Одиниці виміру світла. Приклади джерел світла і їх фотометричні параметри.
Світловий потік є світлова енергія, яка випромінюється від точкового джерела і виражається в просторових кутах (сила світла), тому що залежить від відстані. Інтенсивність світла (сила світла) вимірюється в канделах, світловий потік – в люменах, а освітленість – в люксах.
Світловий потік
Luminous flux – lumen, lm – люмен, Лм
Одиницю виміру світловий потік можна розуміти як кількість світла, загальна кількість світла.
Наприклад, звичайна лампа розжарювання 40 ват створює світловий потік 415 люмена.
Яку оптичну систему ні став навколо джерела світла, кількість світла – люменів – не зміниться: наприклад, дзеркальну колбу навколо спіралі розжарювання в спот-лампочці, лінзу навколо кристала в светодиоде.
Якщо джерело світла випромінює світло рівномірно в усіх напрямках, то Канделл, помножені на повний тілесний кут, дадуть люмени.
Світловий потік дорівнює cd⋅sr.
sr – стерадіан, 1 sr = конусу (з центру, в кулі) прибл. 65,541 °.
(1)
Повна сфера утворює тілесний кут 4 π стерадіан; відповідно, 1 ср = 1/4π ≈ 0,0796 повного тілесного кута (сфери), або (180/π) ² ≈ .
Тому якщо на джерелі світла для ненаправленного освітлення не вказано кількість люменів, то це кіт в мішку.
Сила світла
Логічніше було б назвати одиницю сили світла кутовим світловим потоком.
Luminous intensity – candela (lm / sr), cd – кандела, Кд, “свічка”, люмени поділені на стерадіан.
Силу світла також називають candlepower.
Цікаво, що в давнину 60-ватну лампочку часто називали 60-свечёвой, але світла вона давала зовсім не 60 Кд.
Якщо з одного боку спіралі лампочки поставити рефлектор, поділивши сферу навпіл, то сила світла збільшиться в 2 рази. Наприклад, побутова матова кріптоновая лампа розжарювання під брендом General Electric 75W 230V дає світловий потік 865 люмен. Увігнуте дзеркало, що ділить сферу навпіл, збільшить силу світла в 2 рази. Дзеркало у формі параболоїда навколо лампочки збільшить силу світла до нескінченності, що звичайно ж, через не нескінченно малих розмірів неможливо.
Зате можливо в фокусі оптичної системи джерело світла-дзеркало збільшити до нескінченності яскравість. На практиці повну нескінченність отримати неможливо, а ось розплавити золото – можна.
Приклад вираження яскравості (лм) через силу світла (Кд)
дано:
світлодіод (джерело світла)
силою світла (lum. intensity) 110 МКД (mcd)
у вугіллі (viewing angle) 130 °.
———————————
Знайти: “сумарну силу світла” (як би в усіх напрямках), правильно – Світлові потік в люменах від даного джерела світла.
Зверніть увагу: дано плоске перетин об’ємного конуса (viewing angle) в ПЛОСКИХ градусів.
Можна піти за спрощеним шляху: “перевести” плоскі градуси (в цьому тлумаченні) в “правильні” об’ємні Стерадіан через співвідношення (1).
130 ° ( “плоских градусів”) ≈ 2 sr ( “об’ємних стерадіанов”)
А люмени (світловий потік) – це cd⋅sr,
підставляючи величини:
110 мкд × 2 ср = 220 МЛМ = 0,22 Лм.
Неяскраво, однако! (Ср. Лампочками зі спіраллю розжарювання.)
Але потрібно перевірити ціну світлодіода! Може виявитися дешевше, ніж один потужний світлодіод. (А може бути, і немає.)
яскравість
Luminance – cd / m2 – кандели на площу /
Назва позасистемної (СІ) одиниці яскравості вимірювання – ніт (1нт = 1КД / 1м).
Фізичний сенс яскравості – при освітленні – туманний: скільки люменів на тілесний кут доводиться на майданчик в один метр, тобто, це характеристика, як висвітлює джерело світла поверхня на деякій відстані; або світиться екран телевізора висвітлює очей.
Фізичний сенс яскравості освітленій поверхні (при відображенні) – світло падає на стіну, і як яскраво він висвітлює іншу стіну або кришталик ока, або об’єктив фотоапарата, через корорий світло потрапляє на светочуствітельную матрицю фотоапарата.
Людина починає сприймати кольору при яскравості більше 100 кд / м2 – денний зір. Нічний зір – при яскравості приблизно 10-3 кд / м².
Яскравість має сенс скоріше одиниця виміру для прикладних цілей або фізіологічних цілей.
освітленість
Illuminance – lux, lx – lm / m2
Одиниці освітленості застосовується для освітлених поверхонь (світяться відбитим світлом), але не для поверхонь, що випромінюють світло: наприклад, люмінофора люмінесцентних ламп, моніторів, матових плафонів світильників (світильників).
Освітленість – це світловий потік, поділений на площу: люмени на квадратні метри.
Наприклад, освітленість Місяця 135000 люкс.
