კითხვა იმის შესახებ, თუ რაში იზომება მანათობელი ნაკადი, განათების მოწყობილობების მომხმარებლებისთვის 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 შუქით: 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 იგივე განათების 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:
- ინკანდესენტური ნათურა - 10 ლუმენი / ვატი.
- ჰალოგენი - 20 ლუმენი / ვატი.
- მერკური - 60 ლუმენი / ვატი.
- ენერგიის დაზოგვა - 65 ლუმენ/ვატი.
- კომპაქტური ფლუორესცენტური ნათურა - 80 ლუმენ/ვატი.
- ლითონის ჰალოდიდი - 90 ლუმენი / ვატი.
- 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 განათება. 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.
1. მანათობელი ნაკადი
მანათობელი ნაკადი - გასხივოსნებული ენერგიის ძალა, რომელიც ფასდება მის მიერ წარმოქმნილი სინათლის შეგრძნებით.გამოსხივების ენერგია განისაზღვრება იმ კვანტების რაოდენობით, რომლებიც გამოსხივებულია ემიტერის მიერ კოსმოსში. გასხივოსნებული ენერგია (რადიაციული ენერგია) იზომება ჯოულებში. დროის ერთეულზე გამოსხივებულ ენერგიას ეწოდება გასხივოსნებული ნაკადი ან გასხივოსნებული ნაკადი. რადიაციის ნაკადი იზომება ვატებში. მანათობელი ნაკადი აღინიშნება Fe.
სადაც: Qe - რადიაციული ენერგია.
რადიაციული ნაკადი ხასიათდება ენერგიის განაწილებით დროსა და სივრცეში.
უმეტეს შემთხვევაში, როდესაც ისინი საუბრობენ რადიაციული ნაკადის დროში განაწილებაზე, ისინი არ ითვალისწინებენ რადიაციის გარეგნობის კვანტურ ბუნებას, მაგრამ ამას ესმით, როგორც ფუნქცია, რომელიც იძლევა მყისიერი მნიშვნელობების დროის ცვლილებას. რადიაციული ნაკადის Ф(t). ეს მისაღებია, რადგან წყაროს მიერ გამოსხივებული ფოტონების რაოდენობა დროის ერთეულზე ძალიან დიდია.
რადიაციული ნაკადის სპექტრული განაწილების მიხედვით წყაროები იყოფა სამ კლასად: ხაზოვანი, ზოლიანი და უწყვეტი სპექტრებით. ხაზის სპექტრის მქონე წყაროს რადიაციული ნაკადი შედგება ცალკეული ხაზების მონოქრომატული ნაკადებისგან:
სადაც: Фλ - მონოქრომატული გამოსხივების ნაკადი; Fe - რადიაციული ნაკადი.
ზოლიანი სპექტრის მქონე წყაროებისთვის, გამოსხივება ხდება სპექტრის საკმაოდ ფართო ნაწილებში - ზოლები, რომლებიც ერთმანეთისგან გამოყოფილია მუქი უფსკრულით. რადიაციული ნაკადის სპექტრული განაწილების დასახასიათებლად უწყვეტი და ზოლიანი სპექტრებით, რაოდენობა ე.წ. რადიაციული ნაკადის სპექტრული სიმკვრივე
სადაც: λ არის ტალღის სიგრძე.
რადიაციული ნაკადის სპექტრული სიმკვრივე არის გასხივოსნებული ნაკადის განაწილების მახასიათებელი სპექტრზე და უდრის ელემენტარული ნაკადის ΔΦeλ თანაფარდობას, რომელიც შეესაბამება უსასრულოდ მცირე ფართობს, ამ ფართობის სიგანეს:
რადიაციის ნაკადის სპექტრული სიმკვრივე იზომება ვატებში ნანომეტრზე.
განათების ინჟინერიაში, სადაც რადიაციის მთავარი მიმღები არის ადამიანის თვალი, რადიაციული ნაკადის ეფექტური მოქმედების შესაფასებლად შემოღებულია მანათობელი ნაკადის კონცეფცია. მანათობელი ნაკადი არის რადიაციული ნაკადი, რომელიც შეფასებულია მისი ზემოქმედებით თვალზე, რომლის ფარდობითი სპექტრული მგრძნობელობა განისაზღვრება CIE-ს მიერ დამტკიცებული საშუალო სპექტრალური ეფექტურობის მრუდით.
განათების ტექნოლოგიაში ასევე გამოიყენება მანათობელი ნაკადის შემდეგი განმარტება: მანათობელი ნაკადი არის სინათლის ენერგიის ძალა. მანათობელი ნაკადის ერთეული არის სანათური (lm). 1 ლმ შეესაბამება მანათობელ ნაკადს, რომელიც გამოყოფს ერთეულ მყარ კუთხით წერტილის იზოტროპული წყაროს სინათლის ინტენსივობით 1 კანდელა.
ცხრილი 1. სინათლის წყაროების ტიპიური სინათლის მნიშვნელობები:
| ნათურების ტიპები | ელექტრო ენერგია, ვ | მანათობელი ნაკადი, lm | მანათობელი ეფექტურობა lm/w |
| 100 ვტ | 1360 ლმ | 13,6 ლმ/ვ | |
| ფლუორესცენტური ნათურა | 58 ვ | 5400 ლმ | 93 ლმ/ვ |
| მაღალი წნევის ნატრიუმის ნათურა | 100 ვტ | 10000 ლმ | 100 ლმ/ვტ |
| დაბალი წნევის ნატრიუმის ნათურა | 180 ვტ | 33000 ლმ | 183 ლმ/ვ |
| მაღალი წნევის ვერცხლისწყლის ნათურა | 1000 W | 58000 ლმ | 58 ლმ/ვ |
| ლითონის ჰალოგენური ნათურა | 2000 ვტ | 190000 ლმ | 95 ლმ/ვტ |
მანათობელი ნაკადი Ф, რომელიც ეცემა სხეულზე, ნაწილდება სამ კომპონენტად: აირეკლება Fρ სხეულით, შეიწოვება Fa და გადადის Ft. კოეფიციენტების გამოყენებისას: ასახვა ρ = Фρ /Ф; შთანთქმა α =Фα /Ф; გადაცემა τ =Фτ /Ф.
