Сила на светлината. Какво е светлинен поток и как се измерва? Спектрална чувствителност на човешкото око

За бързото и ефективно изпълнение на всяка производствена задача осветлението на работното място на специалиста трябва да бъде правилно организирано. За това се избират лампи с определени фотометрични показатели.

Осветеността на работното място се определя от различни физически величини, основната от които е осветеността. Неговите показатели се изчисляват за работното място на всеки специалист и се регулират от съответните SNiP.

Осветеността е характеристика, която се определя като светлинен поток на единица площ.

Светлинен поток (F)

Този физически параметър се определя като мощността на видимото лъчение на източника или светлинната енергия, която се излъчва от осветителното тяло за единица време.

В същото време светлинната енергия е енергия, която се разпространява във всички посоки и предизвиква зрителни усещания. Всеки човек има различни зрителни усещания за едни и същи източници на радиация, поради което за изчисления се вземат осреднени показатели.

Във физиката формулата се използва за изчисляване:

F \u003d W / t, където:

• W е енергията, излъчвана от източника, измерена във ватове,
• t е времето за работа на устройството в секунди.

Това също е стойност, която характеризира количеството светлина, излъчвано от осветителното устройство във всички посоки.

Така втората формула за изчисление изглежда така:

Ф = I w, където:

• I - интензитет на светлината, измерен в кандели,
• w е телесният ъгъл, изчислен в стерадиани.

Лумен

Мерната единица за светлинен поток е лумен.

За да определим кой източник е по-изгоден за закупуване, първо разглеждаме какво е лумен.

Думата лумен на латински означава светлина.

Луменът се определя като светлинен поток, който се излъчва от точков източник със светлинен интензитет от 1 кандела в телесен ъгъл от 1 стерадиан:

1lm = 1W / 1s.

От друга страна,мерната единица лумен (lm) може да се намери като:

1 lm \u003d 1 cd 1 sr.

Ако плътният ъгъл е 4π радиана, а интензитетът на светлината е 1 cd, тогава в този случай те говорят за общия светлинен поток, който е 4π lm или 4 3,14 lm.

Изчислено е, че този показател за слънчевата радиация отговаря на 8 lm, а за звездното небе - само на 0,000000001 lm.

За всеки източник на изкуствена светлина има таблици за изчисляване на този фотометричен параметър.

В осветителната техника се използват производни количества, които се формират с помощта на стандартни префикси на международната система SI, например:

• 1 klm = 103 lm или 1 klm = 103 lm;
• 1 Mlm = 106 lm;
• 1 slm = 10-3 lm;
• 1 µlm = 10-6 lm.

Измервателни инструменти

За измерване на фотометрични величини в промишлеността се използват специални устройства, които се наричат ​​сферични фотометри и гониофотометри. Те ви позволяват да определите както светлинния поток, така и интензитета на светлината от различни лампи.

Фотометрите са визуални и обективни.

Принципът на действие на визуалните инструменти се основава на способността на окото да определя еднаква яркост на осветеността на две сравнени повърхности, осветени с един и същи цвят.

В момента са популярни обективни електрически фотометри, които позволяват измерване на параметрите на светлината не само във видимата зона, но и извън нея.

Гониофотометрите позволяват получаване на данни за величината на светлинния поток, интензитета на светлината, както и показатели за други фотометрични величини, като яркост, разпределение на осветеността и др.

Препоръки за организиране на правилното осветление на работното място

При осветление на работните места се използват два вида източници: изкуствени и естествени.

Изкуствените са устройства с лампи от различни видове: флуоресцентни, с нажежаема жичка, LED и др.

За всеки тип лампа има таблици, показващи броя на лумените, излъчвани от тази лампа.

Тази стойност е посочена на опаковката на продукта, така че когато купувате, не забравяйте да изберете електрическа крушка, като се ръководите от информацията, поставена от производителя върху кутията. На опаковката на осветителното тяло е посочен общият светлинен поток, който включва разсеяната светлина.

внимание!Когато купувате лампа, е важно да запомните, че този индикатор не отразява напълно нейната яркост, тъй като може да се увеличи чрез използване на система от рефлектори, лещи и огледала, поставени в устройството.

Избор на електрически лампи

Преди да закупите електрически крушки, първо трябва да изберете кои тела са ви необходими, за да създадете правилното осветление на работното място. Ако стаята е правоъгълна, тогава изчисляването на необходимия брой лумени се извършва, както следва: трябва да умножите показателите на нормата на осветеност на обекта (определена съгласно SNiP), площта на помещението и коефициента в зависимост от височината на тавана на помещението.

