განმარტებიდან გამომდინარეობს, რომ სიხშირე 540⋅10 12 Hz არის 683 lm / W = 683 cd sr / W ზუსტად.

შერჩეული სიხშირე შეესაბამება 555,016 ნმ ტალღის სიგრძეს ჰაერში სტანდარტულ პირობებში და ახლოსაა ადამიანის თვალის მაქსიმალურ მგრძნობელობასთან, რომელიც მდებარეობს 555 ნმ ტალღის სიგრძეზე. თუ გამოსხივებას განსხვავებული ტალღის სიგრძე აქვს, მაშინ სინათლის უფრო დიდი ენერგიის ინტენსივობაა საჭირო იმავე მანათობელი ინტენსივობის მისაღწევად.

დეტალური განხილვა[ | ]

სინათლის ყველა რაოდენობა შემცირებულია ფოტომეტრული რაოდენობით. ეს ნიშნავს, რომ ისინი წარმოიქმნება შესაბამისი ენერგიის ფოტომეტრული მნიშვნელობიდან ფუნქციის საშუალებით, რომელიც წარმოადგენს მონოქრომატული გამოსხივების სპექტრული მანათობელი ეფექტურობის დამოკიდებულებას ტალღის სიგრძეზე დღის ხედვისთვის. ეს ფუნქცია ჩვეულებრივ წარმოდგენილია როგორც K m ⋅ V (λ) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\lambda)), სადაც არის ფუნქცია ნორმალიზებული ისე, რომ მაქსიმუმში ის უდრის ერთიანობას და არის მონოქრომატული გამოსხივების სპექტრული მანათობელი ეფექტურობის მაქსიმალური მნიშვნელობა. ხანდახან K m (\displaystyle K_(m))მას ასევე უწოდებენ გამოსხივების ფოტომეტრულ ეკვივალენტს.

სინათლის ღირებულების გაანგარიშება X v, (\displaystyle X_(v),)შესაბამისი ენერგიის რაოდენობა იწარმოება ფორმულის გამოყენებით

X v = K m ∫ 380 nm 780 nm X e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle X_(v)=K_(m)\int \limits _(380~(\text(nm) ))^(780~(\ტექსტი(ნმ)))X_(e,\ლამბდა )(\ლამბდა)V(\ლამბდა)\,d\ლამბდა,)

სადაც X e, λ (\displaystyle X_(e,\lambda))- რაოდენობის სპექტრული სიმკვრივე X e, (\displaystyle X_(e),)განისაზღვრება, როგორც სიდიდის თანაფარდობა d X e (λ) , (\displaystyle dX_(e)(\lambda),)ცვივა მცირე სპექტრულ ინტერვალზე და λ + d λ, (\displaystyle \lambda +d\lambda,)ამ ინტერვალის სიგანეზე:

X e, λ (λ) = d X e (λ) d λ. (\displaystyle X_(e,\lambda)(\lambda)=(\frac (dX_(e)(\lambda))(d\lambda)).)

შეიძლება აღინიშნოს, რომ ქვეშ X e (λ) (\displaystyle X_(e)(\lambda))აქ ვგულისხმობთ რადიაციის იმ ნაწილის ნაკადს, რომლის ტალღის სიგრძე ნაკლებია მიმდინარე მნიშვნელობაზე λ (\displaystyle \lambda).

ფუნქცია V (λ) (\displaystyle V(\lambda))განისაზღვრება ემპირიულად და მოცემულია ცხრილის სახით. მისი მნიშვნელობები არ არის დამოკიდებული გამოყენებული სინათლის ერთეულების არჩევანზე.

იმის საპირისპიროდ, რაც ითქვა V (λ) (\displaystyle V(\lambda))მნიშვნელობა K m (\displaystyle K_(m))მთლიანად განისაზღვრება მთავარი განათების ერთეულის არჩევით. ამიტომ, SI სისტემაში სინათლისა და ენერგიის სიდიდეებს შორის კავშირის დასამყარებლად საჭიროა მნიშვნელობის დადგენა K m (\displaystyle K_(m))სინათლის ინტენსივობის SI ერთეულის, კანდელას შესაბამისი. განსაზღვრებისადმი მკაცრი მიდგომით K m (\displaystyle K_(m))გასათვალისწინებელია, რომ სპექტრული წერტილი 540⋅10 12 ჰც, რომელიც მოხსენიებულია კანდელას განმარტებაში, არ ემთხვევა ფუნქციის მაქსიმუმის პოზიციას. V (λ) (\displaystyle V(\lambda)).

გამოსხივების მანათობელი ეფექტურობა 540⋅10 12 ჰც სიხშირით[ | ]

ზოგადად, სინათლის ინტენსივობა დაკავშირებულია გამოსხივების ინტენსივობასთან I e (\displaystyle I_(e))თანაფარდობა

I v = K m ⋅ ∫ 380 nm 780 nm I e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle I_(v)=K_(m)\cdot \int \limits _(380~(\text (ნმ)))^(780~(\ტექსტი(ნმ)))I_(e,\ლამბდა)(\ლამბდა)V(\ლამბდა)\,d\ლამბდა,)

სადაც I e , λ (\displaystyle I_(e,\lambda ))- რადიაციის ძალის სპექტრული სიმკვრივე, ტოლია d I e (λ) d λ (\displaystyle (\frac (dI_(e)(\lambda))(d\lambda ))).

ტალღის სიგრძის მონოქრომატული გამოსხივებისთვის λ (\displaystyle \lambda)სინათლის ინტენსივობის დამაკავშირებელი ფორმულა I v (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda))გასხივოსნებული ძალით I e (λ) (\displaystyle I_(e)(\lambda)), ამარტივებს ფორმის აღებით

I v (λ) = K m ⋅ I e (λ) V (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)=K_(m)\cdot I_(e)(\ლამბდა)V(\ლამბდა))ან ტალღის სიგრძიდან სიხშირეზე გადასვლის შემდეგ, I v (ν) = K m ⋅ I e (ν) V (ν) . (\displaystyle I_(v)(\nu)=K_(m)\cdot I_(e)(\nu)V(\nu).)

ν 0 = 540⋅10-ის ბოლო მიმართებიდან გამომდინარეობს 12 ჰც

K m ⋅ V (ν 0) = I v (ν 0) I e (ν 0) . (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=(\frac (I_(v)(\nu _(0)))(I_(e)(\nu _(0))) ))

კანდელას განმარტების გათვალისწინებით, ჩვენ ვიღებთ

K m ⋅ V (ν 0) = 683 c d ⋅ s r W (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=683~\mathrm (\frac (cd\cdot sr)(W)) ), ან, რომელიც იგივეა 683 ლ მ ვ. (\displaystyle 683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

მუშაობა K m ⋅ V (ν 0) (\ჩვენების სტილი K_(m)\cdot V(\nu _(0)))არის მონოქრომატული გამოსხივების სპექტრული მანათობელი ეფექტურობის მნიშვნელობა 540⋅10 12 ჰც სიხშირეზე. როგორც წარმოების მეთოდიდან გამომდინარეობს, ეს მნიშვნელობა არის 683 cd sr / W = 683 lm / W ზუსტად.