ცხრილი 2. ზოგიერთი მასალისა და ზედაპირის მსუბუქი მახასიათებლები
| მასალები ან ზედაპირები | შანსები | ასახვისა და გადაცემის ბუნება | ||
| ანარეკლები ρ | აბსორბცია α | ტრანსმისია თ | ||
| ცარცი | 0,85 | 0,15 | - | დიფუზური |
| სილიკატური მინანქარი | 0,8 | 0,2 | - | დიფუზური |
| ალუმინის სარკე | 0,85 | 0,15 | - | მიმართულების |
| შუშის სარკე | 0,8 | 0,2 | - | მიმართულების |
| ყინვაგამძლე მინა | 0,1 | 0,5 | 0,4 | მიმართულებით მიმოფანტული |
| რძის ორგანული მინა | 0,22 | 0,15 | 0,63 | მიმართულებით მიმოფანტული |
| ოპალის სილიკატური მინა | 0,3 | 0,1 | 0,6 | დიფუზური |
| რძის სილიკატური მინა | 0,45 | 0,15 | 0,4 | დიფუზური |
2. სინათლის ძალა
მიმდებარე სივრცეში რეალური წყაროდან გამოსხივების განაწილება არ არის ერთგვაროვანი. მაშასადამე, მანათობელი ნაკადი არ იქნება წყაროს ამომწურავი მახასიათებელი, თუ გამოსხივების განაწილება მიმდებარე სივრცის სხვადასხვა მიმართულებით ერთდროულად არ არის განსაზღვრული.
სინათლის ნაკადის განაწილების დასახასიათებლად გამოყენებულია სინათლის ნაკადის სივრცითი სიმკვრივის კონცეფცია მიმდებარე სივრცის სხვადასხვა მიმართულებით. მანათობელი ნაკადის სივრცულ სიმკვრივეს, რომელიც განისაზღვრება მანათობელი ნაკადის თანაფარდობით მყარ კუთხთან წვეროსთან წყაროს მდებარეობის წერტილში, რომლის შიგნითაც ეს ნაკადი თანაბრად ნაწილდება, ეწოდება მანათობელი ინტენსივობა:
სადაც: Ф - მანათობელი ნაკადი; ω - მყარი კუთხე.
სინათლის ინტენსივობის ერთეული არის კანდელა. 1 cd.
ეს არის სინათლის ინტენსივობა, რომელიც გამოსხივებულია შავი სხეულის ზედაპირის ელემენტის პერპენდიკულარული მიმართულებით 1:600,000 მ2 ფართობით, პლატინის გამაგრების ტემპერატურაზე.
მანათობელი ინტენსივობის ერთეული არის კანდელა, cd არის ერთ-ერთი ძირითადი ერთეული SI სისტემაში და შეესაბამება 1 ლმ მანათობელ ნაკადს, თანაბრად განაწილებული 1 სტერადიანი მყარი კუთხის შიგნით (შდრ.). მყარი კუთხე არის სივრცის ნაწილი, რომელიც შეიცავს კონუსურ ზედაპირს. მყარი კუთხეω იზომება მის მიერ თვითნებური რადიუსის სფეროდან ამოჭრილი ფართობის თანაფარდობით ამ უკანასკნელის კვადრატთან.
3. განათება
განათება არის სინათლის ან მანათობელი ნაკადის რაოდენობა, რომელიც ეცემა ზედაპირის ერთეულ ფართობზე. იგი აღინიშნება ასო E-ით და იზომება ლუქსში (lx).
განათების ერთეული არის ლუქსი, ლუქსს აქვს ლუმენის განზომილება კვადრატულ მეტრზე (ლმ/მ2).
განათება შეიძლება განისაზღვროს, როგორც სინათლის ნაკადის სიმკვრივე განათებულ ზედაპირზე:
განათება არ არის დამოკიდებული სინათლის ნაკადის ზედაპირზე გავრცელების მიმართულებაზე.
აქ არის განათების რამდენიმე საერთო მაჩვენებელი:
ზაფხული, დღე უღრუბლო ცის ქვეშ - 100000 ლუქსი
ქუჩის განათება - 5-30 ლუქსი
სავსე მთვარე ნათელ ღამეს - 0,25 ლუქსი
4. კავშირი მანათობელ ინტენსივობას (I) და განათებას (E) შორის.
შებრუნებული კვადრატის კანონი
სინათლის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარული ზედაპირის კონკრეტულ წერტილში განათება განისაზღვრება როგორც მანათობელი ინტენსივობის თანაფარდობა ამ წერტილიდან სინათლის წყარომდე მანძილის კვადრატთან. თუ ამ მანძილს ავიღებთ როგორც d, მაშინ ეს თანაფარდობა შეიძლება გამოვხატოთ შემდეგი ფორმულით:
მაგალითად: თუ სინათლის წყარო ასხივებს შუქს, რომლის სიმძლავრეა 1200 cd, ზედაპირის პერპენდიკულარული მიმართულებით, ამ ზედაპირიდან 3 მეტრის დაშორებით, მაშინ განათება (Ep) იმ წერტილში, სადაც შუქი აღწევს ზედაპირს, იქნება. 1200/32 = 133 ლუქსი. თუ ზედაპირი სინათლის წყაროდან 6 მ მანძილზეა, განათება იქნება 1200/62= 33 ლუქსი. ამ ურთიერთობას ე.წ "შებრუნებული კვადრატის კანონი".