1. Светлинен поток

Светлинен поток - силата на лъчистата енергия, оценена от светлинното усещане, произведено от нея.Енергията на излъчване се определя от броя на квантите, които излъчвателят излъчва в космоса. Лъчистата енергия (лъчистата енергия) се измерва в джаули. Количеството енергия, излъчена за единица време, се нарича лъчист поток или лъчист поток. Радиационният поток се измерва във ватове. Светлинният поток се обозначава с Fe.

където: Qe - енергия на излъчване.

Радиационният поток се характеризира с разпределението на енергията във времето и пространството.

В повечето случаи, когато говорят за разпределението на радиационния поток във времето, те не вземат предвид квантовата природа на появата на радиация, а разбират това като функция, която дава промяна във времето на моментните стойности на радиационния поток Ф(t). Това е приемливо, тъй като броят на фотоните, излъчени от източника за единица време, е много голям.

Според спектралното разпределение на радиационния поток източниците се разделят на три класа: с линейни, ивични и непрекъснати спектри. Радиационният поток на източник с линеен спектър се състои от монохроматични потоци на отделни линии:

където: Фλ - монохроматичен радиационен поток; Fe - радиационен поток.

За източници с ивичест спектър, радиацията се появява в доста широки части от спектъра - ленти, разделени една от друга с тъмни празнини. За характеризиране на спектралното разпределение на радиационния поток с непрекъснат и ивичен спектър се използва величина, наречена спектрална плътност на радиационния поток

където: λ е дължината на вълната.

Спектралната плътност на радиационния поток е характеристика на разпределението на лъчистия поток в спектъра и е равна на отношението на елементарния поток ΔФeλ, съответстващ на безкрайно малка площ, към ширината на тази област:

Спектралната плътност на радиационния поток се измерва във ватове на нанометър.

В осветителната техника, където основният приемник на радиация е човешкото око, за да се оцени ефективното действие на радиационния поток, се въвежда понятието светлинен поток. Светлинният поток е радиационен поток, оценен по ефекта му върху окото, чиято относителна спектрална чувствителност се определя от средната крива на спектрална ефективност, одобрена от CIE.

В осветителната техника се използва и следното определение за светлинен поток: светлинният поток е мощността на светлинната енергия. Единицата за светлинен поток е лумен (lm). 1 lm съответства на светлинния поток, излъчван в единичен телесен ъгъл от точков изотропен източник с интензитет на светлината 1 кандела.

Таблица 1. Типични светлинни стойности на източници на светлина:

Видове лампи	Електрическа енергия, W	Светлинен поток, lm	Светлинна ефективност lm/w
	100 W	1360 lm	13,6 lm/W
Флуоресцентна лампа	58 W	5400 lm	93 lm/W
Натриева лампа с високо налягане	100 W	10000 lm	100 lm/W
Натриева лампа с ниско налягане	180 W	33000 lm	183 lm/W
Живачна лампа с високо налягане	1000 W	58000 lm	58 lm/W
металхалогенна лампа	2000 W	190000 lm	95 lm/W

Светлинният поток Ф, падащ върху тялото, се разпределя на три компонента: отразена от тялото Фρ, погълната Фα и пропусната Фτ. При използване на коефициентите: отражение ρ = Фρ /Ф; абсорбция α =Фα /Ф; предаване τ =Фτ /Ф.

Таблица 2. Светлинни характеристики на някои материали и повърхности

Материали или повърхности	Коефициенти			Естеството на отражението и предаването
	отражения ρ	абсорбция α	предаване τ
Тебешир	0,85	0,15	-	дифузен
Силикатен емайл	0,8	0,2	-	дифузен
алуминиево огледало	0,85	0,15	-	насочен
Стъклено огледало	0,8	0,2	-	насочен
Матирано стъкло	0,1	0,5	0,4	Насочено разпръснати
Млечно органично стъкло	0,22	0,15	0,63	Насочено разпръснати
Опалово силикатно стъкло	0,3	0,1	0,6	дифузен
Млечно силикатно стъкло	0,45	0,15	0,4	дифузен

2. Сила на светлината

Разпределението на радиацията от реален източник в околното пространство не е равномерно. Следователно светлинният поток няма да бъде изчерпателна характеристика на източника, ако разпределението на радиацията в различни посоки на околното пространство не се определя едновременно.