მაქსიმალური მანათობელი ეფექტურობა K m (\displaystyle (\boldsymbol (K))_(m))[ | ]

დადგენისთვის K m (\displaystyle K_(m))უნდა აღინიშნოს, რომ, როგორც ზემოთ აღინიშნა, სიხშირე 540⋅10 12 ჰც შეესაბამება ტალღის სიგრძეს ≈555,016 ნმ. მაშასადამე, ბოლო თანასწორობა გულისხმობს

K m = 683 V (555.016) l m W. (\displaystyle K_(m)=(\frac (683)(V(555(,)016)))~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

ნორმალიზებული ფუნქცია V (λ) (\displaystyle V(\lambda))მოცემულია ცხრილის სახით 1 ნმ ინტერვალით, მას აქვს მაქსიმალური ტოლი ერთიანობის ტალღის სიგრძეზე 555 ნმ. მისი მნიშვნელობების ინტერპოლაცია ტალღის სიგრძეზე 555,016 ნმ იძლევა 0,999997 მნიშვნელობას. ამ მნიშვნელობის გამოყენებით, ჩვენ ვიღებთ

K m = 683.002 ლ მ ვ. (\displaystyle K_(m)=683(,)002~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

პრაქტიკაში, ყველა შემთხვევისთვის საკმარისი სიზუსტით, გამოიყენება მომრგვალებული მნიშვნელობა კმ = 683 ლ მ ვ. (\displaystyle K_(m)=683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

ამრიგად, კავშირი სინათლის თვითნებურ რაოდენობას შორის X v (\displaystyle X_(v))და შესაბამისი ენერგიის რაოდენობა X e (\displaystyle X_(e)) SI სისტემაში გამოიხატება ზოგადი ფორმულით

X v = 683 ∫ 380 ნმ 780 ნმ X e , λ (λ) V (λ) d λ. (\displaystyle X_(v)=683\int \limits _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda)(\lambda)V( \ლამბდა)\,დ\ლამბდა .)

ისტორია და პერსპექტივები[ | ]

ჰეფნერის ნათურა - სტანდარტული "ჰეფნერის სანთელი"

მაგალითები [ | ]

სანთლის მიერ გამოსხივებული სინათლის ინტენსივობა დაახლოებით ერთ კანდელას უდრის, ამიტომ ამ საზომ ერთეულს ადრე „სანთელი“ ერქვა, ახლა ეს სახელი მოძველებულია და არ გამოიყენება.

საყოფაცხოვრებო ინკანდესენტური ნათურებისთვის, კანდელაში მანათობელი ინტენსივობა დაახლოებით უდრის მათ სიმძლავრეს ვატებში.

სხვადასხვა წყაროს სინათლის ინტენსივობა

წყარო	პაუერი, ვ	სინათლის სავარაუდო ინტენსივობა, cd
სანთელი		1
თანამედროვე (2010) ინკანდესენტური ნათურა	100	100
ჩვეულებრივი LED	0,015..0,1	0,005..3
სუპერ ნათელი LED	1	25…500
სუპერ ნათელი LED კოლიმატორით	1	1500
თანამედროვე (2010) ფლუორესცენტური ნათურა	22	120
Მზე	3,83⋅10 26	2,8⋅10 27

მსუბუქი რაოდენობები[ | ]

ინფორმაცია ძირითადი სინათლის ფოტომეტრული რაოდენობების შესახებ მოცემულია ცხრილში.

სინათლის ფოტომეტრული სიდიდეები SI

სახელი	ღირებულების აღნიშვნა	განმარტება	SI ერთეულის აღნიშვნა	ენერგიის ანალოგი
სინათლის ენერგია	Q v (\displaystyle Q_(v))	K m ∫ 380 nm 780 nm Q e , λ (λ) V (λ) d λ (\displaystyle K_(m)\int _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm) )))Q_(e,\ლამბდა)(\ლამბდა)V(\ლამბდა)\,d\ლამბდა)	მე ვარ	რადიაციული ენერგია
სინათლის ნაკადი	Φ v (\displaystyle \Phi _(v))	d Q v d t (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dt)))	მე ვარ	რადიაციული ნაკადი
სინათლის ძალა	I v (\displaystyle I_(v))	d Φ v d Ω (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(d\Omega )))	cd	რადიაციული სიძლიერე (სინათლის ენერგეტიკული ძალა)
	U v (\displaystyle U_(v))	d Q v d V (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dV)))	lm s −3
სიკაშკაშე	M v (\displaystyle M_(v))	d Φ v d S 1 (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(dS_(1))))	ლმ მ −2	ენერგიის სიკაშკაშე
სიკაშკაშე	L v (\displaystyle L_(v))	d 2 Φ v d Ω d S 1 cos ⁡ ε (\displaystyle (\frac (d^(2)\Phi _(v))(d\Omega \,dS_(1)\,\cos \varepsilon )))	cd m −2

სვეტა. ეს სტატია მკითხველს გამოავლენს ფოტონების თვისებებს, რაც მათ საშუალებას მისცემს დაადგინონ, რატომ მოდის სინათლე სხვადასხვა სიკაშკაშით.

ნაწილაკი თუ ტალღა?

მეოცე საუკუნის დასაწყისში მეცნიერები გაოცებულნი იყვნენ სინათლის კვანტების - ფოტონების ქცევით. ერთის მხრივ, ჩარევა და დიფრაქცია საუბრობდა მათ ტალღურ არსზე. ამიტომ სინათლეს ახასიათებდა ისეთი თვისებები, როგორიცაა სიხშირე, ტალღის სიგრძე და ამპლიტუდა. მეორეს მხრივ, მათ დაარწმუნეს სამეცნიერო საზოგადოება, რომ ფოტონები გადასცემენ იმპულსს ზედაპირებზე. ეს შეუძლებელი იქნებოდა ნაწილაკებს მასა რომ არ ჰქონდეთ. ამრიგად, ფიზიკოსებს უნდა ეღიარებინათ: ელექტრომაგნიტური გამოსხივება არის როგორც ტალღა, ასევე მატერიალური ობიექტი.

ფოტონის ენერგია

როგორც აინშტაინმა დაამტკიცა, მასა ენერგიაა. ეს ფაქტი ადასტურებს ჩვენს ცენტრალურ მნათობას, მზეს. თერმობირთვული რეაქცია აქცევს მაღალ შეკუმშული აირის მასას სუფთა ენერგიად. მაგრამ როგორ განვსაზღვროთ გამოსხივებული გამოსხივების სიმძლავრე? რატომ არის, მაგალითად, დილით მზის შუქის ინტენსივობა უფრო დაბალი, ვიდრე შუადღისას? წინა პარაგრაფში აღწერილი მახასიათებლები ურთიერთდაკავშირებულია კონკრეტული ურთიერთობებით. და ისინი ყველა მიუთითებენ ენერგიაზე, რომელსაც ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ატარებს. ეს მნიშვნელობა იცვლება ზემოთ, როდესაც:

• ტალღის სიგრძის შემცირება;
• მზარდი სიხშირე.

რა არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ენერგია?

ფოტონი განსხვავდება სხვა ნაწილაკებისგან. მისი მასა და შესაბამისად მისი ენერგია არსებობს მხოლოდ მანამ, სანამ ის მოძრაობს სივრცეში. დაბრკოლებასთან შეჯახებისას სინათლის კვანტი ზრდის მის შინაგან ენერგიას ან აძლევს მას კინეტიკურ მომენტს. მაგრამ თავად ფოტონი წყვეტს არსებობას. იმისდა მიხედვით, თუ რა არის დაბრკოლება, ხდება სხვადასხვა ცვლილებები.

1. თუ დაბრკოლება მყარი სხეულია, მაშინ ყველაზე ხშირად შუქი ათბობს მას. შესაძლებელია შემდეგი სცენარებიც: ფოტონი იცვლის მიმართულებას, ასტიმულირებს ქიმიურ რეაქციას ან იწვევს ერთ-ერთ ელექტრონს ორბიტაზე დატოვებას და სხვა მდგომარეობაში გადასვლას (ფოტოელექტრული ეფექტი).
2. თუ დაბრკოლება არის ერთი მოლეკულა, მაგალითად, იშვიათი გაზის ღრუბლიდან გარე სივრცეში, მაშინ ფოტონი აიძულებს მის ყველა ბმას უფრო ძლიერ ვიბრაციას.
3. თუ დაბრკოლება არის მასიური სხეული (მაგალითად, ვარსკვლავი ან თუნდაც გალაქტიკა), მაშინ სინათლე დამახინჯებულია და იცვლის მოძრაობის მიმართულებას. ეს ეფექტი ემყარება კოსმოსის შორეულ წარსულში „შეხედვის“ უნარს.