სინათლის გავრცელების მიმართულების არაპერპენდიკულარული ზედაპირის გარკვეულ წერტილში განათება უდრის სინათლის ინტენსივობას საზომი წერტილის მიმართულებით გაყოფილი სინათლის წყაროსა და სიბრტყის წერტილს შორის მანძილის კვადრატზე გამრავლებული γ კუთხის კოსინუსი (γ არის კუთხე, რომელიც წარმოიქმნება სინათლის დაცემის მიმართულებით და ამ სიბრტყეზე პერპენდიკულარულია).
შესაბამისად:
ეს არის კოსინუსის კანონი (სურათი 1.).
ბრინჯი. 1. კოსინუსის კანონს
ჰორიზონტალური განათების გამოსათვლელად, მიზანშეწონილია შეცვალოთ ბოლო ფორმულა, შეცვალოთ მანძილი d სინათლის წყაროსა და გაზომვის წერტილს შორის სინათლის წყაროდან ზედაპირამდე h სიმაღლით.
სურათი 2:
შემდეგ:
ჩვენ ვიღებთ:
ეს ფორმულა ითვლის ჰორიზონტალურ განათებას გაზომვის წერტილში.
ბრინჯი. 2. ჰორიზონტალური განათება
6. ვერტიკალური განათება
იმავე P წერტილის განათება ვერტიკალურ სიბრტყეში, რომელიც ორიენტირებულია სინათლის წყაროზე, შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სინათლის წყაროს სიმაღლის (h) და სინათლის ინტენსივობის (I) დაცემის კუთხის (γ) ფუნქციის სახით (სურათი 3). .
სიკაშკაშე:
სასრული ზომების ზედაპირებისთვის:
სიკაშკაშე არის მანათობელი ზედაპირის მიერ გამოსხივებული სინათლის ნაკადის სიმკვრივე. სიკაშკაშის ერთეული არის სანათი მანათობელი ზედაპირის კვადრატულ მეტრზე, რომელიც შეესაბამება 1 მ2 ზედაპირს, რომელიც ერთნაირად გამოყოფს მანათობელ ნაკადს 1 ლმ. ზოგადი გამოსხივების შემთხვევაში შემოტანილია სხივური სხეულის (Me) ენერგიის სიკაშკაშის ცნება.
ენერგიის სიკაშკაშის ერთეული არის W/m2.
სიკაშკაშე ამ შემთხვევაში შეიძლება გამოიხატოს გამოსხივებული სხეულის Meλ(λ) ენერგიის სიკაშკაშის სპექტრული სიმკვრივით.
შედარებითი შეფასებისთვის, ჩვენ მივყავართ ენერგიის სიკაშკაშე ზოგიერთი ზედაპირის სიკაშკაშეს:
მზის ზედაპირი - Me=6 107 ვტ/მ2;
ინკანდესენტური ნათურის ძაფი - Me=2 105 ვტ/მ2;
მზის ზედაპირი ზენიტში - М=3,1 109 ლმ/მ2;
ფლუორესცენტური ნათურის ნათურა - M=22 103 ლმ/მ2.
ეს არის სინათლის ინტენსივობა, რომელსაც ასხივებს ერთეული ზედაპირის ფართობი გარკვეული მიმართულებით. სიკაშკაშის ერთეული არის კანდელა კვადრატულ მეტრზე (cd/m2).
ზედაპირს შეუძლია ასხივოს სინათლე, ისევე როგორც ნათურის ზედაპირი, ან ასახოს შუქი, რომელიც მოდის სხვა წყაროდან, როგორიცაა გზის ზედაპირი.
სხვადასხვა ამრეკლავი თვისებების მქონე ზედაპირებს ერთი და იგივე განათების დროს ექნებათ სიკაშკაშის განსხვავებული ხარისხი.
dA ზედაპირის მიერ გამოსხივებული სიკაშკაშე ფ კუთხით ამ ზედაპირის პროექციასთან უდრის მოცემული მიმართულებით გამოსხივებული სინათლის ინტენსივობის თანაფარდობას გამოსხივების ზედაპირის პროექციასთან (ნახ. 4).
ბრინჯი. 4. სიკაშკაშე
როგორც მანათობელი ინტენსივობა, ასევე გამოსხივების ზედაპირის პროექცია არ არის დამოკიდებული მანძილზე. ამიტომ, სიკაშკაშე ასევე დამოუკიდებელია მანძილისგან.
