Zonnestraling in Nederland - Knmi

Twee monochromatische lichtbronnen met gelijke radiantie doch met verschillende golflengten
geven dus verschillende indrukken op het oog. Beschouw bijvoorbeeld de golflengten
0,65 en 0,67 |im die corresponderen met bijna niet te onderscheiden kleuren rood. In figuur
5.6 zien we dat de ooggevoeligheid voor de 0,65 u.m-bron (0,107) een driemaal zo grote
ooggevoeligheid heeft als de 0,67 |im-bron (0,032). Voor het oog lijkt de 0,65 |im-bron
driemaal zo helder, hoewel de radianties van beide bronnen gelijk zijn.
Het oog is daarom geen goede detector voor radiantie, maar wel voor helderheid en
luminantie, waarmee we in de definities van de fotometrie komen (zie 6.3.2 en figuur 6.5).
In figuur 6.5 valt een zekere analogie te zien tussen de stralings- en fotometrische
grootheden. Dat leidt ons tot de vraag: "Zijn de eenheden van straling en licht in elkaar om te
rekenen?"
Uit het radiantiespectrum van een stralingsbron (de Zon, de hemelkoepel, een lamp) kunnen
we de bijbehorende luminantie bepalen. Het is de som van de radianties in ieder klein golflengteinterval
(monochromatische radiantie) vermenigvuldigd met de corresponderende
relatieve ooggevoeligheid V^, waarbij nog een factor komt om radiantieëenheden in luminantieëenheden
om te rekenen.
We gaan daartoe uit van figuur 5.6, waarin Vx staat uitgezet als functie van X en we zetten
nu op identieke wijze het energiespectrum uit van de lichtbron, bijvoorbeeld de Zon met X op
de horizontale as en het spectrale vermogen dOJdX op de verticale as. De onderindex e geeft
aan dat we te maken hebben met elektromagnetische straling, de onderindex v dat het gaat om
zichtbaar licht. Vermenigvuldigen we beide grafieken (de verticale coördinaten) met elkaar,
dan krijgen we een grafiek van Vx d JdX als functie van X. Het oppervlak onder deze
kromme vermenigvuldigd met 636 lm W" 1 geeft de lichtstroom Ov in lumen (lm). In formule
is de lichtstroom
0,76 nm d 0
Ov = 636 ƒ V^ Q -dX [lm].
0,38 urn
d ^
De omrekeningsfactor 636 lm W 1 wordt het gemiddelde fotometrische stralingsequivalent f
genoemd of de gemiddelde zichtbaarheidscoëfficiënt over het interval 0,38-0,76 jim. f is
maximaal voor X = 0,555 |im; zie tabel 5.6, waarin f is gegeven als functie van X voor buitenatmosferische
straling.
Tabel 5.6 Het fotometrische stralingsequivalent f als functie van de golflengte
X
0,40
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
f
0,272
0,816
2,72
7,89
15,64
25,83
X f
0,46 40,79
0,47 61,88
0,48 94,52
0,49 141,44
0,50 219,57
0,51 341,97
X f
0,52 482,73
0,53 586,02
0,54 648,58
0,55 676,46
0,56 676,46
0,57 647,22
X f
0,58 591,46
0,59 514,62
0,60 429,01
0,61 341,97
0,62 259,01
0,63 180,13
X
0,64
0,65
0,66
0,67
0,68
0,69
f
119,0
72,76
41,48
21,76
11,56
5,59
X
0,70
0,71
0,72
0,73
0,74
0,75
0,76
f
2,79
1,43
0,714
0,354
0,170
0,082
0,041
De reciproke waarde van f wordt het mechanisch licht equivalent genoemd en is dus
minimaal voor X = 0,555 p.m, met een waarde van 0,00147 W lm 1 voor buitenatmosferische
straling.
123