მეცნიერება და კაცობრიობა

მეცნიერული მონაცემები ხშირად რაღაც აბსტრაქტული, სიცოცხლისთვის მიუღებელია. ეს ასევე ხდება სინათლის მახასიათებლებით. როდესაც საქმე ეხება ვარსკვლავების გამოსხივების ექსპერიმენტებს ან გაზომვას, მეცნიერებმა უნდა იცოდნენ აბსოლუტური მნიშვნელობები (მათ უწოდებენ ფოტომეტრულს). ეს ცნებები, როგორც წესი, გამოხატულია ენერგიისა და სიმძლავრის თვალსაზრისით. შეგახსენებთ, რომ სიმძლავრე გულისხმობს ენერგიის ცვლილების სიჩქარეს დროის ერთეულზე და, ზოგადად, აჩვენებს სამუშაოს რაოდენობას, რომელსაც შეუძლია სისტემის წარმოება. მაგრამ ადამიანს შეზღუდული აქვს რეალობის აღქმის უნარი. მაგალითად, კანი გრძნობს სითბოს, მაგრამ თვალი ვერ ხედავს ინფრაწითელი გამოსხივების ფოტონს. იგივე პრობლემა მანათობელი ინტენსივობის ერთეულებთან დაკავშირებით: ძალა, რომელსაც რადიაცია რეალურად აჩვენებს, განსხვავდება იმ ძალისგან, რომელსაც ადამიანის თვალი აღიქვამს.

ადამიანის თვალის სპექტრული მგრძნობელობა

შეგახსენებთ, რომ ქვემოთ განხილული იქნება საშუალო მაჩვენებლებზე. ყველა ადამიანი განსხვავებულია. ზოგი საერთოდ არ აღიქვამს ინდივიდუალურ ფერებს (დალტონიკი). სხვებისთვის ფერის კულტურა არ ემთხვევა მიღებულ სამეცნიერო თვალსაზრისს. მაგალითად, იაპონელები არ განასხვავებენ მწვანეს და ლურჯს, ხოლო ბრიტანელები - ლურჯი და ლურჯი. ამ ენებში სხვადასხვა ფერები ერთი სიტყვით აღინიშნება.

მანათობელი ინტენსივობის ერთეული დამოკიდებულია საშუალო ადამიანის თვალის სპექტრულ მგრძნობელობაზე. მაქსიმალური დღის სინათლე ეცემა ფოტონს, რომლის ტალღის სიგრძეა 555 ნანომეტრი. ეს ნიშნავს, რომ მზის შუქზე ადამიანი ყველაზე კარგად ხედავს მწვანე ფერს. ღამის ხედვის მაქსიმუმი არის ფოტონი, რომლის ტალღის სიგრძეა 507 ნანომეტრი. ამიტომ მთვარის ქვეშ ადამიანები უკეთ ხედავენ ლურჯ ობიექტებს. შებინდებისას ყველაფერი განათებაზეა დამოკიდებული: რაც უფრო კარგია, მით უფრო „მწვანე“ ხდება მაქსიმალური ფერი, რომელსაც ადამიანი აღიქვამს.

ადამიანის თვალის სტრუქტურა

თითქმის ყოველთვის, როდესაც საქმე მხედველობას ეხება, ჩვენ ვამბობთ იმას, რასაც თვალი ხედავს. ეს არასწორი განცხადებაა, რადგან ტვინი პირველ რიგში აღიქვამს. თვალი არის მხოლოდ ინსტრუმენტი, რომელიც გადასცემს ინფორმაციას სინათლის გამომუშავების შესახებ მთავარ კომპიუტერზე. და, როგორც ნებისმიერ ხელსაწყოს, ფერის აღქმის მთელ სისტემას აქვს თავისი შეზღუდვები.

ადამიანის ბადურაზე ორი სხვადასხვა ტიპის უჯრედია - გირჩები და წნელები. პირველები პასუხისმგებელნი არიან დღის ხედვაზე და უკეთ აღიქვამენ ფერებს. ეს უკანასკნელი უზრუნველყოფს ღამის ხედვას, ჯოხების წყალობით ადამიანი განასხვავებს შუქსა და ჩრდილს. მაგრამ ისინი კარგად ვერ აღიქვამენ ფერებს. ჩხირები ასევე უფრო მგრძნობიარეა მოძრაობის მიმართ. ამიტომ, თუ ადამიანი მთვარიან პარკში ან ტყეში გადის, ამჩნევს ტოტების ყოველ რხევას, ქარის ყოველ ამოსუნთქვას.

ამ განცალკევების ევოლუციური მიზეზი მარტივია: ჩვენ გვაქვს ერთი მზე. მთვარე ანათებს არეკლილი შუქით, რაც იმას ნიშნავს, რომ მისი სპექტრი დიდად არ განსხვავდება ცენტრალური მნათობის სპექტრისგან. ამიტომ დღე ორ ნაწილად იყოფა – განათებულ და ბნელად. თუ ადამიანები ცხოვრობდნენ ორი ან სამი ვარსკვლავისგან შემდგარ სისტემაში, მაშინ ჩვენს ხედვას ალბათ მეტი კომპონენტი ექნებოდა, რომელთაგან თითოეული ადაპტირებულია ერთი მნათობის სპექტრზე.

უნდა ითქვას, რომ ჩვენს პლანეტაზე არსებობენ არსებები, რომელთა მხედველობა განსხვავდება ადამიანისგან. მაგალითად, უდაბნოს მაცხოვრებლები ინფრაწითელ შუქს თვალებით ამჩნევენ. ზოგიერთ თევზს შეუძლია ულტრაიისფერი სხივების მახლობლად დანახვა, რადგან ეს გამოსხივება ყველაზე ღრმად აღწევს წყლის სვეტში. ჩვენი შინაური ცხოველი კატები და ძაღლები ფერებს განსხვავებულად აღიქვამენ და მათი სპექტრი შემცირებულია: ისინი უკეთ ადაპტირებენ ქიაროსკუროს.

მაგრამ ადამიანები ყველა განსხვავებულია, როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ. კაცობრიობის ზოგიერთი წარმომადგენელი ხედავს ინფრაწითელ სინათლეს. ეს არ ნიშნავს იმას, რომ მათ არ დასჭირდებათ თერმული კამერები, მაგრამ მათ შეუძლიათ აღიქვან ოდნავ წითელი ჩრდილები, ვიდრე უმეტესობა. სხვებმა განავითარეს სპექტრის ულტრაიისფერი ნაწილი. ასეთი შემთხვევა აღწერილია, მაგალითად, ფილმში „პლანეტა კა-პაქსი“. მთავარი გმირი ირწმუნება, რომ ის სხვა ვარსკვლავური სისტემიდან მოვიდა. ექსპერტიზამ დაადგინა, რომ მას ჰქონდა ულტრაიისფერი გამოსხივების დანახვის უნარი.

ეს ამტკიცებს, რომ პროტი უცხოპლანეტელია? არა. ზოგიერთ ადამიანს შეუძლია ამის გაკეთება. გარდა ამისა, ახლო ულტრაიისფერი მჭიდროდ არის ხილული სპექტრის მიმდებარედ. გასაკვირი არ არის, რომ ზოგიერთი ადამიანი ცოტა მეტს იღებს. მაგრამ სუპერმენი ნამდვილად არ არის დედამიწიდან: რენტგენის სპექტრი ძალიან შორს არის ხილულიდან, რომ ასეთი ხედვა არ იყოს ახსნილი ადამიანის თვალსაზრისით.