რამდენიმე პრაქტიკული მაგალითი:
მზის ზედაპირის სიკაშკაშე - 2000000000 cd/m2
ფლუორესცენტური ნათურების სიკაშკაშე - 5000-დან 15000 cd/m2-მდე
სავსე მთვარის ზედაპირის სიკაშკაშე - 2500 cd/m2
გზის ხელოვნური განათება - 30 ლუქსი 2 cd/m2
სიგრძისა და მანძილის კონვერტორი მასის კონვერტორი ნაყარი საკვების და საკვების მოცულობის კონვერტორი ფართობის კონვერტორი მოცულობის და რეცეპტის ერთეულების კონვერტორი ტემპერატურის კონვერტორი წნევის, დაძაბულობის, Young's Modulus Converter ენერგიისა და მუშაობის კონვერტორი სიმძლავრის კონვერტორი ძალის კონვერტორი დროის კონვერტორი წრფივი სიჩქარის კონვერტორი საწვავის წრფივი სიჩქარის კონვერტორი რიცხვების სხვადასხვა რიცხვების სისტემაში ინფორმაციის რაოდენობის საზომი ერთეულების გადამყვანი ვალუტის განაკვეთები ქალის ტანსაცმლისა და ფეხსაცმლის ზომები მამაკაცის ტანსაცმლისა და ფეხსაცმლის ზომები კუთხური სიჩქარის და ბრუნვის სიხშირის გადამყვანი აჩქარების გადამყვანი კუთხური აჩქარების გადამყვანი სიმკვრივის გადამყვანი სპეციფიკური მოცულობის გადამყვანი ინერციის მომენტის გადამყვანი ძალის გადამყვანი ბრუნვის გადამყვანი სპეციფიური კალორიული მნიშვნელობის გადამყვანი (მასით) ენერგიის სიმკვრივისა და სპეციფიკური კალორიული მნიშვნელობის გადამყვანი (მოცულობით) ტემპერატურის სხვაობის გადამყვანი კოეფიციენტის გადამყვანი თერმული გაფართოების კოეფიციენტის თერმორეზისტენტობის კონვერტორი თერმოგამტარობის კონვერტორი სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის კონვერტორი ენერგიის ექსპოზიცია და რადიაციული სიმძლავრის გადამყვანი სითბოს ნაკადის სიმკვრივის კონვერტორი სითბოს გადაცემის კოეფიციენტის კონვერტორი მოცულობის ნაკადის კონვერტორი მასის ნაკადის გადამყვანი მოლარული ნაკადის კონვერტორი მასის კონვერტორი მასის კონვერტორი კინემატიკური სიბლანტის კონვერტორი ზედაპირის დაძაბულობის კონვერტორი ორთქლის გადამცემი ორთქლის გადაცემის კონვერტორი ორთქლის გადაცემის და ორთქლის გადაცემის სიჩქარის კონვერტორი ხმის დონის კონვერტორი მიკროფონის მგრძნობელობის კონვერტორი ხმის წნევის დონე (SPL) კონვერტორი ხმის წნევის დონის კონვერტორი არჩევით რეფერენციული წნევის სიკაშკაშე სიკაშკაშე კონვერტორი სიხშირე კონვერტორი ტალღის სიგრძის გადამყვანი სიმძლავრე დიოპტრიაში x და ფოკუსური სიგრძის დიოპტრიის სიმძლავრე და ლინზების გადიდება (×) ელექტრული დამუხტვის კონვერტორი წრფივი დამუხტვის სიმკვრივის კონვერტორი ზედაპირის მუხტის სიმკვრივის კონვერტორი მთლიანი დამუხტვის სიმკვრივის კონვერტორი ელექტრული დენის კონვერტორი ხაზოვანი დენის სიმკვრივის კონვერტორი ზედაპირის დენის სიმკვრივის კონვერტორი ელექტრული დენის სიმკვრივის კონვერტორი ელექტრული კონვერტორი ელექტრული წინაღობის კონვერტორი ელექტრული გამტარობის კონვერტორი ელექტრული გამტარობის კონვერტორი ტევადობის ინდუქციური კონვერტორი ამერიკული მავთულის ლიანდაგის კონვერტორი დონეები dBm (dBm ან dBmW), dBV (dBV), ვატი და ა.შ. ერთეულები მაგნიტურმოძრავი ძალის გადამყვანი მაგნიტური ველის სიძლიერის გადამყვანი მაგნიტური ნაკადის გადამყვანი მაგნიტური ინდუქციური გადამყვანი რადიაცია. მაიონებელი გამოსხივების შთანთქმის დოზის სიჩქარის გადამყვანი რადიოაქტიურობა. რადიოაქტიური დაშლის კონვერტორი რადიაცია. ექსპოზიციის დოზის გადამყვანი რადიაცია. აბსორბირებული დოზის კონვერტორი ათწილადი პრეფიქსი კონვერტორი მონაცემთა გადაცემის ტიპოგრაფია და გამოსახულების დამუშავების ერთეული კონვერტორი ხე-ტყის მოცულობის ერთეულის კონვერტორი ქიმიური ელემენტების მოლური მასის პერიოდული ცხრილის გამოთვლა D.I. Mendeleev
Საწყისი ღირებულება
კონვერტირებული ღირებულება
Candela Candle (გერმანული) სანთელი (დიდი ბრიტანეთი) ათწილადი სანთელი Pentane Candle Pentane Candle (10 St) Hefner Candle Unit Carcel Candle ათწილადი (ფრანგული) ლუმენი/სტერადიული სანთელი (საერთაშორისო)
მეტი სინათლის ძალის შესახებ
Ზოგადი ინფორმაცია
სინათლის ინტენსივობა არის მანათობელი ნაკადის ძალა გარკვეული მყარი კუთხით. ანუ სინათლის სიძლიერე არ განსაზღვრავს მთელ სინათლეს სივრცეში, არამედ მხოლოდ გარკვეული მიმართულებით გამოსხივებულ სინათლეს. სინათლის წყაროდან გამომდინარე, სინათლის ინტენსივობა მცირდება ან იზრდება მყარი კუთხის ცვლილებისას, თუმცა ზოგჯერ ეს მნიშვნელობა იგივეა ნებისმიერი კუთხისთვის, სანამ წყარო თანაბრად ავრცელებს შუქს. სინათლის ძალა სინათლის ფიზიკური თვისებაა. ამით ის განსხვავდება სიკაშკაშისგან, რადგან ხშირ შემთხვევაში, როდესაც ადამიანები საუბრობენ სიკაშკაშეზე, ისინი გულისხმობენ სუბიექტურ შეგრძნებას და არა ფიზიკურ რაოდენობას. ასევე, სიკაშკაშე არ არის დამოკიდებული მყარ კუთხეზე, მაგრამ აღიქმება ზოგად სივრცეში. ერთი და იგივე წყარო მუდმივი სინათლის ინტენსივობით შეიძლება აღიქმებოდეს ადამიანების მიერ, როგორც განსხვავებული სიკაშკაშის შუქი, რადგან ეს აღქმა დამოკიდებულია გარემო პირობებზე და თითოეული ადამიანის ინდივიდუალურ აღქმაზე. ასევე, ერთი და იგივე მანათობელი ინტენსივობის ორი წყაროს სიკაშკაშე შეიძლება განსხვავებულად იქნას აღქმული, განსაკუთრებით მაშინ, თუ ერთი იძლევა დიფუზურ შუქს, ხოლო მეორე - მიმართულებას. ამ შემთხვევაში, მიმართულების წყარო უფრო კაშკაშა გამოჩნდება, მიუხედავად იმისა, რომ ორივე წყაროს სინათლის ინტენსივობა ერთნაირია.