За характеризиране на разпределението на светлинния поток се използва концепцията за пространствената плътност на светлинния поток в различни посоки на околното пространство. Пространствената плътност на светлинния поток, която се определя от съотношението на светлинния поток към плътния ъгъл с върха в точката на местоположението на източника, в рамките на която този поток е равномерно разпределен, се нарича интензитет на светлината:

където: Ф - светлинен поток; ω - телесен ъгъл.

Единицата за интензитет на светлината е кандела. 1 cd.

Това е интензитетът на светлината, излъчвана в перпендикулярна посока от повърхностен елемент на черно тяло с площ 1:600 ​​000 m2 при температурата на втвърдяване на платината.
Единицата за светлинен интензитет е кандела, cd е една от основните единици в системата SI и съответства на светлинен поток от 1 lm, равномерно разпределен в телесен ъгъл от 1 стерадиан (вж.). Плътният ъгъл е частта от пространството, съдържаща се в конична повърхност. Плътен ъгълω се измерва чрез съотношението на площта, изрязана от него от сфера с произволен радиус към квадрата на последната.

3. Осветеност

Осветеността е количеството светлина или светлинен поток, падащо върху единица площ от повърхността. Означава се с буквата Е и се измерва в лукс (lx).

Единицата за осветеност е лукс, луксът е размерът на лумени на квадратен метър (lm/m2).

Осветеността може да се определи като плътността на светлинния поток върху осветената повърхност:

Осветеността не зависи от посоката на разпространение на светлинния поток към повърхността.

Ето няколко общи индикатора за осветеност:

Лято, ден под безоблачно небе - 100 000 лукса

Улично осветление - 5-30 лукса

Пълнолуние в ясна нощ - 0,25 лукса

4. Връзка между интензитета на светлината (I) и осветеността (E).

Закон на обратните квадрати

Осветеността в определена точка на повърхност, перпендикулярна на посоката на разпространение на светлината, се определя като съотношението на интензитета на светлината към квадрата на разстоянието от тази точка до източника на светлина. Ако вземем това разстояние като d, тогава това съотношение може да се изрази със следната формула:

Например: ако източник на светлина излъчва светлина с мощност 1200 cd в посока, перпендикулярна на повърхността, на разстояние 3 метра от тази повърхност, тогава осветеността (Ep) в точката, където светлината достига повърхността, ще бъде 1200/32 = 133 лукса. Ако повърхността е на разстояние 6 метра от източника на светлина, осветеността ще бъде 1200/62= 33 лукса. Тази връзка се нарича "закон на обратните квадрати".

Осветеността в определена точка на повърхност, която не е перпендикулярна на посоката на разпространение на светлината, е равна на интензитета на светлината в посоката на точката на измерване, разделена на квадрата на разстоянието между източника на светлина и точката в равнината, умножено по косинус на ъгъла γ (γ е ъгълът, образуван от посоката на падане на светлината и перпендикулярна на тези равнини).

Следователно:

Това е косинусният закон (Фигура 1.).

Ориз. 1. Към закона на косинуса

За да изчислите хоризонталната осветеност, препоръчително е да промените последната формула, като замените разстоянието d между източника на светлина и точката на измерване с височината h от източника на светлина до повърхността.

Фигура 2:

Тогава:

Получаваме:

Тази формула изчислява хоризонталната осветеност в точката на измерване.

Ориз. 2. Хоризонтално осветление

6. Вертикално осветление

Осветяването на същата точка P във вертикална равнина, ориентирана към източника на светлина, може да бъде представено като функция на височината (h) на източника на светлина и ъгъла на падане (γ) на интензитета на светлината (I) (Фигура 3) .

осветеност:

За повърхности с крайни размери:

Светимостта е плътността на светлинния поток, излъчван от светеща повърхност. Единицата за осветеност е лумен на квадратен метър светеща повърхност, което съответства на повърхност от 1 m2, която равномерно излъчва светлинен поток от 1 lm. При общото излъчване се въвежда понятието енергийна светимост на излъчващото тяло (Me).

Единицата за енергийна осветеност е W/m2.

Светимостта в този случай може да бъде изразена чрез спектралната плътност на енергийната яркост на излъчващото тяло Meλ(λ)

За сравнителна оценка привеждаме енергийните светимости към яркостта на някои повърхности:

Слънчева повърхност - Me=6 107 W/m2;

Жичка на лампа с нажежаема жичка - Me=2 105 W/m2;

Повърхност на слънцето в зенита - М=3.1 109 lm/m2;

Колба на луминесцентна лампа - M=22 103 lm/m2.