აბსოლუტური და ფარდობითი ერთეულები მანათობელი ნაკადის დასადგენად

სპექტრული მგრძნობელობისგან დამოუკიდებელ რაოდენობას, რომელიც მიუთითებს სინათლის დინებაზე ცნობილი მიმართულებით, ეწოდება "კანდელა". ენერგობლოკი, უკვე უფრო „ადამიანური“ დამოკიდებულებით, ასე გამოითქმის. განსხვავება მხოლოდ ამ ცნებების მათემატიკურ აღნიშვნაშია: აბსოლუტურ მნიშვნელობას აქვს „ე“, ადამიანის თვალთან შედარებით - „υ“. მაგრამ არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ამ კატეგორიების ზომები მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ეს გასათვალისწინებელია რეალური პრობლემების გადაჭრისას.

აბსოლუტური და ფარდობითი სიდიდეების ჩამოთვლა და შედარება

იმის გასაგებად, თუ რაში იზომება სინათლის ძალა, საჭიროა შევადაროთ „აბსოლუტური“ და „ადამიანური“ მნიშვნელობები. მარჯვნივ არის წმინდა ფიზიკური ცნებები. მარცხნივ არის მნიშვნელობები, რომლებშიც ისინი იქცევიან ადამიანის თვალის სისტემაში გავლისას.

1. გამოსხივების ძალა იქცევა სინათლის ძალად. ცნებები იზომება კანდელაში.
2. ენერგიის სიკაშკაშე იქცევა სიკაშკაშეში. მნიშვნელობები გამოხატულია კანდელაში კვადრატულ მეტრზე.

რა თქმა უნდა, მკითხველმა აქ ნაცნობი სიტყვები დაინახა. ცხოვრებაში ბევრჯერ ამბობენ: "ძალიან კაშკაშა მზე, მოდი ჩრდილში შევიდეთ" ან "მონიტორი გაანათე, ფილმი ძალიან ბნელი და ბნელია". ვიმედოვნებთ, რომ სტატიაში ოდნავ გაირკვევა, თუ საიდან გაჩნდა ეს კონცეფცია, ასევე რა ჰქვია მანათობელი ინტენსივობის ერთეულს.

"კანდელას" კონცეფციის მახასიათებლები

ეს ტერმინი ზემოთ უკვე აღვნიშნეთ. ჩვენ ასევე ავუხსენით, თუ რატომ გამოიყენება ერთი და იგივე სიტყვა ფიზიკის სრულიად განსხვავებულ ცნებებზე, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ძალასთან. ასე რომ, სინათლის ინტენსივობის საზომ ერთეულს კანდელა ეწოდება. მაგრამ რის ტოლია? ერთი კანდელა არის სინათლის ინტენსივობა ცნობილი მიმართულებით წყაროდან, რომელიც ასხივებს მკაცრად მონოქრომატულ გამოსხივებას 5,4 * 10 14 სიხშირით, ხოლო წყაროს ენერგეტიკული ძალა ამ მიმართულებით არის 1/683 ვატი ერთეული მყარი კუთხით. მკითხველს შეუძლია ადვილად გადაიყვანოს სიხშირე ტალღის სიგრძედ, ფორმულა ძალიან მარტივია. ჩვენ მოგთხოვთ: შედეგი მდგომარეობს ხილულ ზონაში.

სინათლის ინტენსივობის საზომ ერთეულს მიზეზის გამო „კანდელა“ ეწოდება. ვინც ინგლისური იცის, ახსოვს, რომ სანთელი სანთელია. ადრე, ადამიანის საქმიანობის მრავალი სფერო იზომებოდა ბუნებრივი პარამეტრებით, მაგალითად, ცხენის ძალა, ვერცხლისწყლის მილიმეტრები. ასე რომ, გასაკვირი არ არის, რომ სინათლის ინტენსივობის საზომი ერთეული არის კანდელა, ერთი სანთელი. მხოლოდ სანთელი არის ძალიან თავისებური: მკაცრად განსაზღვრული ტალღის სიგრძით და აწარმოებს ფოტონების სპეციფიკურ რაოდენობას წამში.

ნებისმიერი საწარმოო დავალების სწრაფად და ეფექტურად შესასრულებლად, სპეციალისტის სამუშაო ადგილის განათება სათანადოდ უნდა იყოს ორგანიზებული. ამისათვის შეირჩევა გარკვეული ფოტომეტრიული ინდიკატორების მქონე ნათურები.

სამუშაო ადგილზე განათება განისაზღვრება სხვადასხვა ფიზიკური რაოდენობით, რომელთაგან მთავარია განათება. მისი ინდიკატორები გამოითვლება ნებისმიერი სპეციალისტის სამუშაო ადგილისთვის და რეგულირდება შესაბამისი SNiP-ებით.

განათება არის მახასიათებელი, რომელიც განისაზღვრება როგორც მანათობელი ნაკადი ერთეულ ფართობზე.

მანათობელი ნაკადი (F)

ეს ფიზიკური პარამეტრი განისაზღვრება, როგორც წყაროს ხილული გამოსხივების სიმძლავრე ან სინათლის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა ნათურის მიერ დროის ერთეულზე.

ამავდროულად, სინათლის ენერგია არის ენერგია, რომელიც ვრცელდება ყველა მიმართულებით და იწვევს ვიზუალურ შეგრძნებებს. თითოეულ ადამიანს აქვს განსხვავებული ვიზუალური შეგრძნებები ერთი და იგივე გამოსხივების წყაროებისთვის, ამიტომ გამოთვლებისთვის მიიღება საშუალო მაჩვენებლები.

ფიზიკაში ფორმულა გამოიყენება გამოსათვლელად:

F \u003d W / t, სადაც:

• W არის წყაროს მიერ გამოსხივებული ენერგია, რომელიც იზომება ვატებში,
• t არის მოწყობილობის მუშაობის დრო წამებში.

ეს არის ასევე მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს განათების მოწყობილობის მიერ გამოსხივებული სინათლის რაოდენობას ყველა მიმართულებით.

ამრიგად, მეორე გაანგარიშების ფორმულა ასე გამოიყურება:

Ф = I w, სადაც:

• I - სინათლის ინტენსივობა, გაზომილი კანდელაში,
• w არის მყარი კუთხე, გამოითვლება სტერადიანებში.

სანათური

მანათობელი ნაკადის საზომი ერთეულია სანათური.

იმისათვის, რომ განვსაზღვროთ რომელი წყაროს შეძენა უფრო მომგებიანია, პირველ რიგში განვიხილავთ რა არის ლუმენი.

სიტყვა lumen ლათინურად ნიშნავს სინათლეს.

სანათური განისაზღვრება, როგორც მანათობელი ნაკადი, რომელიც გამოიყოფა წერტილის წყაროდან, რომელსაც აქვს 1 კანდელას მანათობელი ინტენსივობა 1 სტერადიანი მყარ კუთხეში:

1ლმ = 1ვტ/1წმ.

Მეორეს მხრივ,საზომი სანათური (lm) შეიძლება მოიძებნოს შემდეგნაირად:

1 lm \u003d 1 cd 1 sr.

თუ მყარი კუთხე არის 4π რადიანი, ხოლო მანათობელი ინტენსივობა არის 1 cd, მაშინ ამ შემთხვევაში ისინი საუბრობენ მთლიან მანათობელ ნაკადზე, რომელიც არის 4π lm ან 4 3.14 lm.

გამოთვალეს, რომ მზის რადიაციისთვის ეს მაჩვენებელი შეესაბამება 8 ლმ, ხოლო ვარსკვლავური ცისთვის - მხოლოდ 0.000000001 ლმ.

