Heledus

See artikkel räägib optika mõistest; värviteooria mõiste kohta vaata artiklit Heledus (värviteooria)

Heledus (ingl k luminance) on valgussuurus, mis väljendab isehelendavalt või hajutavalt pinnalt antud suunas lähtuvat valgusvoogu:^[1]

${\displaystyle L={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} A\cos \vartheta \,\mathrm {d} \Omega }},}$

kus

L on heledus antud suunas või pinna antud punktis;

dΦ on kiirtekimbus läbi antud punkti minev ja ruuminurgas dΩ leviv valgusvoog;,

dA on selle kiirtekimbu ristlõige, mis sisaldab antud punkti (joonisel dS);

ϑ on nurk nimetatud ristlõike normaali (ristsirge) N ja kiirtekimbu suuna vahel (joonisel α).

Tulenevalt valgussuuruste omavahelistest seostest saab sellest heleduse üldmäärangust tuletada valemid heleduse arvutamiseks ja mõõtmiseks valgustugevuse I või valgustustiheduse E kaudu.

• Kui pinnaelement dA asub isehelendaval pinnal, on selle valgustugevus dI = dΦ/dΩ, millest dΦ = dI × dΩ, järelikult

${\displaystyle L={\frac {\mathrm {d} I}{\mathrm {d} A\cos \vartheta }}.}$

• Kui pinnaelement dA asub pinnal, millele valgus langeb, seega valgust hajutaval pinnal, siis on selle pinna valgustustihedus dE = dΦ/dA, millest dΦ = dE × dA ja järelikult

${\displaystyle L={\frac {\mathrm {d} E}{\mathrm {d} \Omega \cos \vartheta }}.}$

Seda valemit kasutatakse ka siis, kui valgusallikal ei ole kindlat välispinda (nt pilvede korral).

Heledus fotomeetrilise suurusena on defineeritav iga punkti (pinnaelemendi dA) kohta, mis võib asuda valgust väljasaatval või seda vastuvõtval pinnal. See punkt võib niisiis asuda isehelendava allika pinnal (nt elektripirni klaaskolvil, kuvari ekraanil), valgust hajutaval pinnal (nt paberil, kinolinal) või ka valguse levimise teekonnal (nt taevavõlvil).

Pinna heledus oleneb kiirtekimbu ja pinnanormaali vahelisest nurgast. See sõltuvus on seda väiksem, mida suurem on pinna hajutusvõime. Hea hajutusvõimega (väikese peegeldusteguriga) on nt karedad ja matid pinnad. Ideaalselt hajutava valge kiirgava pinna heletus on suunast sõltumatu. Vaadeldava pinna heleduse ja samaselt valgustatud ideaalselt hajutava (täismati) pinna heleduse suhet nimetatakse heledusteguriks.

Heledus (heleolek) on ühtlasi nägemisaistingu omadus, mille kohaselt valgust kiirgav või hajutatult peegeldav objekt näib heledam või tumedam.

Heleduse näiteid:

• mati kolviga 60 W hõõglamp – 120 000 cd/m², ksenoonlamp – 5·10⁹ cd/m²;
• LCD-kuvari ekraan – 150–500 cd/m² (nitti), LED-infotabloo – 5000 cd/m²;
• selge taevas – 8000 cd/m², pilvine taevas – 2000 cd/m², kuuketas – 2500 cd/m².