lysmåling

Apparater som brukes til lysmåling, kalles lysmålere eller fotometre. Luxmeter og photmeter er fotometre som er kalibrert henholdsvis i lux og phot. Man skiller mellom visuelle og objektive fotometre.

I visuelle instrumenter sammenlignes belysning fra to lyskilder. De kan bestå av en kilde med kjent lysstyrke og en hvis styrke skal bestemmes. Lys fra hver av kildene faller inn på hver sin del av en hvit skjerm, og man varierer avstanden mellom den ene kilden og skjermen inntil begge deler av skjermen er likt belyst. Forholdet mellom lysstyrken og kvadratet av avstanden mellom kilde og skjerm er da det samme for begge lyskilder. Det første fotometer av denne typen ble laget av Pierre Bouguer i 1720. En enkel utforming er Robert Bunsens fettflekkfotometer. Det består i sin enkleste form av et hvitt papir med en fettflekk. Papiret anbringes mellom de to lyskildene, og man varierer avstanden til lyskildene inntil flekken ikke er synlig. Da er papiret like sterkt belyst fra begge kildene. For nøyaktige målinger brukes ofte Lummer-Brodhuns fotometer. For sammenligning av lys med forskjellige farger brukes Roods flimmerfotometer. I dette lar man de to lyskildene som skal sammenlignes skiftevis og i rask rekkefølge belyse samme skjerm. Så lenge belysningene er forskjellige, vil skjermen flimre. Bruker man lys med forskjellig farge, blir flimringen minst når lysstyrkene er de samme.

Som luxmeter brukes visuelle fotometre hvor lys fra en innebygd lyskilde faller på en del av en skjerm, og lyset som skal måles, slippes inn mot en annen del av skjermen. Styrken av den innebygde lyskilden kan varieres, og innstillingen avleses på en kalibrert skala. Slike luxmetre kan gjøres transportable.

I objektive fotometre er øyet erstattet med en lysfølsom eller varmefølsom detektor. For fotografisk bruk er instrumenter med fotospenningsceller mest vanlig. Fotospenningscellene genererer en elektrisk strøm når det faller lys på dem, og strømmen måles med et følsomt galvanometer. For at fotospenningsceller og fotoceller skal gi samme respons på lys som et normalt øye, må de utstyres med spesielle filtre. Radiometriske fotometre består av termoelement, bolometer eller en annen temperaturfølsom detektor. For å hindre oppvarming på grunn av varmestråling, utstyres de med filtre som bare slipper igjennom synlig lys, og som dessuten delvis absorberer lyset, slik at man får en følsomhetskurve som omtrent er lik øyets. Fotografisk film brukes som registrerende fotometer. Man lar filmen eksponeres idet den beveger seg med konstant hastighet, og kan ved å måle svertingen på forskjellige steder etter at filmen er fremkalt, bestemme variasjoner i belysningen.

Med fotometer er det alltid belysningsstyrken som måles. Dersom avstanden fra fotometer til lyskilde er kjent, kan lysstrømmen fra kilden i en bestemt retning bestemmes. For å finne lysstyrken av en kilde, må man kjenne lysstrømmen i forskjellige retninger. Denne kan avbildes ved et lysfordelingsdiagram, hvor lysstyrken avsettes i polarkoordinater ut fra et sentrum som representerer lyskilden. Retningsdiagrammet eller den romlige fordeling av lyset fra en kilde kan forandres betydelig ved bruk av reflektorer, linser og lignende. Kildens lysstyrke bestemmes ut fra gjennomsnittsverdien for lysstrømmen.

Lysstyrken kan også bestemmes direkte ved hjelp av Ulbrichts kulefotometer. Dette består av en stor kule, ofte med diameter på et par meter. Den er malt hvit innvendig og har en liten åpning. Lyskilden henges opp inne i kulen, og en skjerm settes mellom kilden og åpningen, som gjerne er forsynt med matt glass. Lys må reflekteres gjentatte ganger inne i kulen før det slipper ut av åpningen, og man kan regne at både den og resten av kulen vil være jevnt belyst. Med et fotometer bestemmes lysstrømmen fra åpningen, og av dette kan kildens styrke beregnes.