ნებისმიერი ხელოვნური სინათლის წყაროსთვის, არსებობს ცხრილები ამ ფოტომეტრული პარამეტრის გამოსათვლელად.

განათების ინჟინერიაში გამოიყენება წარმოებული რაოდენობები, რომლებიც იქმნება საერთაშორისო SI სისტემის სტანდარტული პრეფიქსების გამოყენებით, მაგალითად:

• 1 კმ = 103 ლმ ან 1 კმ = 103 ლმ;
• 1 მლმ = 106 ლმ;
• 1 slm = 10-3 lm;
• 1 μlm = 10-6 lm.

საზომი ხელსაწყოები

ინდუსტრიაში ფოტომეტრული სიდიდეების გასაზომად გამოიყენება სპეციალური მოწყობილობები, რომლებსაც სფერულ ფოტომეტრებს და გონიოფოტომეტრებს უწოდებენ. ისინი საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ როგორც მანათობელი ნაკადი, ასევე სინათლის ინტენსივობა სხვადასხვა ნათურებიდან.

ფოტომეტრები ვიზუალური და ობიექტურია.

ვიზუალური ინსტრუმენტების მუშაობის პრინციპი ემყარება თვალის უნარს, განსაზღვროს ერთი და იგივე ფერით განათებული ორი შედარებითი ზედაპირის განათების იგივე სიკაშკაშე.

ამჟამად პოპულარულია ობიექტური ელექტრო ფოტომეტრები, რომლებიც იძლევა სინათლის პარამეტრების გაზომვის საშუალებას არა მხოლოდ ხილულ ზონაში, არამედ მის მიღმაც.

გონოფოტომეტრები საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ მონაცემები მანათობელი ნაკადის სიდიდის, მანათობელი ინტენსივობის, აგრეთვე სხვა ფოტომეტრული სიდიდის ინდიკატორების შესახებ, როგორიცაა სიკაშკაშე, განათების განაწილება და ა.შ.

რეკომენდაციები სამუშაო ადგილის სწორი განათების ორგანიზებისთვის

სამუშაო ადგილების განათებისას გამოიყენება ორი სახის წყარო: ხელოვნური და ბუნებრივი.

ხელოვნურია მოწყობილობები სხვადასხვა ტიპის ნათურებით: ფლუორესცენტური, ინკანდესენტური, LED და ა.შ.

თითოეული ტიპის ნათურისთვის არის ცხრილები, სადაც მითითებულია ამ ნათურის მიერ გამოსხივებული სანათურის რაოდენობა.

ეს ღირებულება მითითებულია პროდუქტის შეფუთვაზე, ამიტომ ყიდვისას აუცილებლად შეარჩიეთ ნათურა, ხელმძღვანელობთ მწარმოებლის მიერ ყუთზე განთავსებული ინფორმაციით. ნათურის შეფუთვაში მითითებულია მთლიანი მანათობელი ნაკადი, რომელიც მოიცავს დიფუზურ შუქს.

ყურადღება!ნათურის შეძენისას მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ ეს მაჩვენებელი სრულად არ ასახავს მის სიკაშკაშეს, რადგან მისი გაზრდა შესაძლებელია მოწყობილობაში მოთავსებული რეფლექტორების, ლინზებისა და სარკეების სისტემის გამოყენებით.

ელექტრო ნათურების შერჩევა

ნათურების შეძენამდე, ჯერ უნდა აირჩიოთ რომელი მოწყობილობები გჭირდებათ სამუშაო ადგილის სწორი განათების შესაქმნელად. თუ ოთახი მართკუთხაა, მაშინ სანათების საჭირო რაოდენობის გაანგარიშება ხორციელდება შემდეგნაირად: თქვენ უნდა გაამრავლოთ ობიექტის განათების ნორმის ინდიკატორები (განისაზღვრება SNiP-ის მიხედვით), ფართობი. ოთახი და კოეფიციენტი დამოკიდებულია ოთახის ჭერის სიმაღლეზე.

ჩვენი სამყაროს ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო და საკამათო ფენომენი არის სინათლე. ფიზიკისთვის, ეს არის მრავალი გამოთვლების ერთ-ერთი ფუნდამენტური პარამეტრი. სინათლის დახმარებით მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ ჩვენი სამყაროს არსებობის შესახებ მინიშნებას იპოვიან და კაცობრიობას ახალ შესაძლებლობებს გაუხსნიან. ყოველდღიურ ცხოვრებაში სინათლესაც დიდი მნიშვნელობა აქვს, განსაკუთრებით სხვადასხვა ოთახებში მაღალი ხარისხის განათების შექმნისას.

სინათლის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია მისი სიძლიერე, რომელიც ახასიათებს ამ ფენომენის ძალას. ეს არის სინათლის სიძლიერე და ამ პარამეტრის გაანგარიშება, რომელსაც ეს სტატია დაეთმობა.

ზოგადი ინფორმაცია კონცეფციის შესახებ

ფიზიკაში მანათობელი ინტენსივობა (IV) ნიშნავს მანათობელი ნაკადის ძალას, რომელიც განისაზღვრება კონკრეტული მყარი კუთხით. ამ კონცეფციიდან გამომდინარეობს, რომ ეს პარამეტრი არ ნიშნავს სივრცეში არსებულ მთელ სინათლეს, არამედ მხოლოდ მის ნაწილს, რომელიც გამოიყოფა გარკვეული მიმართულებით.

არსებული გამოსხივების წყაროდან გამომდინარე, ეს პარამეტრი გაიზრდება ან შემცირდება. მის ცვლილებებზე პირდაპირ გავლენას მოახდენს მყარი კუთხის მნიშვნელობა.

Შენიშვნა! ზოგიერთ სიტუაციაში, სინათლის ინტენსივობა იგივე იქნება ნებისმიერი კუთხისთვის. ეს შესაძლებელია იმ სიტუაციებში, როდესაც სინათლის გამოსხივების წყარო ქმნის სივრცის ერთგვაროვან განათებას.

ეს პარამეტრი ასახავს სინათლის ფიზიკურ თვისებას, რაც განასხვავებს მას ისეთი გაზომვებისგან, როგორიცაა სიკაშკაშე, რომელიც ასახავს სუბიექტურ შეგრძნებებს. გარდა ამისა, სინათლის სიძლიერე ფიზიკაში განიხილება როგორც ძალა. უფრო ზუსტად რომ ვთქვათ, იგი შეფასებულია, როგორც სიმძლავრის ერთეული. ამავე დროს, აქ ძალა განსხვავდება მისი ჩვეულებრივი კონცეფციისგან. აქ სიმძლავრე დამოკიდებულია არა მხოლოდ ენერგიაზე, რომელსაც გამოყოფს განათების ინსტალაცია, არამედ ისეთ რამეზე, როგორიცაა ტალღის სიგრძე.
უნდა აღინიშნოს, რომ ადამიანების მგრძნობელობა სინათლის გამოსხივების მიმართ პირდაპირ დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე. ეს დამოკიდებულება აისახება სპექტრული მანათობელი ეფექტურობის ფუნქციაში. ამ შემთხვევაში, მანათობელი ინტენსივობა თავისთავად არის სიდიდე, რომელიც დამოკიდებულია მანათობელ ეფექტურობაზე. ტალღის სიგრძეზე 550 ნანომეტრი (მწვანე), ეს პარამეტრი მიიღებს მაქსიმალურ მნიშვნელობას. შედეგად, ადამიანის თვალი მეტ-ნაკლებად მგრძნობიარე იქნება სინათლის ნაკადის მიმართ სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე.
ამ ინდიკატორის საზომი ერთეულია კანდელა (cd).