სინათლის ინტენსივობა განიხილება, როგორც სიმძლავრის ერთეული, თუმცა ის განსხვავდება სიმძლავრის ჩვეულებრივი კონცეფციისგან იმით, რომ დამოკიდებულია არა მხოლოდ სინათლის წყაროს მიერ გამოსხივებულ ენერგიაზე, არამედ სინათლის ტალღის სიგრძეზე. ადამიანის მგრძნობელობა სინათლის მიმართ დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე და გამოიხატება ფარდობითი სპექტრული მანათობელი ეფექტურობის ფუნქციით. სინათლის ინტენსივობა დამოკიდებულია მანათობელ ეფექტურობაზე, რომელიც მაქსიმუმს აღწევს 550 ნანომეტრის ტალღის სიგრძის სინათლისთვის. ეს არის მწვანე. თვალი ნაკლებად მგრძნობიარეა სინათლის მიმართ უფრო გრძელი ან მოკლე ტალღის სიგრძით.
SI სისტემაში, მანათობელი ინტენსივობა იზომება კანდელაჩი(cd). ერთი კანდელა დაახლოებით უდრის ერთი სანთლის მიერ გამოსხივებული სინათლის ინტენსივობას. ზოგჯერ ასევე გამოიყენება მოძველებული ერთეული, სანთელი(ან საერთაშორისო სანთელი), თუმცა უმეტეს შემთხვევაში ეს ერთეული შეიცვალა კანდელით. ერთი სანთელი დაახლოებით უდრის ერთ კანდელას.
თუ გაზომავთ სინათლის ინტენსივობას სიბრტყის გამოყენებით, რომელიც აჩვენებს სინათლის გავრცელებას, როგორც ილუსტრაციით, ხედავთ, რომ სინათლის ინტენსივობის რაოდენობა დამოკიდებულია სინათლის წყაროს მიმართულებაზე. მაგალითად, თუ LED ნათურის მაქსიმალური გამოსხივების მიმართულებას ავიღებთ 0°, მაშინ გაზომილი მანათობელი ინტენსივობა 180°-ის მიმართულებით გაცილებით დაბალი იქნება, ვიდრე 0°. დიფუზური წყაროებისთვის, მანათობელი ინტენსივობის სიდიდე 0°-სა და 180°-ზე დიდად არ განსხვავდება და შეიძლება იყოს იგივე.
ილუსტრაციაში ორი წყაროდან, წითელი და ყვითელი, გამოსხივებული შუქი თანაბარ ფართობს ფარავს. ყვითელი შუქი დიფუზურია, როგორც სანთლის შუქი. მისი სიმძლავრე არის დაახლოებით 100 cd, განურჩევლად მიმართულებისა. წითელი - პირიქით, მიმართული. 0°-ის მიმართულებით, სადაც გამოსხივება მაქსიმალურია, მისი სიძლიერეა 225 cd, მაგრამ ეს მნიშვნელობა სწრაფად მცირდება 0°-დან გადახრისას. მაგალითად, მანათობელი ინტენსივობა არის 125 cd, როდესაც მიმართულია 30°-ზე და მხოლოდ 50 cd, როდესაც მიმართულია 80°-ზე.
სინათლის ძალა მუზეუმებში
მუზეუმის პერსონალი ზომავს შუქის ინტენსივობას მუზეუმის სივრცეებში, რათა დაადგინონ ოპტიმალური პირობები მნახველებისთვის გამოფენილი ნამუშევრების სანახავად, ამავე დროს უზრუნველყოფენ ნაზი შუქს, რომელიც რაც შეიძლება ნაკლებ ზიანს აყენებს მუზეუმის ექსპონატებს. ცელულოზისა და საღებავების შემცველი მუზეუმის ექსპონატები, განსაკუთრებით ბუნებრივი მასალისგან დამზადებული, უარესდება სინათლის გახანგრძლივებული ზემოქმედებით. ცელულოზა უზრუნველყოფს ქსოვილის, ქაღალდისა და ხის პროდუქტების სიმტკიცეს; ხშირად მუზეუმებში არის ამ მასალების მრავალი ექსპონატი, ამიტომ საგამოფენო დარბაზებში სინათლე დიდ საფრთხეს წარმოადგენს. რაც უფრო ძლიერია სინათლის ინტენსივობა, მით უფრო უარესდება მუზეუმის ექსპონატები. განადგურების გარდა, სინათლე ასევე აფერხებს ან ყვითლდება ცელულოზის მასალებს, როგორიცაა ქაღალდი და ქსოვილები. ზოგჯერ ქაღალდი ან ტილო, რომელზედაც ნახატებია დახატული, ფუჭდება და უფრო სწრაფად იშლება, ვიდრე საღებავი. ეს განსაკუთრებით პრობლემურია, რადგან სურათზე ფერების აღდგენა უფრო ადვილია, ვიდრე ბაზა.
