimensio
|-
|[[Luma energio]]/ Kvanto de lumo
| align="center" | <math>Q_v</math>
| [[lumeno]] [[sekundo]] (lm⋅s)
| [[Elektromagneta energio|Radia energio]]
| align="center" | <math>Q_e</math>
| [[ĵulo]] (J)
|-
| style="background:#E1FFD1;" | [[Lumflukso]]
| style="background:#E1FFD1;" align="center" |<math>\mathit\Phi_v</math>
| style="background:#E1FFD1;" | [[lumeno]] (lm)
| Energia flukso (radia povumo)
| align="center" |<math>\mathit\Phi_e</math>
| [[vato]] (W)
|-
| [[Lumintenso]]/ Helo
| align="center" |<math>I_v</math>
| [[kandelo (mezurunuo)|kandelo]] (cd)
| Energia intenso
| align="center" |<math>I_e</math>
| [[vato]] je [[steradiano]] (W⋅sr<sup>−1</sup>)
|-
| style="background:#E1FFD1;" | [[Luminanco]]/ Helodenso
| style="background:#E1FFD1;" align="center" | <math>L_v</math>
| style="background:#E1FFD1;" | kandelo je [[kvadrata metro]] (cd⋅m<sup>−2</sup>)
| Energia luminanco/ Radianco
| align="center" | <math>L_e</math>
| vato je kvadrata metro kaj steradiano (W⋅m<sup>−2</sup>⋅sr<sup>−1</sup>)
|-
| Lumiga intenso/ [[Iluminanco]]
| align="center" | <math>E_v</math>
| [[lukso (mezurunuo)|lukso]] (lx)
| Energia lumiga intenso/ iradianco
| align="center" | <math>E_e</math>
| vato je kvadrata metro (W⋅m<sup>−2</sup>)
|-
| style="background:#E1FFD1;" | [[Luma emitanco]]
| style="background:#E1FFD1;" align="center" | <math>M_v</math>
| style="background:#E1FFD1;" | lumeno je kvadrata metro (lm⋅m<sup>−2</sup>)
| Energia emitanco
| align="center" | <math>M_e</math>
| vato je kvadrata metro (W⋅m<sup>−2</sup>)
|-
|}

== Referencoj ==
{{Referencoj}}

== Eksteraj ligiloj ==
{{Projektoj}}
* * [http://www.filmscanner.info/Fotometrie.html ''Einführung in die Photometrie – Zahlenmäßige Beschreibung von Licht'' (Enkonduko pri fotometrio)] ({{de}})

{{Bibliotekoj}}

[[Kategorio:Lumfontoj]]
[[Kategorio:Lumtekniko]]
[[Kategorio:Optiko]]
[[Kategorio:Vidado]]