Შენიშვნა! რადიაციის სიძლიერე, რომელიც მოდის ერთი სანთლიდან, დაახლოებით უდრის ერთ კანდელას. საერთაშორისო სასანთლე, რომელიც ადრე გამოიყენებოდა გაანგარიშების ფორმულისთვის, იყო 1.005 cd.

ერთი სანთლის ნათება

იშვიათ შემთხვევებში გამოიყენება მოძველებული საზომი ერთეული - საერთაშორისო სანთელი. მაგრამ თანამედროვე სამყაროში ამ რაოდენობის საზომი ერთეული, კანდელა, უკვე თითქმის ყველგან გამოიყენება.

ფოტომეტრული პარამეტრის დიაგრამა

Iv არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფოტომეტრული პარამეტრი. ამ მნიშვნელობის გარდა, ყველაზე მნიშვნელოვანი ფოტომეტრიული პარამეტრები მოიცავს სიკაშკაშეს, ისევე როგორც განათებას. ეს ოთხივე მნიშვნელობა აქტიურად გამოიყენება მრავალფეროვან ოთახებში განათების სისტემის შექმნისას. მათ გარეშე შეუძლებელია თითოეული ინდივიდუალური სიტუაციისთვის განათების საჭირო დონის შეფასება.

განათების ოთხი ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი

ამ ფიზიკური ფენომენის გასაადვილებლად, აუცილებელია განიხილოს დიაგრამა, რომელიც ასახავს სინათლის გავრცელების ამრეკლავ სიბრტყეს.

დიაგრამა სინათლის ინტენსივობისთვის

დიაგრამა გვიჩვენებს, რომ Iv დამოკიდებულია რადიაციის წყაროს მიმართულებაზე. ეს ნიშნავს, რომ LED ნათურისთვის, რომლისთვისაც მაქსიმალური გამოსხივების მიმართულება იქნება მიღებული 0 °, მაშინ როდესაც ჩვენ გვჭირდება მნიშვნელობის გაზომვა 180 ° მიმართულებით, მიიღება უფრო მცირე მნიშვნელობა, ვიდრე 0 ° მიმართულებისთვის.
როგორც ხედავთ, დიაგრამაზე გამოსხივება, რომელიც ავრცელებს ორი წყაროს (ყვითელი და წითელი) თანაბარ ფართობს დაფარავს. ამ შემთხვევაში ყვითელი გამოსხივება სანთლის შუქის ანალოგიით გაიფანტება. მისი სიმძლავრე იქნება დაახლოებით 100 cd-ის ტოლი. უფრო მეტიც, ამ მნიშვნელობის ღირებულება ყველა მიმართულებით იგივე იქნება. ამავე დროს, წითელი იქნება მიმართული. 0° პოზიციაზე მას ექნება მაქსიმალური მნიშვნელობა 225 cd. ამ შემთხვევაში, ეს მნიშვნელობა შემცირდება 0°-დან გადახრის შემთხვევაში.

SI პარამეტრის აღნიშვნა

ვინაიდან Iv არის ფიზიკური სიდიდე, მისი გამოთვლა შესაძლებელია. ამისათვის გამოიყენება სპეციალური ფორმულა. მაგრამ ფორმულამდე მიღწევამდე აუცილებელია იმის გაგება, თუ როგორ იწერება სასურველი მნიშვნელობა SI სისტემაში. ამ სისტემაში ჩვენი მნიშვნელობა ნაჩვენები იქნება როგორც J (ზოგჯერ აღინიშნება როგორც I), რომლის ერთეული იქნება კანდელა (cd). საზომი ერთეული ასახავს Iv-ს გამოსხივებას სრული რადიატორისგან 1/600000 მ2 განივი ფართობზე. მიმართული იქნება მოცემული მონაკვეთის პერპენდიკულარული მიმართულებით. ამ შემთხვევაში, ემიტერის ტემპერატურა ახლოს იქნება იმ დონესთან, რომელზედაც 101325 Pa წნევის დროს შეინიშნება პლატინის გამაგრება.

Შენიშვნა! კანდელას საშუალებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ დანარჩენი ფოტომეტრული ერთეულები.

ვინაიდან სივრცეში სინათლის ნაკადი არათანაბრად ნაწილდება, აუცილებელია ისეთი კონცეფციის შემოღება, როგორიცაა მყარი კუთხე. ის ჩვეულებრივ აღინიშნება სიმბოლოთი .
სინათლის ინტენსივობა გამოიყენება გამოთვლებისთვის, როდესაც გამოიყენება განზომილების ფორმულა.ამ შემთხვევაში, ეს მნიშვნელობა დაკავშირებულია მანათობელ ნაკადთან ფორმულების საშუალებით. ასეთ ვითარებაში, მანათობელი ნაკადი იქნება Iv-ისა და მყარი კუთხის ნამრავლი, რომელზედაც გავრცელდება გამოსხივება.
მანათობელი ნაკადი (Фv) არის მანათობელი ინტენსივობის და მყარი კუთხის პროდუქტი, რომელშიც ნაკადი ვრცელდება. Ф=I .

მანათობელი ნაკადის ფორმულა

ამ ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ Фv არის შიდა ნაკადი, რომელიც ვრცელდება სპეციფიკურ მყარ კუთხეში (ერთი სტერადიანი) Iv-ის თანდასწრებით ერთ კანდელაში.

Შენიშვნა! სტერადიანი არის მყარი კუთხე, რომელიც ჭრის სფეროს ზედაპირზე, რომელიც უდრის ამ სფეროს რადიუსის კვადრატს.

ამ შემთხვევაში, Iv და სიმძლავრე შეიძლება იყოს დაკავშირებული სინათლის გამოსხივების საშუალებით. ყოველივე ამის შემდეგ, Fv ასევე გაგებულია, როგორც მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს სინათლის გამოსხივების ძალას, როდესაც ის აღიქმება საშუალო ადამიანის თვალით, რომელსაც აქვს მგრძნობელობა გარკვეული სიხშირის გამოსხივების მიმართ. შედეგად, შემდეგი განტოლება შეიძლება გამოვიდეს ზემოაღნიშნული ფორმულიდან:

სინათლის ინტენსივობის ფორმულა

ეს აშკარად ჩანს LED-ების მაგალითზე. სინათლის გამოსხივების ასეთ წყაროებში, მისი სიძლიერე ჩვეულებრივ უდრის მოხმარებულ ენერგიას. შედეგად, რაც უფრო მაღალია ელექტროენერგიის მოხმარება, მით უფრო მაღალია რადიაციის დონე.
როგორც ხედავთ, ჩვენთვის საჭირო მნიშვნელობის გამოთვლის ფორმულა არც ისე რთულია.

დამატებითი გაანგარიშების პარამეტრები

ვინაიდან რეალური წყაროდან კოსმოსში გამოსხივების განაწილება არათანაბარი იქნება, მაშინ Фv ვეღარ იმოქმედებს, როგორც წყაროს ამომწურავი მახასიათებელი. მაგრამ მხოლოდ იმ სიტუაციის გამოკლებით, როდესაც, ამავე დროს, გამოსხივებული გამოსხივების განაწილება სხვადასხვა მიმართულებით არ იქნება განსაზღვრული.
ფიზიკაში Фv-ის განაწილების დასახასიათებლად ისინი იყენებენ ისეთ კონცეფციას, როგორიცაა სინათლის ნაკადის სივრცითი გამოსხივების სიმკვრივე სივრცის სხვადასხვა მიმართულებისთვის. ამ შემთხვევაში, ივ-სთვის აუცილებელია უკვე ნაცნობი ფორმულის გამოყენება, მაგრამ ოდნავ დამატებული სახით:

გაანგარიშების მეორე ფორმულა

ეს ფორმულა საშუალებას მოგცემთ შეაფასოთ სასურველი მნიშვნელობა სხვადასხვა მიმართულებით.