მუზეუმის ექსპონატებისთვის მიყენებული ზიანი დამოკიდებულია სინათლის ტალღის სიგრძეზე. მაგალითად, ფორთოხლის სპექტრის სინათლე ყველაზე ნაკლებად საზიანოა, ლურჯი კი ყველაზე საშიში. ანუ უფრო გრძელი ტალღის სიგრძის შუქი უფრო უსაფრთხოა ვიდრე მოკლე ტალღის სიგრძის შუქი. ბევრი მუზეუმი იყენებს ამ ინფორმაციას და არა მხოლოდ აკონტროლებს სინათლის მთლიან რაოდენობას, არამედ ზღუდავს ლურჯ შუქს ღია ნარინჯისფერი ფილტრების გამოყენებით. ამავდროულად, ისინი ცდილობენ აირჩიონ ისეთი მსუბუქი ფილტრები, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ფილტრავენ ლურჯ შუქს, ვიზიტორებს საშუალებას აძლევენ სრულად დატკბნენ საგამოფენო დარბაზში გამოფენილი ნამუშევრებით.
მნიშვნელოვანია არ დაგვავიწყდეს, რომ ექსპონატები უარესდება არა მხოლოდ სინათლისგან. ამიტომ, ძნელია პროგნოზირება, მხოლოდ სინათლის სიძლიერეზე დაყრდნობით, რამდენად სწრაფად იშლება მასალები, საიდანაც ისინი მზადდება. მუზეუმის შენობაში გრძელვადიანი შენახვისთვის საჭიროა არა მხოლოდ დაბალი განათების გამოყენება, არამედ დაბალი ტენიანობის შენარჩუნება, ასევე ჰაერში ჟანგბადის დაბალი რაოდენობა, ყოველ შემთხვევაში, საგამოფენო ჩანთების შიგნით.
მუზეუმებში, სადაც აკრძალულია სურათების გადაღება ფლეშით, ისინი ხშირად მიუთითებენ სინათლის მავნებლობაზე სამუზეუმო ექსპონატებისთვის, განსაკუთრებით ულტრაიისფერი. ეს პრაქტიკულად უსაფუძვლოა. ისევე, როგორც ხილული სინათლის მთელი სპექტრის შეზღუდვა გაცილებით ნაკლებად ეფექტურია, ვიდრე ლურჯი სინათლის შეზღუდვა, ციმციმის აკრძალვა მცირე გავლენას ახდენს ექსპონატების სინათლის დაზიანების ხარისხზე. ექსპერიმენტების დროს მკვლევარებმა შენიშნეს აკვარელის მცირე დაზიანება, რომელიც გამოწვეული იყო პროფესიონალური სტუდიის შუქით მხოლოდ მილიონზე მეტი ციმციმის შემდეგ. გამოფენიდან 120 სანტიმეტრის დაშორებით ყოველ ოთხ წამში ციმციმი თითქმის უტოლდება იმ შუქს, რომელიც ჩვეულებრივ ხდება საგამოფენო დარბაზებში, სადაც კონტროლდება სინათლის რაოდენობა და იფილტრება ლურჯი სინათლე. ისინი, ვინც მუზეუმებში იღებენ ფოტოებს, იშვიათად იყენებენ ასეთ მძლავრ ციმციმებს, რადგან ვიზიტორთა უმეტესობა არ არის პროფესიონალი ფოტოგრაფი და იღებს სურათებს ტელეფონებითა და კომპაქტური კამერებით. ყოველ ოთხ წამში დარბაზში ციმციმები იშვიათად მუშაობს. ციმციმის მიერ გამოსხივებული ულტრაიისფერი სხივების დაზიანებაც უმეტეს შემთხვევაში მცირეა.
ნათურების მანათობელი ინტენსივობა
ჩვეულებრივია აღწეროთ მოწყობილობების თვისებები მანათობელი ინტენსივობის დახმარებით, რომელიც განსხვავდება მანათობელი ნაკადისგან - რაოდენობა, რომელიც განსაზღვრავს სინათლის მთლიან რაოდენობას და აჩვენებს, თუ რამდენად კაშკაშაა ეს წყარო ზოგადად. მოსახერხებელია სინათლის ინტენსივობის გამოყენება ნათურების განათების თვისებების დასადგენად, მაგალითად, LED-ები. მათი ყიდვისას ინფორმაცია სინათლის ინტენსივობის შესახებ გვეხმარება იმის დადგენაში, თუ რა სიძლიერით და რა მიმართულებით გავრცელდება შუქი და არის თუ არა ასეთი ნათურა მყიდველისთვის შესაფერისი.
სინათლის ინტენსივობის განაწილება
სინათლის ინტენსივობის გარდა, სინათლის ინტენსივობის განაწილების მრუდები გვეხმარება იმის გაგებაში, თუ როგორ მოიქცევა ნათურა. მანათობელი ინტენსივობის კუთხური განაწილების ასეთი დიაგრამები არის დახურული მრუდები სიბრტყეში ან სივრცეში, რაც დამოკიდებულია ნათურის სიმეტრიაზე. ისინი ფარავს ამ ნათურის სინათლის განაწილების მთელ არეალს. დიაგრამა გვიჩვენებს მანათობელი ინტენსივობის სიდიდეს მისი გაზომვის მიმართულებიდან გამომდინარე. გრაფიკი ჩვეულებრივ აგებულია პოლარული ან მართკუთხა კოორდინატულ სისტემებში, იმისდა მიხედვით, თუ რომელი სინათლის წყაროსთვის არის აგებული გრაფიკი. ის ხშირად მოთავსებულია ნათურის შეფუთვაზე, რათა მომხმარებელს დაეხმაროს წარმოიდგინოს, როგორ მოიქცევა ნათურა. ეს ინფორმაცია მნიშვნელოვანია დიზაინერებისა და განათების ტექნიკოსებისთვის, განსაკუთრებით მათთვის, ვინც მუშაობს კინოს, თეატრისა და გამოფენებისა და სპექტაკლების ორგანიზების სფეროში. მანათობელი ინტენსივობის განაწილება ასევე მოქმედებს უსაფრთხოებაზე მართვის დროს, რის გამოც ინჟინრები, რომლებიც სატრანსპორტო საშუალებების განათებას ქმნიან, იყენებენ მანათობელი ინტენსივობის განაწილების მოსახვევებს. ისინი უნდა დაიცვან მკაცრი წესები, რომლებიც არეგულირებს ფარებში სინათლის ინტენსივობის განაწილებას, რათა უზრუნველყონ გზებზე მაქსიმალური უსაფრთხოება.