Това е интензитетът на светлината, излъчвана от единица повърхност в определена посока. Единицата за яркост е кандела на квадратен метър (cd/m2).

Самата повърхност може да излъчва светлина, като повърхността на лампа, или да отразява светлина, която идва от друг източник, като например пътна настилка.

Повърхности с различни отразяващи свойства при една и съща осветеност ще имат различна степен на яркост.

Яркостта, излъчвана от повърхността dA под ъгъл Ф спрямо проекцията на тази повърхност, е равна на отношението на интензитета на светлината, излъчена в дадена посока, към проекцията на излъчващата повърхност (фиг. 4).

Ориз. 4. Яркост

Както светлинният интензитет, така и проекцията на излъчващата повърхност не зависят от разстоянието. Следователно яркостта също не зависи от разстоянието.

Няколко практически примера:

Яркостта на повърхността на слънцето - 2000000000 cd / m2

Яркостта на флуоресцентните лампи - от 5000 до 15000 cd / m2

Яркостта на повърхността на пълната луна - 2500 cd / m2

Изкуствено пътно осветление - 30 lux 2 cd/m2

Един от най-интересните и противоречиви феномени на нашия свят е светлината. За физиката това е един от основните параметри на множество изчисления. С помощта на светлината учените се надяват да намерят ключ за съществуването на нашата Вселена, както и да открият нови възможности за човечеството. В ежедневието светлината също е от голямо значение, особено при създаването на висококачествено осветление в различни помещения.

Един от важните параметри на светлината е нейната сила, която характеризира силата на това явление. Тази статия ще бъде посветена на силата на светлината и изчисляването на този параметър.

Обща информация за концепцията

Във физиката светлинен интензитет (Iv) означава мощността на светлинния поток, определена в определен телесен ъгъл. От тази концепция следва, че този параметър не означава цялата светлина, налична в пространството, а само тази част от нея, която се излъчва в определена посока.

В зависимост от наличния източник на радиация, този параметър ще се увеличи или намали. Промените му ще бъдат пряко повлияни от стойността на плътния ъгъл.

Забележка! В някои ситуации интензитетът на светлината ще бъде еднакъв за всеки ъгъл. Това е възможно в ситуации, при които източникът на светлинно лъчение създава равномерно осветяване на пространството.

Този параметър отразява физическото свойство на светлината, което я прави различна от измервания като яркост, които отразяват субективни усещания. Освен това силата на светлината във физиката се счита за мощност. За да бъдем по-точни, той се оценява като единица мощност. В същото време властта тук се различава от обичайната си концепция. Тук мощността зависи не само от енергията, която излъчва осветителната инсталация, но и от такова нещо като дължина на вълната.
Трябва да се отбележи, че чувствителността на хората към светлинното лъчение зависи пряко от дължината на вълната. Тази зависимост се отразява във функция на спектралната светлинна ефективност. В този случай самият интензитет на светлината е величина, зависима от светлинната ефективност. При дължина на вълната от 550 нанометра (зелено) този параметър ще приеме максималната си стойност. В резултат на това човешкото око ще бъде повече или по-малко чувствително към светлинния поток при различни дължини на вълната.
Мерната единица за този показател е кандела (cd).

Забележка! Силата на радиацията, която идва от една свещ, ще бъде приблизително равна на една кандела. Международният свещник, използван преди това за формулата за изчисление, беше 1,005 cd.

Блясъкът на една свещ

В редки случаи се използва остаряла мерна единица - международната свещ. Но в съвременния свят единицата за измерване на това количество, канделата, вече се използва почти навсякъде.

Диаграма на фотометричните параметри

Iv е най-важният фотометричен параметър. В допълнение към тази стойност, най-важните фотометрични параметри включват яркост, както и осветеност. Всички тези четири стойности се използват активно при създаването на осветителна система в голямо разнообразие от стаи. Без тях е невъзможно да се оцени необходимото ниво на осветеност за всяка отделна ситуация.

Четирите най-важни светлинни характеристики

За по-лесно разбиране на това физическо явление е необходимо да се разгледа диаграма, която изобразява равнина, отразяваща разпространението на светлината.