დასკვნა

სინათლის ძალას მნიშვნელოვანი ადგილი უჭირავს არა მხოლოდ ფიზიკაში, არამედ უფრო ამქვეყნიურ, ყოველდღიურ მომენტებშიც. ეს პარამეტრი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია განათებისთვის, რომლის გარეშეც ჩვენთვის ნაცნობი სამყაროს არსებობა შეუძლებელია. ამავდროულად, ეს მნიშვნელობა გამოიყენება არა მხოლოდ ახალი განათების მოწყობილობების შემუშავებაში უფრო ხელსაყრელი ტექნიკური მახასიათებლებით, არამედ გარკვეული გამოთვლებით, რომლებიც დაკავშირებულია განათების სისტემის ორგანიზაციასთან.

შენობების განათება მიწისქვეშა ნათურებით - ყველაზე პოპულარული, ინსტალაციის მიმოხილვა ბავშვთა ჭაღები გოგონას ოთახისთვის: შერჩევის კრიტერიუმები

კითხვა, თუ რაში იზომება მანათობელი ნაკადი, განათების მოწყობილობების მომხმარებელთათვის აქტუალური გახდა მხოლოდ მაშინ, როდესაც გამოჩნდა ნათურების ტიპები, რომელთა სიკაშკაშე არ უტოლდებოდა ენერგიის მოხმარებას, რომელიც იზომება ვატებში.

მოდით გაერკვნენ, თუ როგორ არის დაკავშირებული სიკაშკაშის კონცეფცია განათების კონცეფციასთან, ასევე როგორ წარმოიდგინოთ სინათლის ნაკადის განაწილება ოთახში და აირჩიოთ სწორი განათების მოწყობილობა.

რა არის მანათობელი ნაკადი?

სინათლის ნაკადი არის ადამიანის თვალით ხილული სინათლის გამოსხივების ძალა; ზედაპირის მიერ გამოსხივებული სინათლის ენერგია (მნათობი ან ამრეკლავი). სინათლის ნაკადის ენერგია იზომება ლუმენ-წამებში და შეესაბამება 1 ლუმენის ნაკადს, რომელიც გამოიყოფა ან აღიქმება 1 წამში. ეს მაჩვენებელი აღწერს მთლიან ნაკადს, მთელი მოწყობილობის კონცენტრაციის ეფექტურობის გათვალისწინებით. ეს შეფასება ასევე მოიცავს მიმოფანტულ, უსარგებლო შუქს, ასე რომ, იგივე რაოდენობის სანათურის პოვნა შესაძლებელია სხვადასხვა დიზაინის წყაროებში.

აუცილებელია განასხვავოთ სინათლის ღირებულება და ენერგეტიკული ღირებულება - ეს უკანასკნელი ახასიათებს სინათლეს, განურჩევლად მისი თვისებისა, რომ გამოიწვიოს ვიზუალური შეგრძნებები. თითოეულ ფოტომეტრულ სინათლის რაოდენობას აქვს ანალოგი, რომელიც შეიძლება განისაზღვროს ენერგიის ან სიმძლავრის ერთეულებში. სინათლის ენერგიისთვის, ასეთი ანალოგი არის გამოსხივების ენერგია (რადიაციული ენერგია), რომელიც იზომება ჯოულებში.

მანათობელი ნაკადის ერთეული

1 ლუმენი არის შუქი, რომელსაც ასხივებს წყარო, 1 კანდელას მანათობელი ინტენსივობით 1 სტერადიანი მყარი კუთხით. 100 ვატიანი ინკანდესენტური ნათურა გამოიმუშავებს დაახლოებით 1000 ლუმენ შუქს. რაც უფრო კაშკაშაა სინათლის წყარო, მით მეტ ლუმენს გამოსცემს.

სანათურის გარდა, არსებობს სხვა საზომი ერთეულები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ დაახასიათოთ შუქი. შესაძლებელია სივრცითი და ზედაპირული ნაკადის სიმკვრივის გაზომვა - ასე ვიგებთ სინათლისა და განათების სიძლიერეს. სინათლის ინტენსივობა იზომება კანდელაში, განათება იზომება ლუქსში. მაგრამ მომხმარებელმა უფრო მნიშვნელოვანია გაარკვიოს, რა ერთეულებშია მითითებული ნათურების და სხვა განათების მოწყობილობების სიკაშკაშე გაყიდვაში. ზოგიერთი მწარმოებელი აღნიშნავს ლუმენების რაოდენობას ვატზე. ასე იზომება მანათობელი ეფექტურობა (შუქის გამომუშავება): რამდენ შუქს გამოსცემს ნათურა, ხარჯავს 1 ვატს.

ფორმულების განსაზღვრა

ვინაიდან ნებისმიერი სინათლის წყარო მას არათანაბრად ასხივებს, სანათურების რაოდენობა სრულად არ ახასიათებს განათების მოწყობილობას. თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ სინათლის ინტენსივობა კანდელაში მისი ნაკადის გაყოფით, გამოხატული ლუმენებში, მყარი კუთხით, რომელიც იზომება სტერადიანებში. ამ ფორმულის გამოყენებით შესაძლებელი იქნება წყაროდან გამომავალი სხივების მთლიანობის გათვალისწინება, როდესაც ისინი გადაკვეთენ წარმოსახვითი სფეროს ზედაპირს და ქმნიან მასზე წრეს.

მაგრამ ჩნდება კითხვა, რა იძლევა პრაქტიკაში იმ რაოდენობის კანდელას, რომელსაც ჩვენ ვპოულობთ; შეუძლებელია შესაფერისი LED ან ფანრის პოვნა მხოლოდ მანათობელი ინტენსივობის პარამეტრით; თქვენ ასევე უნდა გაითვალისწინოთ გაფანტვის კუთხის თანაფარდობა, რაც დამოკიდებულია მოწყობილობის დიზაინზე. ნათურების არჩევისას, რომლებიც თანაბრად ანათებენ ყველა მიმართულებით, მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, შეესაბამება თუ არა ისინი მყიდველის მიზნებს.

თუ ადრე ნათურები სხვადასხვა ოთახებში შეირჩა ვატების რაოდენობის მიხედვით, მაშინ LED ნათურების შეძენამდე მოგიწევთ გამოთვალოთ მათი მთლიანი სიკაშკაშე ლუმენებში და შემდეგ ეს მაჩვენებელი გაყოთ ოთახის ფართობზე. ასე გამოითვლება განათება, რომელიც იზომება ლუქსში: 1 ლუქსი არის 1 ლუმენი 1 მ²-ზე. არსებობს სხვადასხვა დანიშნულების ოთახების განათების სტანდარტები.

მანათობელი ნაკადის გაზომვა

პროდუქტების ბაზარზე გაშვებამდე, მწარმოებელი ლაბორატორიაში აკეთებს განათების მოწყობილობის მახასიათებლების განსაზღვრას და გაზომვას. სახლში, სპეციალური აღჭურვილობის გარეშე, ამის გაკეთება არარეალურია. მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ მწარმოებლის მიერ მითითებული ნომრები ზემოაღნიშნული ფორმულების გამოყენებით კომპაქტური სინათლის მრიცხველის გამოყენებით.

სინათლის პარამეტრების ზუსტად გაზომვის სირთულე მდგომარეობს იმაში, რომ ის მოდის გავრცელების ყველა შესაძლო მიმართულებით. ამიტომ ლაბორატორიები იყენებენ სფეროებს შიდა ზედაპირით, რომელსაც აქვს მაღალი არეკვლა – სფერული ფოტომეტრები; ისინი ასევე გამოიყენება კამერების დინამიური დიაპაზონის გასაზომად, ე.ი. მათი მატრიცების ფოტომგრძნობელობა.

