光の物理量 etc 



○ 光の基本物理量


光量の基本物理量は、主に ルクスで定義されます。

光は、紫外線〜可視光線〜赤外線と様々な波長において生じますが、基本的な物理量で定義する場合、
550nm前後 (緑)の単色光、もしくはその数値をピークにした可視光線域が主に用いられます。
肉眼 テスト

1ルクスは、1ワットの白熱電球/ 1m の距離の光量に近似します。


ルクス〜等級 etc 換算表 (概算)

対象 等級 ルクス 100w 白熱電球の距離 輝度 (1平方秒)
6等星 0.00000001 100,000 m 6等
1等星 0.000001 10,000 m 1等
満月 −12 0.2 20 m 4等
−14等星 −14 1 10 m -14等
太陽 −26.5 100,000 0.03 m -10.5等





○ 単位当たりの輝度 (SQM)


天体、及び背景の空、共に輝度の物理量があります。(輝度 x 面積 = 光度 )

一般的には、1平方秒当たりの明るさ、(
SQM ) が用いられます。天体が見える為、又は写真撮影には、
背景の空よりも明るいことが条件となります。 

太陽と満月の輝度差は、約 50万倍となります。


対象 輝度 (1平方秒)
満月 4等
満月空 (無光害) 17〜18等
太陽 -10.5等
金星 0〜1等
日昼空 3〜4等
日没直前空 7〜8等
夜空 (無光害) 22等





○ SQM ・数理的シミュレーション(1)

無光害の理想的な空 (SQM 22.0 相当) を基準として、観測地の数理的シミュレーションが可能です。
モデル式、21.0 - log2.5 ( ※光度係数 +0.4) が良く近似します。

SQM ・シミュレーション 九州版 (excel)  

※ 光度係数は、都市圏の人口に比例し、距離の2乗に反比例します。光度係数 0.4 ≒ SQM 22.0 相当。 

光度係数 0.4 ≒ 人口40万人都市より、距離 12.5km 地点の光量相当。
光害の基点は、上空 2.5km とします。

自然光 (SQM 22.0 相当)と比較して、21.5 相当の光害は、約 0.6倍 (光度係数 0.24 )に留まり、
地平線付近を除く、ほぼ全天が無光害に近いレベルの星空となります (グリーン〜ブルー)




SQM



○ SQM ・数理的シミュレーション(2)

自然光 (SQM 22.0 相当)と比較して、21.0 相当の光害 0.6 は、光度係数 0.4 の、約 1.5倍となります。

大都市になると、SQMは 17前後、自然光の100倍以上の光害となります。

SQM (等 ・秒^2) 光度係数 内、人口光
17 40 39.6
18 16 15.6
19 6.2 5.8
20 2.5 2.1
21 1.0 0.6
22 0.4





○ SQM、彗星観測でのシミュレーション


彗星観測において、薄明時におけるシミュレーションは重要です。輝度の小さい対象の写真撮影において、
より露出を掛けれるかが、成果に直結します。

天体の輝度と、背景空の輝度差が、即ち 
S/N比 となります。  彗星ガイドライン


(露出時間、概算表) F 2.8、ISO 800  (100mm)

SQM (等 ・秒^2) 極限等級 露出時間 (秒)
18
19 10 15
20 11 40
21 12 100



基本物理量 etc



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