Диаграма за интензитета на светлината

Диаграмата показва, че Iv зависи от посоката към източника на радиация. Това означава, че за LED крушка, за която посоката на максимално излъчване ще бъде приета като 0 °, тогава при измерване на необходимата ни стойност в посока 180 ° ще се получи по-малка стойност, отколкото за посока 0 °.
Както можете да видите, на диаграмата радиацията, която се разпространява от два източника (жълт и червен), ще покрие еднаква площ. В този случай жълтото лъчение ще се разпръсне, по аналогия със светлината на свещ. Мощността му ще бъде приблизително равна на 100 cd. Освен това стойността на тази стойност ще бъде еднаква във всички посоки. В същото време червеното ще бъде насочено. В позиция 0° тя ще има максимална стойност от 225 cd. В този случай тази стойност ще намалее в случай на отклонение от 0°.

SI нотация на параметрите

Тъй като Iv е физическа величина, тя може да бъде изчислена. За това се използва специална формула. Но преди да стигнете до формулата, е необходимо да разберете как е написана желаната стойност в системата SI. В тази система нашата стойност ще бъде показана като J (понякога се означава като I), чиято единица ще бъде кандела (cd). Мерната единица отразява това Iv, излъчвано от пълен радиатор върху площ на напречното сечение от 1/600 000 m2. ще бъде насочено в посока, перпендикулярна на даденото сечение. В този случай температурата на емитера ще бъде близка до нивото, при което при налягане от 101325 Pa ще се наблюдава втвърдяване на платината.

Забележка! Чрез канделата можете да определите останалите фотометрични единици.

Тъй като светлинният поток в пространството е разпределен неравномерно, е необходимо да се въведе такова понятие като плътен ъгъл. Обикновено се обозначава със символа .
Интензитетът на светлината се използва за изчисления, когато се прилага формулата за размерите.В този случай тази стойност е свързана със светлинния поток чрез формули. В такава ситуация светлинният поток ще бъде произведение на Iv и телесния ъгъл, до който ще се разпространи лъчението.
Светлинният поток (Фv) е произведението на светлинния интензитет и пространствения ъгъл, в който се разпространява потокът. Ф=I .

Формула за светлинен поток

От тази формула следва, че Fv е вътрешният поток, разпространяван в рамките на специфичен плътен ъгъл (един стерадиан) в присъствието на Iv в една кандела.

Забележка! Стерадианът е телесен ъгъл, който изрязва част от повърхността на сфера, която е равна на квадрата на радиуса на тази сфера.

В този случай Iv и мощността могат да бъдат свързани чрез светлинно излъчване. В края на краищата Fv се разбира и като стойност, която характеризира мощността на излъчване на светлинно лъчение, когато се възприема от средното човешко око, което има чувствителност към излъчване с определена честота. В резултат от горната формула може да се изведе следното уравнение:

Формула за интензитета на светлината

Това ясно се вижда в примера на светодиодите. При такива източници на светлинно излъчване силата му обикновено е равна на консумираната мощност. В резултат на това, колкото по-висока е консумацията на електроенергия, толкова по-високо е нивото на радиация.
Както можете да видите, формулата за изчисляване на стойността, от която се нуждаем, не е толкова сложна.

Допълнителни опции за изчисление

Тъй като разпределението на радиацията, идваща от реален източник в пространството, ще бъде неравномерно, тогава Фv вече няма да може да действа като изчерпателна характеристика на източника. Но само с изключение на ситуацията, когато в същото време няма да се определи разпределението на излъчената радиация в различни посоки.
За характеризиране на разпределението Фv във физиката се използва такова понятие като пространствена плътност на излъчване на светлинния поток за различни посоки на пространството. В този случай за Iv е необходимо да се използва вече познатата формула, но в леко допълнена форма:

Втората формула за изчисление

Тази формула ще ви позволи да оцените желаната стойност в различни посоки.

Заключение

Силата на светлината заема важно място не само във физиката, но и в по-обикновени, ежедневни моменти. Този параметър е особено важен за осветлението, без което е невъзможно съществуването на познатия ни свят. В същото време тази стойност се използва не само при разработването на нови осветителни устройства с по-благоприятни технически характеристики, но и при определени изчисления, свързани с организацията на системата за подсветка.