ფიგურაში მოცემული მაგალითი პოლარული კოორდინატთა სისტემაშია. A არის სინათლის წყაროს ცენტრი, საიდანაც შუქი ვრცელდება სხვადასხვა მიმართულებით, B არის მანათობელი ინტენსივობა კანდელაში და C არის სინათლის მიმართულების გაზომვის კუთხე, 0° არის მაქსიმალური მანათობელი ინტენსივობის მიმართულება. წყაროს.
სინათლის ინტენსივობის სიძლიერის და განაწილების გაზომვა
სინათლის სიძლიერე და მისი განაწილება იზომება სპეციალური ხელსაწყოებით, გონიოფოტომეტრებიდა გონიომეტრები. ამ მოწყობილობების რამდენიმე სახეობა არსებობს, მაგალითად, მოძრავი სარკით, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ სინათლის ინტენსივობა სხვადასხვა კუთხით. ზოგჯერ სინათლის წყარო თავად მოძრაობს სარკის ნაცვლად. როგორც წესი, ეს მოწყობილობები დიდია, ნათურასა და სენსორს შორის მანძილი 25 მეტრამდეა, რომელიც ზომავს სინათლის ინტენსივობას. ზოგიერთი მოწყობილობა შედგება სფეროსგან, რომელსაც აქვს საზომი მოწყობილობა, სარკე და შიგნით ნათურა. ყველა გონიოფოტომეტრი არ არის დიდი, არის პატარებიც, რომლებიც გაზომვის დროს მოძრაობენ სინათლის წყაროს გარშემო. გონიოფოტომეტრის ყიდვისას გადამწყვეტ როლს თამაშობს ფასი, ზომა, სიმძლავრე და სინათლის წყაროს მაქსიმალური ზომა, რომლის გაზომვაც მას შეუძლია, სხვა ფაქტორებთან ერთად.
ნახევრად სიკაშკაშის კუთხე
ნახევრად სიკაშკაშის კუთხე, რომელსაც ზოგჯერ ბზინვარების კუთხესაც უწოდებენ, არის ერთ-ერთი სიდიდე, რომელიც ეხმარება სინათლის წყაროს აღწერას. ეს კუთხე მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად მიმართულია ან დიფუზურია სინათლის წყარო. იგი განისაზღვრება, როგორც სინათლის კონუსის კუთხე, რომლის დროსაც წყაროს მანათობელი ინტენსივობა უდრის მისი მაქსიმალური ინტენსივობის ნახევარს. სურათზე მოცემულ მაგალითში, წყაროს მაქსიმალური მანათობელი ინტენსივობაა 200 cd. შევეცადოთ განვსაზღვროთ ნახევრად სიკაშკაშის კუთხე ამ გრაფიკის გამოყენებით. წყაროს მანათობელი ინტენსივობის ნახევარი უდრის 100 cd-ს. კუთხე, რომლითაც სხივის მანათობელი ინტენსივობა აღწევს 100 cd.-ს, ანუ ნახევარი სიკაშკაშის კუთხეს, უდრის გრაფიკზე 60+60=120° (კუთხის ნახევარი ნაჩვენებია ყვითლად). ორი სინათლის წყაროსთვის ერთი და იგივე მთლიანი რაოდენობის სინათლისთვის, ნახევრად სიკაშკაშის უფრო ვიწრო კუთხე ნიშნავს, რომ მისი მანათობელი ინტენსივობა უფრო დიდია, მეორე სინათლის წყაროსთან შედარებით, 0°-სა და ნახევრად სიკაშკაშის კუთხეებს შორის. ანუ მიმართულ წყაროებს აქვთ ნახევრად სიკაშკაშის ვიწრო კუთხე.
უპირატესობები აქვს როგორც ფართო, ისე ვიწრო ნახევრად სიკაშკაშის კუთხეებს და რომელი აირჩიოს დამოკიდებულია ამ სინათლის წყაროს გამოყენებაზე. ასე რომ, მაგალითად, სკუბა დაივინგისთვის, ღირს ფანრის არჩევა ვიწრო ნახევრად სიკაშკაშის კუთხით, თუ წყალში ხილვადობა კარგია. თუ ხილვადობა ცუდია, მაშინ აზრი არ აქვს ასეთი ფანრის გამოყენებას, რადგან ის მხოლოდ უშედეგოდ ხარჯავს ენერგიას. ამ შემთხვევაში უკეთესია ფანარი ფართო ნახევრად ნათელი კუთხით, რომელიც კარგად ავრცელებს შუქს. ასევე, ასეთი ფანარი დაგეხმარებათ ფოტო და ვიდეო გადაღების დროს, რადგან ის ანათებს კამერის წინ უფრო ფართო ადგილს. ზოგიერთი ჩაყვინთვის შუქი საშუალებას გაძლევთ ხელით დაარეგულიროთ ნახევრად სიკაშკაშის კუთხე, რაც მოსახერხებელია, რადგან მყვინთავებს ყოველთვის არ შეუძლიათ იმის პროგნოზირება, თუ როგორი იქნება ხილვადობა, სადაც ჩაყვინდებიან.
