Formula osvjetljenja. Snaga svjetlosti. Svjetlosni tok. Izvori svjetlosti

Danas ćemo sve pričati formula osvjetljenja

Svijeća i kotač za predenje

Prije rasprostranjene elektrifikacije, izvor svjetlosti bio je sunce, mjesec, vatra i svijeća. Znanstvenici su već u petnaestom stoljeću mogli stvoriti sustav leća za povećanje osvjetljenja, ali većina ljudi je radila i živjela uz svjetlost svijeća.

Neki su žalili potrošiti novac na izvore svjetlosti voska, ili je taj način produženja dana bio jednostavno nedostupan. Zatim su koristili alternativne mogućnosti goriva - ulje, životinjska mast, drvo. Na primjer, ruske seljačke žene srednje trake sve svoje živote gavile su lan ispod svjetla ručka. Čitatelj svibanj pitati: "Zašto je to trebalo biti učinjeno noću?" Uostalom, koeficijent prirodnog dnevnog svjetla je puno veći. Činjenica je da su seljačke žene tijekom ljetnih sati imale mnoge druge brige. Osim toga, proces tkanja je vrlo mukotrpan i zahtijeva mirno. Za žene je bilo važno da nitko ne bi trebao stati na platno, tako da djeca ne bi zbunjivala niti, a muškarci ne bi odvratili pozornost.

Ali s takvim životom postoji jedna opasnost: svjetlosni tok (formula koju ćemo dati dolje) od lunya je vrlo niska. Oči su bile pretjerane, a žene su brzo izgubile iz vida.

Osvjetljenje i trening

Kada prvi učenici prije rujna idu u školu, zabrinuto čekaju čuda. Oni su zaplijenjeni vladarom, cvijećem, lijepim oblikom. Oni su zainteresirani za ono što će biti njihov učitelj, s kim će sjesti na jedan stol. I ovi osjećaji koje čovjek pamti za život.

Ali odrasli, kada šalju djecu u školu, trebaju razmišljati o više prozaičnosti nego oduševljenja ili razočaranja. Roditelji i učitelji brinu o udobnosti školskog pisača, veličini učionice, kvaliteti krede i formuli za osvjetljavanje prostorije. Ove stope imaju norme za djecu svih uzrasta. Stoga bi studenti trebali biti zahvalni što su ljudi unaprijed promišljali ne samo nastavni plan i program, nego i materijalnu stranu problema.

Osvjetljenje i rad

Nije nimalo da škole provode inspekcije u kojima se primjenjuje formula za izračunavanje osvjetljenja radnih soba. Djeca deset ili jedanaest godina jedino čine ono što čitaju i pišu. Tada rade zadaće u večernjim satima, opet bez razdvajanja s olovkama, prijenosnim računalima i udžbenicima. Nakon toga, moderni adolescenti također se drže u raznim ekranima. Kao rezultat toga, cijeli život školarca povezan je s teretom na vid. Ali škola je samo početak životnog puta. Zatim, svi ti ljudi čekaju školu i posao.

Svaka vrsta posla zahtijeva vlastiti svjetlosni tok. Formula za izračun uvijek uzima u obzir ono što osoba radi 8 sati dnevno. Na primjer, satari ili zlatar trebali bi uzeti u obzir najmanji detalji i nijanse boja. Stoga radno mjesto ljudi u ovoj struci zahtijeva velike i svijetle svjetiljke. I botaničar, koji proučava biljke tropske šume, naprotiv, mora stalno ostati u sumraku. Orhideje i bromeliads se koriste za činjenicu da gornji stup stabala oduzima gotovo sve sunčeve svjetlosti.

formula

Pristujemo izravno formuli osvjetljenja. Njegov matematički izraz izgleda ovako:

E_upsilon- = dPhi-_upsilon- / dsigma-.

