Mi a fényforrás és a fényvisszaverő felület fényereje?

A különféle felületek megvilágításának kiszámításához gyakran nagyon kényelmes a fényforrásokat pontforrásnak tekinteni. De a valóságban nincsenek pontos fényforrások, mindig rendelkeznek bizonyos mérettel és saját formájukkal. A lámpa, a csillár, az állólámpa, a fényszóró stb. Valódi, azaz nem pont fényforrások, amelyeket nem csak a fény ereje jellemez.

Ha például figyelembe vesszük a távolságban elhelyezkedő világító gömböt, és összehasonlítjuk azt egy másik fényes golyóval, pontosan ugyanolyan fényintenzitású, de eltérő átmérőjű, akkor kiderül, hogy bár a golyók azonos megvilágítást hoznak létre azonos távolságra, mindazonáltal a megfigyelő számára másképp néznek ki: egy kisebb átmérőjű gömb világosabbnak tűnik, mint egy nagyobb golyó.

Ennek a jelenségnek az az oka, hogy bár a golyók fényerőssége azonos, egyiküknek nagyobb sugárzó felülete van, a másiknak pedig kisebb. Ez azt jelenti, hogy az egység területéből származó fény teljesítménye nem ugyanaz a forrás, és ez a paraméter nyilvánvalóan nagyobb egy kis golyó esetében.

De még ha egy bizonyos távolságból is kezdünk valamelyik fényforrást figyelembe venni, akkor számunkra nem annyira számít, hogy a fénykibocsátó felület tényleges területe, mint a látható terület, vagyis annak mérete a megfigyelési síkra vetítve, merőleges a tekintetünk irányára.

Így ahhoz, hogy egy megfigyelő teljes mértékben jellemezze a valós fényforrást, amelynek méretei és alakja van, meg kell ismernie mind a forrás fényintenzitását, mind a fényerősség nagyságát a forrás látható felületének területére vonatkoztatva.

Ezt az arányt nevezzük a készlet forrásának L fényerősségének, és ha a fényintenzitás I-vel egyenlő, és a látható terület egyenlő s-sel, akkor a fényforrás fényereje egyenlő lesz (a fényerősség itt leírható a fényáram és a szilárd szög révén, akkor a fényerő egyenlő lesz a a fényforrás látható felületének egysége egy egyenes szögben):

A fényforrásokban a különböző szakaszok fényessége eltérő: egy fénycsőnél az izzó széle sötétebb, a gyertya lángja pedig erősebb a kanóc körüli haloban stb. A fényerő erősen függ attól is, hogy melyik oldalról nézünk a forrásra.

Ha például véletlenszerűen nézi a hegesztési ívet, akkor a kisülésre merőleges irányban világosabb lesz, mint ha ugyanazt az ívet oldalról nézné. Vagyis a fényerő jellemzi a fényt kibocsátó felületet egy kiválasztott, szigorúan meghatározott irányban. Ez egy nagyon fontos tulajdonság, mert a fényerőnk reagál a fényerőre (fényerősség egységenként), és nem a fényerősségre.

A fényerősséget kandelában, illetve fényerejét - kandelában / négyzetméterben mérik. Egy négy kandela négyzetméteren olyan fényerő, mint egy világító síkban, amely minden négyzetmétertől 1 kandela (Cd) erővel bocsát ki a síkra merőleges irányban. Íme például néhány általános fényforrás hozzávetőleges fényerőssége:

Ha szemünkre hat, a fényforrások veszélyesek lehetnek. Ha a fényerő meghaladja a 160 000 kandelát négyzetméterenként, fájdalmat okoz a szemében. A erős fény káros hatásainak elkerülése érdekében az emberiség számos trükköt megtanult.

A nagy teljesítményű izzólámpák izzólámpáit átlátszatlanná és nagyméretűvé teszik annak érdekében, hogy szórja a fényt, hogy azt nem az izzószál kis részén, hanem az izzó vagy az árnyék nagy felületén bocsássák ki. Így a fényerő a szem számára biztonságos lesz, és a megvilágítás szinte teljesen változatlan marad.

Ha olyan fényvisszaverő felületekről beszélünk, mint például a festett falak, vetítővászonok, dekorációs termékek stb., Akkor diffúz fényvisszaverő tulajdonságokkal rendelkeznek a fényforráshoz viszonyítva. Ez azt jelenti, hogy részben tükrözik a rájuk eső fényt, és maguk közepes fényerősségű, de hatalmas területű fényforrásokként működnek.

Ez a kezünkbe kerül, mivel a szabványos fényforrások (lámpa, lámpa, gyertya, csillár, lámpa) jelentős fényerővel bírnak, de kis felületük van. Eközben a megvilágított felületnek arányos a fényereje fény expozíció E, mivel minél nagyobb a fényvisszaverődés a visszaverő felületen, annál nagyobb lesz a fényerő.

És ennek a felületnek a fényereje arányos lesz albedó-r-jával (lat. Albus - fehér) - ez a felület diffúz reflexiós tulajdonsága. Minél nagyobb az albedo r, vagyis a beeső fényáram nagyobb része szétszóródik a felületen, annál nagyobb az ilyen felület fényessége.

Tehát a megvilágított felület fényereje arányos az albedo és a megvilágítás szorzatával, és különböző irányokban a fényerő eltérő lesz - a megvilágított felület szórási mintázatától függően.

Ha a felület egyenletesen szétszórja a rajta lévő fényt, akkor a fényerőt bármely irányba meglehetősen egyszerűen kiszámítják. Ha a szórásdiagram összetett, akkor a fényerő kiszámítása meglehetősen bonyolult feladat lesz.

Az egyenletes szóráshoz elegendő a következő képlet használata (megvilágítás - luxban, fényerő - kandelák négyzetméterenként):

Tegyük fel, hogy van egy vetítővászon, amelynek albedója 0,8, és a megvilágítás 60 lux, akkor a fényerő 0,8 * 60 / 3,14 = 15,3 kandela négyzetméterenként. Íme néhány példa a nagyon általános felületekre és fényességükre:

Lásd még velünk:

Az elektromos lámpák típusai - melyek jobbok és mi a különbség

Különböző típusú lámpák világítási hatékonysága

Hogyan válasszuk ki a LED-es lámpát áramellátás alapján?