Осветяване на сгради с наземни лампи - преглед на най-популярните инсталации
Детски полилеи за стаята на момичето: критерии за избор

В системата на енергийните фотометрични величини аналогът на светлинния интензитет е силата на излъчване. Във връзка с интензитета на излъчване, интензитетът на светлината е намалена фотометрична величина, получена с помощта на стойностите на относителната спектрална светлинна ефективност на монохроматичното излъчване за дневно виждане:

където е максималната стойност на спектралната светлинна ефективност на монохроматичното лъчение (фотометричен еквивалент на лъчение), равна на 683 lm / W, и е спектралната плътност на радиационната сила, определена като съотношението на стойността на малък спектрален интервал, затворен между и към ширината на този интервал:

Примери

Интензитет на светлината от различни източници:

Бележки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

• Яркост
• Количество вещество

Вижте какво е "Силата на светлината" в други речници:

силата на светлината- интензитет на светлината: физическа величина, определена от съотношението на светлинния поток, разпространяващ се от светлинен източник в рамките на малък плътен ъгъл, съдържащ разглежданата посока, към този ъгъл. [GOST 26148 84, член 42] Източник ...

СИЛАТА НА СВЕТЛИНАТА- един от основните светлинни величини, които характеризират светенето на източник на видимо лъчение в определена посока. Равно на съотношението на светлинния поток, разпространяващ се от източника вътре в елемента. телесен ъгъл, съдържащ дадена посока към това ... ... Физическа енциклопедия

СИЛАТА НА СВЕТЛИНАТА- МОЩНОСТ НА СВЕТЛИНАТА, светлинният поток, разпространяващ се в телесен ъгъл, равен на 1 стерадиан. Единицата за измерване на интензитета на светлината кандела (cd), равна на интензитета на светлината на източник, излъчващ монохроматично лъчение в дадена посока с честота ... ... Съвременна енциклопедия

Силата на светлината- МОЩНОСТ НА СВЕТЛИНАТА, светлинният поток, разпространяващ се в телесен ъгъл, равен на 1 стерадиан. Единицата за измерване на интензитета на светлината е кандела (cd), равна на интензитета на светлината на източник, излъчващ монохроматично лъчение в дадена посока с честота ... ... Илюстрован енциклопедичен речник

силата на светлината- (Iν) Физическа величина, определена от съотношението на светлинния поток, разпространяващ се от светлинен източник в рамките на малък плътен ъгъл, съдържащ разглежданата посока, към този ъгъл. [GOST 26148 84] Теми оптика, оптични ... ... Наръчник за технически преводач

СИЛАТА НА СВЕТЛИНАТА- светлинният поток, разпространяващ се в телесен ъгъл, равен на 1 стерадиан. Мерната единица SI е кандела (cd) ... Голям енциклопедичен речник

силата на светлината- šviesos stipris statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. интензитет на светлината vok. Lichtstarke, ф рус. интензитет на светлината, f; интензитет на светлината на източника, f пранц. intensité lumineuse, f; intensité lumineuse de la source, f … Fizikos terminų žodynas

силата на светлината- светлинният поток, разпространяващ се в телесен ъгъл, равен на 1 стерадиан. Мерната единица SI е кандела (cd). * * * СВЕТЛИННА МОЩНОСТ СВЕТЛИННА МОЩНОСТ, светлинният поток, разпространяващ се в телесен ъгъл, равен на 1 стерадиан. Мерна единица… … енциклопедичен речник

силата на светлината- šviesos stipris statusas T sritis Стандартизация и метрология apibrėžtis Vienas pagrindinių SI dydžių, apibūdinantis regimosios šviesos šaltinio švytėjimą kuria nors kriptimi. Jis išreiškiamas šviesos srauto ir erdvinio kampo, kuriame sklinda… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

интензитет на светлината I V- 2.16 светлинен интензитет IV: Отношението на светлинния поток ФV, cd, излъчван от източника и разпространяващ се в телесния ъгъл ω, IV = ФV/ω. Мерна единица cd. Източник... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

Книги

• Силата на предците. Непозната природа (брой томове: 2), Радуга Михаил. Комплектът включва следните книги. „Непозната природа“. Според автора няма нищо по-мистериозно и тайнствено от явленията, с които се сблъскваме в ежедневието. Нашият свят, в ключ… Купете за 470 рубли
• Цветова сила и цветна терапия: Използвайте трансформиращите сили на светлината и цвета за здраве и благополучие от Лили Саймън и Сю. Цветът е енергията на светлината и универсалният език за комуникация за всички същества. Всеки цвят причинява промени в нас за всички същества. Всеки цвят предизвиква промени в нас на всички нива - физическо, ...