Razmotrite izraz bliže. Očito je da E_upsilon- - to je onda osvjetljenje Phi-_upsilon- Je li svjetlosni tok i sigma- je mala jedinica područja na koju pada struja. Može se vidjeti da je E integralna količina. To znači da se razmatraju vrlo mali segmenti i komadi. To jest, znanstvenici sažežu osvjetljenje svih tih malih područja kako bi dobili konačni rezultat. Jedinica osvjetljenja je luksuz. Fizičko značenje jednog apartmana je svjetlosni tok, za koji je jedan lumen po kvadratnom metru. Lumen, zauzvrat, je vrlo specifična vrijednost. Označava svjetlosni tok koji emitira točka izotropnog izvora (dakle, svjetlo monokromatski). Snaga svjetlosti ovog izvora jednaka je jednoj kandelama u čvrstom kutu jednog steradana. Jedinica za osvjetljavanje je složena količina koja uključuje pojam "candela". Fizička značenje ove definicije se da intenzitet svjetlosti u određenom smjeru od izvora koji emitira zračenje frekvencije monokromatskog 540middot-10¹² Hz (valna duljina leži u vidljivoj regiji spektra), a energija snage svjetlosti iznosi 1/683 W / cp.

Koncepti koji se odnose na osvjetljenje

Naravno, svi ti koncepti na prvi pogled izgledaju kao sferni konj u vakuumu. Takvi izvori ne postoje u prirodi. A pažljivi čitatelj sigurno će postaviti pitanje: "Zašto je to nužno?" Ali fizičari trebaju usporediti. Stoga moraju uvesti određene norme, koje moraju biti orijentirane. Formula osvjetljenja je jednostavna, ali mnogo može biti neshvatljivo. To ćemo detaljnije otkriti.

Indeks "upsilon;"

indeks upsilon- znači da vrijednost nije sasvim fotometrijska. A to je zbog činjenice da su ljudske mogućnosti ograničene. Na primjer, oko percipira samo vidljivi spektar elektromagnetskog zračenja. Štoviše, u središnjem dijelu ljestvice (vrijedi za zeleni) ljudi vide puno bolje od rubnih područja (crvena i ljubičasta). To je u stvari osoba ne uzima 100% od fotona žute ili plave. U tom slučaju postoje uređaji koji su bez takve pogreške. Smanjena veličina, koja djeluje formulu rasvjete (svjetlosni tok, na primjer) i proglašava grčkim slovom «upsilon-», imaju korekciju za ljudski vid.

Generator monokromatskog zračenja

Na samoj osnovi, kao što je već gore spomenuto, nalazi se broj fotona s određenom valnom duljinom, koji se emitiraju u određenom smjeru po jedinici vremena. Čak i većina monokromatskih lasera ima neku distribuciju preko valnih duljina. I zasigurno mora držati nešto. Dakle, fotoni se ne emitiraju u svim smjerovima. Ali u formuli postoji takav koncept kao "izvor točke izvora svjetlosti". Ovo je još jedan model, koji je dizajniran za ujedinjenje neke vrijednosti. I nijedan objekt svemira ne može biti tzv. Dakle, točka izvora svjetlosti je fotonski generator koji emitira jednak broj kvantnih elektromagnetskih polja u svim smjerovima, a njegova veličina je jednaka matematičkoj točki. Međutim, postoji jedna lukavost, ona može napraviti pravi objekt izvor točke: ako je udaljenost do koje dolazi do fotona, vrlo je velika u usporedbi s dimenzijama generatora. Dakle, naša središnja zvijezda je Sunce, no udaljene zvijezde su točke.