ყოველდღიურ ცხოვრებაში უფრო აზრიანია ისეთი მნიშვნელოვანი სინათლის პარამეტრების გაზომვა, როგორიცაა ოთახის განათება და პულსაციის კოეფიციენტი. მაღალი ტალღოვანი და სუსტი განათება იწვევს ადამიანების ზედმეტ დაძაბვას, რაც იწვევს უფრო სწრაფად დაღლილობას.

სინათლის ნაკადის პულსაციის კოეფიციენტი არის ინდიკატორი, რომელიც ახასიათებს მისი უთანასწორობის ხარისხს. ამ კოეფიციენტების დასაშვები დონეები რეგულირდება SanPiN-ით.

ყოველთვის არ არის შესაძლებელი შეუიარაღებელი თვალით დანახვა, რომ ნათურა ციმციმებს. მიუხედავად ამისა, პულსაციის კოეფიციენტის უმნიშვნელო გადაჭარბებაც კი უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის ცენტრალურ ნერვულ სისტემაზე და ასევე ამცირებს შესრულებას. სინათლე, რომელსაც შეუძლია არათანაბრად პულსირება, გამოსხივდება ყველა ეკრანიდან: კომპიუტერის და ლეპტოპის მონიტორები, პლანშეტისა და მობილური ტელეფონების ეკრანები და ტელევიზორის ეკრანი. პულსაცია იზომება ლუქსმეტრ-პულსმეტრით.

რა არის კანდელა?

სინათლის წყაროს კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელია კანდელა, რომელიც შედის ერთეულთა საერთაშორისო სისტემის (SI) 7 ერთეულში, რომელიც მიღებულია წონისა და ზომების გენერალური კონფერენციის მიერ. თავდაპირველად 1 კანდელა სტანდარტულად აღებული 1 სანთლის გამოსხივებას უდრიდა. აქედან მოდის ამ საზომი ერთეულის სახელი. ახლა ის განისაზღვრება სპეციალური ფორმულით.

კანდელა არის სინათლის ინტენსივობა, რომელიც იზომება ექსკლუზიურად მოცემული მიმართულებით. სხივების გავრცელება სფეროს ნაწილზე, რომელიც გამოკვეთილია მყარი კუთხით, საშუალებას გვაძლევს გამოვთვალოთ მნიშვნელობა, რომელიც ტოლია მანათობელი ნაკადის შეფარდებას ამ კუთხესთან. ლუმენებისგან განსხვავებით, ეს მნიშვნელობა გამოიყენება სხივების ინტენსივობის დასადგენად. ეს არ ითვალისწინებს უსარგებლო, გაფანტულ შუქს.

ფანარს და ჭერის ნათურას ექნება სინათლის განსხვავებული კონუსი, რადგან სხივები სხვადასხვა კუთხით ეცემა. კანდელები (უფრო ზუსტად, მილიკანდელები) გამოიყენება წყაროების მანათობელი ინტენსივობის მითითებისთვის მიმართულების სიკაშკაშით: ინდიკატორი LED-ები, ფანრები.

ლუმენსი და ლუქსი

სანათურში იზომება სინათლის ნაკადის რაოდენობა, ეს არის მისი წყაროს მახასიათებელი. სხივების რაოდენობა, რომლებმაც მიაღწიეს ნებისმიერ ზედაპირს (ამრეკლავი ან შთანთქმის) უკვე დამოკიდებული იქნება წყაროსა და ამ ზედაპირს შორის მანძილზე.

განათების დონე იზომება ლუქსში (lx) სპეციალური მოწყობილობით - ლუქსმეტრით. უმარტივესი ლუქსმეტრი შედგება სელენის ფოტოცელისგან, რომელიც გარდაქმნის სინათლეს ელექტრო დენის ენერგიად და მაჩვენებლის მიკროამმეტრისგან, რომელიც ზომავს ამ დენს.

სელენის ფოტოცელის სპექტრული მგრძნობელობა განსხვავდება ადამიანის თვალის მგრძნობელობისგან, ამიტომ სხვადასხვა პირობებში აუცილებელია კორექტირების ფაქტორების გამოყენება. უმარტივესი განათების მრიცხველები შექმნილია ერთი ტიპის განათების გასაზომად, როგორიცაა დღის სინათლე. კოეფიციენტების გამოყენების გარეშე, შეცდომა შეიძლება იყოს 10% -ზე მეტი.

მაღალი კლასის ლუქსმეტრები აღჭურვილია მსუბუქი ფილტრებით, სპეციალური სფერული ან ცილინდრული საქშენებით (სივრცითი განათების გასაზომად), სიკაშკაშის გასაზომად და მოწყობილობის მგრძნობელობის შესამოწმებლად. მათი ცდომილების დონე დაახლოებით 1%-ია.

შენობის ცუდი განათება ხელს უწყობს მიოპიის განვითარებას, ცუდად მოქმედებს შესრულებაზე, იწვევს დაღლილობას და განწყობის დაქვეითებას.

კომპიუტერის მაგიდის ზედაპირის მინიმალური განათება SanPiN-ის მიხედვით არის 400 ლუქსი. სკოლის მერხებს უნდა ჰქონდეს მინიმუმ 500 ლუქსის განათება.

ლუმენი და ვატი

ენერგიის დაზოგვის ნათურები ერთი და იგივე შუქის გამომუშავებით მოიხმარენ 5-6-ჯერ ნაკლებ ელექტროენერგიას, ვიდრე ინკანდესენტური ნათურები. LED - 10-12 ჯერ ნაკლები. სინათლის ნაკადის სიმძლავრე აღარ არის დამოკიდებული ვატთა რაოდენობაზე. მაგრამ მწარმოებლები ყოველთვის მიუთითებენ ვატებზე, რადგან ზედმეტად ძლიერი ნათურების გამოყენება ვაზნებში, რომლებიც არ არის განკუთვნილი ასეთი დატვირთვისთვის, იწვევს ელექტრო მოწყობილობების დაზიანებას ან მოკლე ჩართვას.

თუ განათავსებთ ნათურების ყველაზე გავრცელებულ ტიპებს სინათლის გამომუშავების ზრდის მიხედვით, შეგიძლიათ მიიღოთ შემდეგი სია:

1. ინკანდესენტური ნათურა - 10 ლუმენი / ვატი.
2. ჰალოგენი - 20 ლუმენი / ვატი.
3. მერკური - 60 ლუმენი / ვატი.
4. ენერგიის დაზოგვა - 65 ლუმენ/ვატი.
5. კომპაქტური ფლუორესცენტური ნათურა - 80 ლუმენ/ვატი.
6. ლითონის ჰალოდიდი - 90 ლუმენი / ვატი.
7. სინათლის დიოდი (LED) - 120 ლუმენი / ვატი.

მაგრამ ადამიანების უმეტესობა მიჩვეულია ნათურების ყიდვისას მწარმოებლის მიერ მითითებულ ვატთა რაოდენობას. იმისათვის, რომ გამოვთვალოთ რამდენი ვატი გჭირდებათ კვადრატულ მეტრზე, ჯერ უნდა გადაწყვიტოთ, რამდენად კაშკაშა უნდა იყოს ოთახში შუქი. 20 ვატიანი ინკანდესენტური ნათურები 1 მ²-ზე - ასეთი განათება შესაფერისია სამუშაო ადგილისთვის ან მისაღები ოთახისთვის; საძინებლისთვის საკმარისი იქნება 10-12 ვატი 1 მ²-ზე. ენერგოდაზოგვის ნათურების ყიდვისას ეს მაჩვენებლები იყოფა 5-ზე. მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ ჭერის სიმაღლე: თუ ის 3 მ-ზე მაღალია, ვატთა საერთო რაოდენობა უნდა გამრავლდეს 1,5-ზე.