Въпросът за това какво се измерва светлинният поток започна да има значение за потребителите на осветителни устройства само когато се появиха видове лампи, чиято яркост не е равна на консумацията на енергия, измерена във ватове.

Нека да разберем как понятието яркост е свързано с понятието осветление, както и как можете да си представите разпределението на светлинния поток в стаята и да изберете правилното осветително тяло.

Какво е светлинен поток?

Светлинният поток е силата на светлинното излъчване, видимо за човешкото око; светлинна енергия, излъчвана от повърхност (светеща или отразяваща). Енергията на светлинния поток се измерва в лумен-секунди и съответства на поток от 1 лумен, излъчен или възприет за 1 секунда. Тази цифра описва общия поток, без да се взема предвид ефективността на концентриране на цялото устройство. Тази оценка включва и разпръсната, безполезна светлина, така че същият брой лумени може да се намери в източници с различен дизайн.

Необходимо е да се прави разлика между светлинна стойност и енергийна стойност - последната характеризира светлината, независимо от свойството й да предизвиква зрителни усещания. Всяко фотометрично светлинно количество има аналог, който може да бъде количествено определен в единици енергия или мощност. За светлинната енергия такъв аналог е радиационната енергия (лъчиста енергия), измерена в джаули.

Единица за светлинен поток

1 лумен е светлината, излъчвана от източник със светлинен интензитет от 1 кандела в рамките на телесен ъгъл от 1 стерадиан. 100-ватова крушка с нажежаема жичка генерира приблизително 1000 лумена светлина. Колкото по-ярък е източникът на светлина, толкова повече лумени излъчва.

В допълнение към лумените има и други мерни единици, които ви позволяват да характеризирате светлината. Възможно е да се измери пространствената и повърхностната плътност на потока - така намираме силата на светлината и осветеността. Интензитетът на светлината се измерва в кандели, осветеността се измерва в луксове. Но за потребителя е по-важно да разбере в какви единици е посочена яркостта на електрическите крушки и други осветителни тела в продажбата. Някои производители съобщават броя лумени на ват. Ето как се измерва светлинната ефективност (светлинна мощност): колко светлина излъчва една лампа, изразходвайки 1 ват.

Дефиниране на формули

Тъй като всеки източник на светлина я излъчва неравномерно, броят на лумените не характеризира напълно осветителното тяло. Можете да изчислите интензитета на светлината в кандела, като разделите нейния поток, изразен в лумени, на телесния ъгъл, измерен в стерадиани. Използвайки тази формула, ще бъде възможно да се вземе предвид наборът от лъчи, идващи от източника, когато пресичат повърхността на въображаема сфера, образувайки кръг върху нея.

Но възниква въпросът какво дава на практика броя на канделата, който намираме; невъзможно е да се намери подходящ светодиод или фенерче само по параметъра на интензитета на светлината; трябва също да вземете предвид съотношението на ъгъла на разсейване, което зависи от дизайна на устройството. Когато избирате лампи, които светят равномерно във всички посоки, е важно да разберете дали те са подходящи за целите на купувача.

Ако по-ранните крушки в различни стаи бяха избрани въз основа на броя на ватовете, тогава преди да закупите LED лампи, ще трябва да изчислите общата им яркост в лумени и след това да разделите тази цифра на площта на стаята. Ето как се изчислява осветеността, която се измерва в луксове: 1 лукс е 1 лумен на 1 m². Има стандарти за осветление за помещения с различни цели.

Измерване на светлинен поток

Преди да пусне продуктите на пазара, производителят прави в лабораторията определянето и измерването на характеристиките на осветителното устройство. У дома, без специално оборудване, това е нереалистично да се направи. Но можете да проверите числата, посочени от производителя, като използвате горните формули, като използвате компактен светломер.

Трудността при точното измерване на параметрите на светлината се крие във факта, че тя идва във всички възможни посоки на разпространение. Затова в лабораториите се използват сфери с вътрешна повърхност, която има висока отразяваща способност – сферични фотометри; те се използват и за измерване на динамичния обхват на камерите, т.е. фоточувствителност на техните матрици.

В ежедневието е по-смислено да се измерват такива важни светлинни параметри като осветеност на помещението и коефициент на пулсация. Силните вълни и слабото осветление карат хората да натоварват очите си твърде много, което води до по-бърза умора.