გამოაქვეყნეთ შეკითხვა TCTerms-ზედა რამდენიმე წუთში მიიღებთ პასუხს.სინათლის ნაკადი- სინათლის გამოსხივების ძალა, ანუ ხილული გამოსხივება, შეფასებული სინათლის შეგრძნებით, რომელსაც ის წარმოქმნის ადამიანის თვალზე. სინათლის გამომუშავება იზომება ლუმენებში.
მაგალითად, ინკანდესენტური ნათურა (100 W) ასხივებს მანათობელ ნაკადს, რომელიც უდრის 1350 lm, ხოლო ფლუორესცენტური ნათურა LB40 - 3200.
ერთი სანათურიუდრის წერტილოვანი იზოტროპული წყაროს მიერ გამოსხივებულ მანათობელ ნაკადს, ერთი კანდელას ტოლი მანათობელი ინტენსივობით, მყარ კუთხეში, ერთ სტერადიანში (1 lm = 1 cd sr).
იზოტროპული წყაროს მიერ შექმნილი მთლიანი მანათობელი ნაკადი, ერთი კანდელას მანათობელი ინტენსივობით, უდრის 4πლუმენები.
არსებობს კიდევ ერთი განმარტება: მანათობელი ნაკადის ერთეული არის სანათური(lm), უდრის შავი სხეულის მიერ გამოსხივებულ ნაკადს 0,5305 მმ 2 ფართობიდან პლატინის გამაგრების ტემპერატურაზე (1773 ° C), ან 1 სანთელი 1 სტერადიანი.
სინათლის ძალა- მანათობელი ნაკადის სივრცითი სიმკვრივე, უდრის მანათობელი ნაკადის თანაფარდობას იმ მყარი კუთხის მნიშვნელობასთან, რომელშიც გამოსხივება თანაბრად ნაწილდება. სინათლის ინტენსივობის ერთეული არის კანდელა.
განათება- ზედაპირზე მოხვედრილი მანათობელი ნაკადის ზედაპირის სიმკვრივე, ტოლია მანათობელი ნაკადის თანაფარდობა განათებული ზედაპირის ზომასთან, რომელზედაც იგი თანაბრად ნაწილდება.
განათების ერთეული არის ლუქსი (lx)ტოლია 1 ლმ მანათობელი ნაკადით შექმნილი განათების, თანაბრად განაწილებული 1 მ 2 ფართობზე, ანუ ტოლია 1 ლმ / 1 მ 2.
სიკაშკაშე- მანათობელი ინტენსივობის ზედაპირის სიმკვრივე მოცემულ მიმართულებით, ტოლია მანათობელი ინტენსივობის თანაფარდობა მანათობელი ზედაპირის პროექციის ფართობთან იმავე მიმართულებით პერპენდიკულარულ სიბრტყეზე.
სიკაშკაშის ერთეული არის კანდელა კვადრატულ მეტრზე (cd/m2).
სიკაშკაშე (სიმსუბუქე)- ზედაპირის მიერ გამოსხივებული მანათობელი ნაკადის ზედაპირის სიმკვრივე, ტოლია მანათობელი ნაკადის თანაფარდობა მანათობელი ზედაპირის ფართობთან.
სიკაშკაშის ერთეული არის 1 ლმ/მ 2.
სინათლის რაოდენობათა ერთეულები SI (SI) ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში
| ღირებულების სახელი | ერთეულის სახელი | გამოხატულება SI ერთეულების მეშვეობით (SI) |
ერთეულის აღნიშვნა | |
|---|---|---|---|---|
| რუსული | შორის- ხალხური |
|||
| სინათლის ძალა | კანდელა | cd | cd | cd |
| სინათლის ნაკადი | სანათური | cd sr | მე ვარ | მე ვარ |
| სინათლის ენერგია | სანათური მეორე | cd sr s | ლმ ს | ლმ ს |
| განათება | ფუფუნება | cd sr / m 2 | კარგი | lx |
| სიკაშკაშე | ლუმენები კვადრატულ მეტრზე | cd sr / m 2 | ლმ მ 2 | ლმ/მ2 |
| სიკაშკაშე | კანდელა კვადრატულ მეტრზე | cd/m2 | cd/m2 | cd/m2 |
| სინათლის ექსპოზიცია | ლუქსი მეორე | cd sr s / m 2 | lx s | lx s |
| რადიაციული ენერგია | ჯოული | კგ მ 2 / წმ 2 | ჯ | ჯ |
| რადიაციული ნაკადი, რადიაციული სიმძლავრე | ვატი | კგ მ 2 / წმ 3 | სამ | ვ |
| რადიაციული ნაკადის სინათლის ეკვივალენტი | ლუმენები თითო ვატზე | ლმ/ვ | ლმ/ვ | |
| ზედაპირის რადიაციული ნაკადის სიმკვრივე | ვატი კვადრატულ მეტრზე | კგ/წმ 3 | ვ/მ2 | w/m2 |
| სინათლის ენერგეტიკული ძალა (რადიაციული ძალა) | ვატი სტერადიანზე | კგ მ2/(ს 3 სრ) | სამ/ოთხ | w/sr |
| ენერგიის სიკაშკაშე | ვატი სტერადიან კვადრატულ მეტრზე | კგ/(ს 3 სრ) | W / (sr m 2) | W/(sr m 2) |
| ენერგეტიკული განათება (გამოსხივება) | ვატი კვადრატულ მეტრზე | კგ/წმ 3 | ვ/მ2 | w/m2 |
| ენერგიის სიკაშკაშე (გასხივოსნება) | ვატი კვადრატულ მეტრზე | კგ/წმ 3 | ვ/მ2 | w/m2 |
მაგალითები:
ელექტრო ინსტრუქცია"
გენერალური რედაქციით. MPEI-ის პროფესორები ვ.გ. გერასიმოვა და სხვები.
მ.: გამომცემლობა MPEI, 1998 წ
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 ის მაქსიმუმში 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.
| 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 |