Gazebo, pa, parkirajte

Sigurno, pažljivi čitatelj je zabilježio sljedeće: na svijetlom, sunčanom danu, otvoreno područje čini se da je osvjetljano mnogo snažnije od čistine ili travnjaka zatvorene s jedne strane. Stoga, mora zvuči: uvijek je sunčano i toplo. Ali čak i velika proplanak u šumi je tamnija i hladnija. I plitki bunil je bolestan u najsjajnijem danu. To je zato što ako osoba vidi samo dio neba, manje mu fotoni dolaze do oka. Koeficijent prirodnog osvjetljenja izračunava se kao omjer toka svjetla od cijelog neba do vidljivog područja.

Krug, ovalni, kut

Svi ti pojmovi imaju veze s geometrijom. No, sada ćemo se usredotočiti na pojavu, koja je izravno povezana s jednadžbom osvjetljenja i, dakle, u fizici. Do sada je pretpostavljeno da svjetlo pada na površinu okomito, strogo prema dolje. Ovo je, naravno, i aproksimacija. U skladu s ovim uređajem, uklanjanjem izvora svjetlosti znači rasvjete ispadne proporcionalna kvadratu udaljenosti. Dakle, zvijezde da se vidi golim okom na nebu, ili se ne nalaze tako daleko od nas (sve od njih spadaju u Mliječnom putu), ili vrlo svijetle. Ali ako svjetlost padne na površinu pod kutom, to je drugačije.

Zamislite baterijsku svjetiljku. Ona daje okruglu točku svjetlosti kada se usmjerava strogo okomito na zid. Ako ga nagnite, mjesto će promijeniti oblik na oval. Kao što je poznato iz geometrije, ovalno područje je veće. A budući da je svjetiljka ista, to znači da je snaga svjetla ista, ali kao da je "zamazana" preko velikog područja. Snaga svjetlosti ovisi o kutu učestalosti prema zakonu kosinus.

Proljeće, zima, jesen

Naslov zvuči kao naslov lijepog filma. No, prisutnost godišnjih doba izravno ovisi o kutu u kojem svjetlost pada na najvišu točku na površini planeta. A trenutno nije riječ samo o Zemlji. Sezone postoje na bilo kojem objektu Sunčevog sustava, čija je osi rotacije sklona s obzirom na ekliptiku (na primjer, na Marsu). Čitatelj vjerojatno već pogađa: što je veći kut nagiba, manje fotoni su po četvornom kilometru površine u sekundi. Dakle, to je hladnija sezona. U vrijeme najvećeg odstupanja planeta u hemisferi prevladava zima, u vrijeme najmanjeg ljeta.

Brojke i činjenice

Da bismo bili neutemeljeni, dajemo neke podatke. Upozoravamo: svi su prosječni i nisu prikladni za rješavanje određenih problema. Osim toga, postoje direktori osvjetljavanja površina različitim vrstama izvora. Bolje ih je kontaktirati prilikom izračuna.

1. Na udaljenosti od Sunca do bilo koje točke prostora koja je otprilike jednaka udaljenosti Zemlji, osvjetljenje je sto trideset i pet tisuća lux.
2. Naš planet ima atmosferu koja apsorbira dio zračenja. Stoga je površina zemlje osvijetljena maksimalno sto tisuća luxa.
3. Ljeto srednjim geografskim širinama u podne lit na sedamnaest tisuća luksa u lijepom vremenu i petnaest tisuća luksuza - u dosadno.
4. Noću na punom mjesecu, osvjetljenje je dvije desetine apartmana. Svjetlost zvijezda na noći bez mjesečine daje samo jednu ili dvije tisuće luxa.
5. Za čitanje knjige trebate najmanje trideset i pedeset lux.
6. Kada osoba gleda film u kinu, svjetlosni tok je oko stotinu luxa. Najcrnje scene će imati lik osamdeset lux, a slika svijetlog, sunčanog dana "povući" za sto dvadeset.
7. Zalazak sunca ili izlazak sunca nad morem će dati osvjetljenje od oko tisuću luxa. U ovom slučaju, na dubini od pedeset metara, osvjetljenje će biti oko 20 lux. Voda dobro apsorbira sunčevu svjetlost.