Коефициентът на пулсация на светлинния поток е показател, който характеризира степента на неговата неравномерност. Допустимите нива на тези коефициенти се регулират от SanPiN.

Не винаги е възможно да се види с просто око, че крушката трепти. Независимо от това, дори лекият излишък на коефициента на пулсация влияе негативно на централната нервна система на човек и също така намалява ефективността. Светлина, която може да пулсира неравномерно, се излъчва от всички екрани: монитори на компютри и лаптопи, дисплеи на таблети и мобилни телефони и телевизионен екран. Пулсацията се измерва с луксметър-пулсометър.

Какво е кандела?

Друга важна характеристика на светлинния източник е канделата, която е включена в 7-те единици на Международната система от единици (SI), приета от Генералната конференция по мерки и теглилки. Първоначално 1 кандела е била равна на радиацията на 1 свещ, взета за стандарт. Оттук и името на тази мерна единица. Сега тя се определя по специална формула.

Кандела е интензитетът на светлината, измерен изключително в дадена посока. Разпространението на лъчите върху частта от сферата, очертана от плътен ъгъл, ни позволява да изчислим стойност, равна на съотношението на светлинния поток към този ъгъл. За разлика от лумените, тази стойност се използва за определяне на интензитета на лъчите. Това не взема предвид безполезна, разсеяна светлина.

Фенерче и таванна лампа ще имат различен конус от светлина, тъй като лъчите падат под различни ъгли. Кандели (по-точно миликандели) се използват за обозначаване на интензитета на светлината на източници с насочено сияние: индикаторни светодиоди, фенерчета.

Лумени и лукс

В лумени се измерва количеството светлинен поток, това е характеристика на неговия източник. Броят на лъчите, достигнали всяка повърхност (отразяващи или поглъщащи), вече ще зависи от разстоянието между източника и тази повърхност.

Нивото на осветеност се измерва в луксове (lx) със специален уред - луксомер. Най-простият луксометър се състои от селенова фотоклетка, която преобразува светлината в енергия на електрически ток, и микроамперметър със стрелка, който измерва този ток.

Спектралната чувствителност на селеновата фотоклетка се различава от чувствителността на човешкото око, така че при различни условия е необходимо да се използват коригиращи фактори. Най-простите светломери са предназначени за измерване на един вид осветеност, например дневна светлина. Без използването на коефициенти грешката може да бъде повече от 10%.

Луксмерите от висок клас са оборудвани със светлинни филтри, специални сферични или цилиндрични дюзи (за измерване на пространствена осветеност), приспособления за измерване на яркостта и проверка на чувствителността на уреда. Тяхното ниво на грешка е около 1%.

Лошото осветление на помещенията допринася за развитието на късогледство, има лош ефект върху производителността, причинява умора и понижаване на настроението.

Минималната осветеност на повърхността на компютърната маса според SanPiN е 400 лукса. Училищните бюра трябва да имат най-малко 500 лукса осветеност.

Лумен и ват

Енергоспестяващите лампи със същата светлинна мощност консумират 5-6 пъти по-малко електроенергия от лампите с нажежаема жичка. LED - 10-12 пъти по-малко. Силата на светлинния поток вече не зависи от броя на ватовете. Но производителите винаги посочват ватове, тъй като използването на твърде мощни крушки в касети, които не са предназначени за такова натоварване, води до повреда на електрически уреди или късо съединение.

Ако подредите най-често срещаните видове електрически крушки във възходящ ред на светлинния поток, можете да получите следния списък:

1. Лампа с нажежаема жичка - 10 лумена / ват.
2. Халоген - 20 лумена / ват.
3. Живак - 60 лумена / ват.
4. Енергоспестяване - 65 лумена/ват.
5. Компактна луминесцентна лампа - 80 лумена/ват.
6. Метален халоген - 90 лумена / ват.
7. Светодиод (LED) - 120 лумена/ват.

Но повечето хора са свикнали да гледат броя на ватовете, посочени от производителя, когато купуват електрически крушки. За да изчислите колко вата на квадратен метър са ви необходими, първо трябва да решите колко ярка трябва да бъде светлината в стаята. 20 вата лампи с нажежаема жичка на 1 м² - такова осветление е подходящо за работно място или хол; за спалня ще са достатъчни 10-12 вата на 1 m². При закупуване на енергоспестяващи лампи тези цифри се разделят на 5. Важно е да се вземе предвид височината на тавана: ако е по-висок от 3 м, общият брой ватове трябва да се умножи по 1,5.