Teorija



Različna svetila sevajo svetlobo različnih valovnih dolžin. Značilno porazdelitev valovnih dolžin, ki jih svetila sevajo, imenujemo spekter. V nekaterih spektrih, predvsem vodika in drugih plinov ter par natrija, živega srebra in drugih kovinskih par, so zastopane samo posamezne valovne dolžine - to so črtasti spektri. V drugih spektrih, predvsem v tistih, ki jih sevajo trdna svetila, so zvezno zastopane vse valovne dolžine na kakem intervalu - to so zvezni spektri. Nekatera svetila pa ne sevajo samo vidne svetlobe, ampak se delež moči izseva kot ultravijolična (UV) svetloba. (Vidni del spektra lahko vsebuje rdečo, oranžno, rumeno, zeleno, modro, vijolično svetlobo. Valovne dolžine, ki jih dojemamo kot vidno svetlobo, so med približno 700 nm in 400 nm.) UV svetlobe naše oko ne zazna, saj so valovne dolžine prekratke. (Razpon valovnih dolžin je od 400 nm do 10 nm.) UV svetlobo razdelimo glede na fotobiološke posledice na UV-A, UV-B in UV-C svetlobo. UV-A svetloba nas obvaruje pred sončnimi opeklinami, saj omogoča temnenje kože. UV-B svetloba pomaga koži proizvajati vitamin D, UV-C pa se uporablja za dezinfekcijo. (Pri prvi vaji smo opazovali le prva dva tipa UV svetlobe.) Prekomerna izpostavljenost UV svetlobi je za človeka škodljiva, saj lahko botruje razvoju kožnega raka. Poznamo tudi filtre za UV svetlobo. Delujejo tako, da snov, s katero so premazani, absorbira elektromagnetno valovanje s frekvencami, ki ustrezajo frekvencam UV svetlobe. (Atomi premazne snovi absorbirajo fotone UV svetlobe, ki imajo dovolj energije, da dvignejo elektrone teh atomov v višja energijska stanja.)
Če s pomočjo UV merilnikov izmerimo delež UV svetlobe v celotni osvetljenosti, lahko po naslednjem postopku izračunamo delež izsevane moči UV svetlobe glede na celotno izsevano svetlobno moč.

P(uv) / (P(uv)+P(vidna)) = delež UV glede na celotno izsevano moč.

Težava je zgolj v tem, da je moč pri naših merilnikih za vidno svetlobo podana v luxih, za UV svetlobo pa v mW/m^2. To težavo je moč premagati s pomočjo Planckovega dela. Ker so luxi fiziološka enota seveda nastane problem, kolikšen je pretvornik med luxi in vati ob poljubni svetlobi. Matematično je to rešljivo z razrešitvijo planckovih funkcij:


kjer je u - energija na kubični meter glede na valovno dolžino svetlobe. k,c in pi so konstante.
Dodatno vemo, da so luxi definirani kot normirana gausova krivulja z maximumom pri lambda = 550nm; to je točka v kateri se zgoraj navedena enačba za valovno dolžino glede na luxe pretvarja z maksimalnim koeficientom 1. Ta koeficient nato pada in se približa nič pri mejnih vrednostih našega vidnega spektra 400nm ter 700nm.

Celotna izsevana moč v vidnem spektru po luxih je tedaj integral kompozicije obeh funkcij po valovni dolžini:

Int[u(lambda)*V(lambda)]d(lambda)

kjer je u - zgoraj navedena funkcija razporeditve izsevane moči po valovnih dolžinah, V - funkcija relativne barvne občutljivosti človeškega očesa.

Ta zalogaj presega naše trenutno znanje matematike, saj je ta integral nerazrešljiv, možno bi ga pa bilo izračunati numerično. Kljub vsemu smo se v skupini odločili za drugačno taktiko reševanja težav z luxi, kot bo bolj razvidno v razdelku "rešitve". Za radovedne navajamo povezavo na wikipedijo, kjer je teorija porazdelitev zelo nazorno prikazana, je pa zaradi zahtevnosti ter naše ciljne publike morda neprimerna za detaljnejšo obravnavo na tem mestu.

Zvezni spekter
Zvezni spekter
Diskretni spekter
Diskretni spekter