Потужний 5-ватний світлодіод висвітлює (світловий потік потужного світлодіода 100 люменів ) Кубічну кімнату 3х3х3 м без вікна: площа підлоги – 9 м2, але світлодіод висвітлює ВРЮ площа поверхні кімнати – стін, стелі, підлоги – 54 квадратних метри. В середньому, стіни кімнати ОТРИМУЮТЬ освітленість 100 люменів / 54 кв. м = 1,85 люкса.
Але якщо ЛінзОчки – оптична система світлодіода має остронаправленной характеристику і буде висвітлювати коло на стіні діаметром 1 м (0,78 кв.м), то освітленість в колі світла буде дорівнює 128 люкс.
Приклади значень освітленості
Відкритий космос, біля орбіти Землі, на Місяці (екватор, опівдні) – 135000 люкс.
Освітленість в яскравий сонячний день приблизно 100000 lux (прямі сонячні промені, радіально через чисту атмосферу).
Ясний сонячний день в тіні – 10000-25000 люкс.
На відкритому місці в похмурий день освітленість 1000 люкса
Світло в середній смузі (широта близько 50 °) на вулиці опівдні в грудні-січні – 4000-5000 люкса
Освітленість у світлій кімнаті біля вікна – 100 люкс.
Освітленість, необхідна для читання – 30-50 люксів.
Освітленість від повного місяця – 0,2 люкса.
До слова, для багатьох рослин досить освітленості 500 люкс, достатність дуже залежить від спектра світла – см. PAR фотосинтез .
Про сприйняття кольору людиною – см. Вікіпедію – кольору і сприйняття яскравості .
Також – см. Спектр “оком” в статті про PAR .
Cветімость
Luminous emittance – одиниця виміру lux, lm / m2, що випромінюється поверхнею світло.
Наприклад, розігрітий до червоного сокиру може світитися і в 1 люкс.
Ще про світло і освітлення:
Джерела світла і навколо них
джерела:
освітленість
Illuminance
та ін.
Передрук (крім матеріалів під “стандартним копірайтом” – знаком ©) і цитування вітаються, якщо вказуються:
в будь-яких гіпертекстових документах – гіперпосилання на автора і на сторінку-джерело;
в звичайних документах – вказівка автора, назва матеріалу, джерело (наприклад, FAQ-for-FAQ.NetNotebook.Net).
Авторські права, інтелектуальна власність:
Статті: вказаний в статті автор або правовласник
Вебдизайн та структури: © Astrela Ltd., 2010-2018
ліцензоване під Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 License ,
якщо не вказано інше.
Зовнішні елементи: їх відповідні правовласники і ліцензії.
(С), (TM): їх відповідні правовласники.
Кандела
одиниця сили світла, одна із семи основних одиниц SI / З Вікіпедії, безкоштовно енциклопедія
Шановний Wikiwand AI, Давайте зробимо це простіше, відповівши на ключові запитання:
Чи можете ви надати найпопулярніші факти та статистику про Кандела?
Підсумуйте цю статтю для 10-річної дитини
Канде́ла (від лат. candela — «свічка»; українське скорочене позначення кд, міжнародне cd) [2] — одиниця вимірювання сили світла системи SI, є однією з семи основних одиниць [3] .
The candela, symbol cd, is the SI unit of luminous intensity in a given direction. It is defined by taking the fixed numerical value of the luminous efficacy of monochromatic radiation of frequency 540×10 12 Hz, Kcd, to be 683 when expressed in the unit lm W –1 , which is equal to cd sr W – 1 , or cd sr kg –1 m −2 s 3 , where the kilogram, metre and second are defined in terms of h, c and ΔνCs.
— 2.3 Definitions of the SI units // The International System of Units (SI), стор. 135 [4] .
| Кандела | ||||
| Сила світла, що випромінюється свічкою, близька до однієї кандели | ||||
| Загальна інформація | ||||
|---|---|---|---|---|
| Система одиниць | Основні одиниці SI | |||
| Одиниця | сили світла | |||
| Позначення | кд або cd | |||
| Названа на честь | свічка | |||
Це визначення передбачає точне співвідношення для світлової віддачі Kcd = 683 кд ср кг −1 м −2 s 3 для монохромного випромінювання частотою 540×10 12 Гц. Це співвідношення дає точний вираз для кандели на основі визначальних констант Kcd, h, і ΔνCs:
1 кд = 1 6 , 62607015 × 10 − 34 9192631770 2 683 ( Δ ν C s ) 2 h K c d ≈ 2 , 6148305 × 10 10 ( Δ ν C s ) 2 h K c d 9192631770^683>>(\Delta \nu _)^hK_\approx 2,6148305\times 10^(\Delta \nu _)^hK_> .
На основі викладеного вище зміст визначення однієї кандели можна сформулювати так:
Одна кандела — це сила світла в заданому напрямку від джерела, що випромінює монохроматичне випромінювання частотою 540×10 12 Гц і має силу випромінення в цьому напрямку (1/683) Вт·ср −1
Oops something went wrong: