A lámpa fényének mennyisége. További számítási lehetőségek

Világunk egyik legérdekesebb és legvitatottabb jelensége a fény. A fizika számára ez számos számítás egyik alapvető paramétere. A fény segítségével a tudósok azt remélik, hogy nyomot találnak univerzumunk létezésére, valamint új lehetőségeket nyitnak meg az emberiség előtt. A mindennapi életben a fény is nagy jelentőséggel bír, különösen a különböző helyiségek kiváló minőségű világításának megteremtésekor.

A fény egyik fontos paramétere az erőssége, amely egy adott jelenség erejét jellemzi. Ez a cikk a fény intenzitásának és ennek a paraméternek a kiszámításával foglalkozik.

Általános információk a koncepcióról

A fizikában a fényintenzitás (Iv) a fényáram egy adott térszögön belül meghatározott teljesítményére utal. Ebből a fogalomból az következik, hogy ez a paraméter nem a térben rendelkezésre álló összes fényt jelenti, hanem annak csak azt a részét, amely egy bizonyos irányban kisugárzik.

A rendelkezésre álló sugárforrástól függően ez a paraméter növekszik vagy csökken. Változásait közvetlenül befolyásolják a térszög értékek.

Jegyzet! Bizonyos helyzetekben a fény intenzitása minden szögben azonos lesz. Ez olyan helyzetekben lehetséges, amikor a fényforrás egyenletes megvilágítást hoz létre a térben.

Ez a paraméter a fény fizikai tulajdonságait tükrözi, ami különbözik a szubjektív érzeteket tükröző mérésektől, például a fényerőtől. Ezenkívül a fény intenzitását a fizikában teljesítménynek tekintik. Pontosabban a teljesítmény mértékegységében mérik. Ugyanakkor a hatalom itt eltér a megszokott koncepciótól. Itt a teljesítmény nemcsak a világítóberendezés által kibocsátott energiától függ, hanem egy olyan koncepciótól is, mint a hullámhossz.
Érdemes megjegyezni, hogy az emberek fénysugárzásra való érzékenysége közvetlenül függ a hullámhossztól. Ez a függőség tükröződik a relatív spektrális fényhatásfok függvényében. Ebben az esetben maga a fényerősség a fényhatékonyságtól függő mennyiség. 550 nanométeres (zöld) hullámhosszon ez a paraméter a maximális értékét veszi fel. Ennek eredményeként az emberi szem többé-kevésbé érzékeny lesz a különböző hullámhossz-paraméterek fényáramára.
Ennek a mutatónak a mértékegysége a kandela (cd).

Jegyzet! Az egy gyertyából származó sugárzás ereje megközelítőleg egy kandelával lesz egyenlő. Korábban a számítási képlethez használt nemzetközi gyertya 1,005 cd volt.

Egy gyertya fénye

Ritka esetekben elavult mértékegységet használnak - a nemzetközi gyertyatartót. De a modern világban ennek a mennyiségnek a mértékegységét már szinte mindenhol használják - a kandela.

Fotometriai paraméter diagram

Iv a legfontosabb fotometriai paraméter. Ezen az értéken kívül a legfontosabb fotometriai paraméterek közé tartozik a fényerő és a megvilágítás. Mind ezt a négy mennyiséget aktívan használják világítási rendszerek létrehozásakor a legkülönfélébb helyiségekben. Ezek nélkül lehetetlen felmérni a megvilágítás szükséges szintjét az egyes helyzetekben.

A négy legfontosabb fényjellemző

Ennek a fizikai jelenségnek a könnyebb megértése érdekében figyelembe kell venni egy diagramot, amely a fény terjedését tükröző síkot ábrázolja.

A fényerősség diagramja

A diagramnak köszönhetően látható, hogy Iv függ a sugárforrás irányától. Ez azt jelenti, hogy egy LED-es izzónál, amelynél a maximális sugárzás iránya 0°, akkor ha 180°-os irányban mérjük meg a szükséges értéket, akkor az eredmény kisebb lesz, mint a 0°-os iránynál. .
Amint az ábrán látható, a két forrás (sárga és piros) által terjedő sugárzás egyenlő területet fed le. Ebben az esetben a sárga sugárzás szétszóródik, hasonlóan a gyertya fényéhez. Teljesítménye körülbelül 100 cd lesz. Sőt, ennek a mennyiségnek az értéke minden irányban azonos lesz. Ugyanakkor a piros irányjelző lesz. A 0°-os helyzetben a maximális értéke 225 cd. Ebben az esetben ez az érték 0°-tól való eltérés esetén csökken.

A paraméter megjelölése SI-ben

Mivel Iv egy fizikai mennyiség, így kiszámítható. Ehhez speciális formulát használnak. Mielőtt azonban rátérne a képletre, meg kell értenie, hogyan írják be a kívánt mennyiséget az SI rendszerben. Ebben a rendszerben a mennyiségünk J-ként (néha I-ként írva) jelenik meg, melynek mértékegysége a kandela (cd) lesz. A mértékegység azt az Iv-t tükrözi, amelyet egy komplett emitter 1/600000 m2 keresztmetszeten bocsát ki. erre a szakaszra merőleges irányba lesz irányítva. Ebben az esetben az emitter hőmérséklete közel lesz ahhoz a szinthez, amelyen 101325 Pa nyomáson a platina megkeményedése figyelhető meg.

Jegyzet! A kandela más fotometriai mértékegységek meghatározására is használható.

Mivel a térben a fényáram egyenetlenül oszlik el, be kell vezetni egy ilyen fogalmat, mint a térszöget. Általában a  szimbólummal jelölik.
A fényerősséget a számításokhoz használják a méretképlet alkalmazásakor. Ezenkívül ez az érték képletek segítségével kapcsolódik a fényáramhoz. Ilyen helyzetben a fényáram az Iv és a térszög szorzata lesz, amelyre a sugárzás terjed.
A fényáram (Фv) a fényerősség és a térszög szorzata, amelyen a fényáram terjed. Ф=I .

Fényáram formula

Ebből a képletből következik, hogy Fv azt a belső fluxust jelöli, amely egy adott térszögben (egy szteradián) terjed egy kandela Iv jelenlétében.

Jegyzet! A szteradián alatt olyan térszöget értünk, amely a gömb felületén az adott gömb sugarának négyzetével egyenlő szakaszt vág ki.

Ebben az esetben az Iv és a teljesítmény összefüggésbe hozható fénysugárzással. Végül is Fv alatt olyan mennyiséget is értünk, amely a fénysugárzás emissziós erejét jellemzi az átlagos emberi szem által érzékelve, amely érzékeny egy bizonyos frekvenciájú sugárzásra. Ennek eredményeként a fenti képletből a következő egyenlet származtatható:

A fényerősség képlete

Ez jól látható a LED-ek példáján. Az ilyen fénysugárzási forrásokban annak erőssége általában megegyezik az elfogyasztott energiával. Ennek eredményeként minél nagyobb az áramfogyasztás, annál magasabb lesz a sugárzási szint.
Amint látja, a szükséges érték kiszámításának képlete nem olyan bonyolult.

További számítási lehetőségek

Mivel a valós forrásból érkező sugárzás térbeli eloszlása ​​egyenetlen lesz, az Fv már nem lehet a forrás kimerítő jellemzője. De csak egy olyan helyzet kivételével, amikor a kibocsátott sugárzás különböző irányú eloszlása ​​nem kerül meghatározásra.
A Фv eloszlásának jellemzésére a fizikában olyan fogalmat használnak, mint a fényáram térbeli sugárzási sűrűsége a tér különböző irányaira. Ebben az esetben az Iv esetében a már ismert képletet kell használni, de kissé kibővített formában:

Második számítási képlet

Ez a képlet lehetővé teszi a kívánt érték becslését különböző irányokban.

Következtetés

A fény ereje nemcsak a fizikában, hanem a hétköznapibb, hétköznapi pillanatokban is fontos helyet foglal el. Ez a paraméter különösen fontos a világításnál, amely nélkül az általunk ismert világ nem létezhetne. Sőt, ezt az értéket nemcsak az előnyösebb műszaki jellemzőkkel rendelkező új világítóberendezések kifejlesztésénél használják, hanem bizonyos, a világítási rendszer szervezésével kapcsolatos számításoknál is.

Épületek megvilágítása földi lámpákkal - a legnépszerűbb telepítés áttekintése Gyermekcsillárok egy lányszobába: kiválasztási kritériumok

A definícióból az következik, hogy az 540⋅10 12 Hz frekvencia értéke 683 lm / W = 683 cd sr / W pontosan.

A kiválasztott frekvencia 555,016 nm-es hullámhossznak felel meg levegőben normál körülmények között, és közel van az emberi szem maximális érzékenységéhez, amely 555 nm-es hullámhosszon helyezkedik el. Ha a sugárzás eltérő hullámhosszú, akkor több fényenergia szükséges azonos fényerősség eléréséhez.

Részletes mérlegelés[ | ]

Minden fénymennyiség csökkentett fotometriai mennyiség. Ez azt jelenti, hogy a megfelelő fotometriai energiamennyiségből alakítják ki a monokromatikus sugárzás spektrális fényhatékonyságának a hullámhossztól való függését reprezentáló függvény segítségével. Ezt a függvényt általában a következővel ábrázolják K m ⋅ V (λ) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\lambda)), ahol egy függvény normalizált úgy, hogy maximumán egyenlő az egységgel, és a monokromatikus sugárzás spektrális fényhatékonyságának maximális értéke. Néha K m (\displaystyle K_(m)) a sugárzás fotometriai megfelelőjének is nevezik.

A fényerősség számítása X v , (\displaystyle X_(v),) képlet segítségével állítjuk elő a megfelelő energiaértéket

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~(\text(nm)))X_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ,)

Ahol X e , λ (\displaystyle X_(e,\lambda ))- a mennyiség spektrális sűrűsége X e , (\displaystyle X_(e),) mennyiség arányaként határozzuk meg d X e (λ) , (\displaystyle dX_(e)(\lambda),)és között megkötött kis spektrális intervallumra esik λ + d λ , (\displaystyle \lambda +d\lambda ,) ennek az intervallumnak a szélességéhez:

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

Megjegyzendő, hogy alatt X e (λ) (\displaystyle X_(e)(\lambda)) itt a sugárzás azon részének fluxusát értjük, amelynek hullámhossza kisebb, mint az aktuális érték λ (\displaystyle \lambda).

Funkció V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) empirikusan meghatározva és táblázatos formában megadva. Értékei semmilyen módon nem függenek a használt fényegységek megválasztásától.

Az elhangzottakkal ellentétben V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) jelentése K m (\displaystyle K_(m)) teljes mértékben a fő világítási egység megválasztásától függ. Ezért az SI rendszerben a fény- és energiamennyiségek közötti kapcsolat megállapításához szükséges az érték meghatározása K m (\displaystyle K_(m)), amely megfelel a fényerősség SI mértékegységének, a kandelának. A meghatározás szigorú megközelítésével K m (\displaystyle K_(m)) figyelembe kell venni, hogy a kandela definíciójában tárgyalt 540⋅10 12 Hz spektrumpont nem esik egybe a függvény maximumának helyzetével. V (λ) (\displaystyle V(\lambda)).

540⋅10 12 Hz frekvenciájú sugárzás fényhatásfoka[ | ]

Általában a fényerősség összefügg a sugárzás intenzitásával I e (\displaystyle I_(e)) hányados

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 (nm)))^(780~(\text(nm)))I_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ,)

Ahol I e , λ (\displaystyle I_(e,\lambda ))- a sugárzási erő spektrális sűrűsége egyenlő d I e (λ) d λ (\displaystyle (\frac (dI_(e)(\lambda))(d\lambda ))).

Hullámhosszú monokromatikus sugárzáshoz λ (\displaystyle \lambda) képlet a fény erejéről I v (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)) sugárerővel I e (λ) (\displaystyle I_(e)(\lambda)), leegyszerűsíti, formát ölt

I v (λ) = K m ⋅ I e (λ) V (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)=K_(m)\cdot I_(e)(\lambda)V(\lambda)) vagy a hullámhosszról a frekvenciára való átállás után, I v (ν) = K m ⋅ I e (ν) V (ν) . (\displaystyle I_(v)(\nu)=K_(m)\cdot I_(e)(\nu)V(\nu).)

Az utolsó összefüggésből ν 0 = 540⋅10 12 Hz következik

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))) ).)

A kandela definícióját figyelembe véve azt kapjuk

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)) ), vagy mi ugyanaz 683 l m W . (\displaystyle 683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

Munka K m ⋅ V (ν 0) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))) a monokromatikus sugárzás spektrális fényhatékonyságának értékét jelenti 540⋅10 12 Hz frekvencián. A gyártási módszerből következően ez az érték 683 cd sr/W = 683 lm/W pontosan.

Maximális fényhatásfok K m (\displaystyle (\boldsymbol (K))_(m))[ | ]

Meghatározására K m (\displaystyle K_(m)) Figyelembe kell venni, hogy a fentiek szerint az 540⋅10 12 Hz-es frekvencia ≈555,016 nm hullámhossznak felel meg. Ezért az utolsó egyenlőségből az következik

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

Normalizált funkció V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) táblázatos formában, 1 nm-es intervallummal adva, maximuma 555 nm hullámhosszon egyenlő az egységgel. Értékeinek interpolációja 555,016 nm hullámhossz esetén 0,999997 értéket ad. Ezt az értéket használva kapjuk

K m = 683,002 l m W . (\displaystyle K_(m)=683(,)002~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

A gyakorlatban minden esetben megfelelő pontossággal kerekített értéket használnak K m = 683 l m W . (\displaystyle K_(m)=683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

Így egy tetszőleges fénymennyiség közötti kapcsolat X v (\displaystyle X_(v))és ennek megfelelő energiaértéke X e (\displaystyle X_(e)) az SI rendszerben az általános képlettel fejezzük ki

X v = 683 ∫ 380 nm 780 nm 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( \lambda)\,d\lambda .)

Történelem és kilátások[ | ]

Hefner lámpa - a „Hefner-gyertya” szabványa

Példák [ | ]

A gyertya által kibocsátott fényerő megközelítőleg egy kandelával egyenlő, ezért ezt a mértékegységet korábban "gyertyának" nevezték, ez a név mára elavult és nem használatos.

A háztartási izzólámpáknál a kandelák fényereje megközelítőleg megegyezik a watt teljesítményükkel.

Különféle fényforrások fényintenzitása

Forrás	Power, W	Hozzávetőleges fényerősség, cd
Gyertya		1
Modern (2010) izzólámpa	100	100
Normál LED	0,015..0,1	0,005..3
Szuper fényes LED	1	25…500
Ultrafényes LED kollimátorral	1	1500
Modern (2010) fénycső	22	120
Nap	3,83⋅10 26	2,8⋅10 27

Fény mennyiségek[ | ]

A fő fényfotometriai mennyiségekre vonatkozó információkat a táblázat tartalmazza.

Fényfotometriai SI mennyiségek

Név	Mennyiség megjelölés	Meghatározás	SI mértékegységek jelölése	Energia analóg
Fényenergia	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,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda	lm ·	Sugárzási energia
Fény áramlás	Φ v (\displaystyle \Phi _(v))	d Q v d t (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dt)))	lm	Sugárzási fluxus
A fény ereje	I v (\displaystyle I_(v))	d Φ v d Ω (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(d\Omega )))	CD	Sugárzás intenzitása (fényenergia intenzitás)
	U v (\displaystyle U_(v))	d Q v d V (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dV)))	lm s −3
Fényesség	M v (\displaystyle M_(v))	d Φ v d S 1 (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(dS_(1))))	lm m−2	Energikus fényerő
Fényerősség	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

Sveta. Ez a cikk felfedi az olvasók számára a fotonok tulajdonságait, amelyek segítenek meghatározni, hogy miért jön különböző fényerővel a fény.

Részecske vagy hullám?

A huszadik század elején a tudósokat zavarba hozta a fénykvantumok - fotonok - viselkedése. Egyrészt az interferencia és a diffrakció a hullám lényegéről beszélt. Következésképpen a fényt olyan tulajdonságokkal jellemezték, mint a frekvencia, a hullámhossz és az amplitúdó. Másrészt meggyőzték a tudományos közösséget, hogy a fotonok lendületet adnak a felületekre. Ez lehetetlen lenne, ha a részecskének nem lenne tömege. Így a fizikusoknak el kellett ismerniük: az elektromágneses sugárzás egyszerre hullám és anyagi tárgy.

Foton energia

Ahogy Einstein bebizonyította, a tömeg energia. Ezt a tényt központi világítótestünk, a Nap bizonyítja. A termonukleáris reakció az erősen sűrített gáz tömegét tiszta energiává alakítja. De hogyan lehet meghatározni a kibocsátott sugárzás erejét? Miért alacsonyabb a nap fényereje például reggel, mint délben? Az előző bekezdésben leírt jellemzőket sajátos kapcsolatok kapcsolják össze. És mindegyik az elektromágneses sugárzás által hordozott energiára mutat. Ez az érték felfelé változik, ha:

• csökkenő hullámhossz;
• növekvő gyakorisággal.

Hol van az elektromágneses sugárzás energiája?

A foton különbözik a többi részecskétől. Tömege és így energiája csak akkor létezik, amikor a térben mozog. Ha egy akadállyal ütközik, a fénykvantum megnöveli belső energiáját, vagy mozgási lendületet ad neki. De maga a foton megszűnik létezni. Attól függően, hogy pontosan mi az akadály, különböző változások következnek be.

1. Ha az akadály egy szilárd test, akkor leggyakrabban a fény melegíti fel. A következő forgatókönyvek is lehetségesek: a foton megváltoztatja a mozgás irányát, kémiai reakciót gerjeszt, vagy az egyik elektront arra kényszeríti, hogy elhagyja pályáját és egy másik állapotba lépjen (fotoelektromos hatás).
2. Ha az akadály egyetlen molekula, például egy ritka gázfelhő a világűrben, akkor a foton minden kötését erősebben rezgésbe hozza.
3. Ha az akadály egy hatalmas test (például egy csillag vagy akár egy galaxis), akkor a fény torzul, és megváltoztatja a mozgás irányát. Ez a hatás az alapja a tér távoli múltjába való „betekintés” képességének.

Tudomány és emberiség

A tudományos adatok gyakran valami elvontnak és az életre alkalmatlannak tűnnek. Ez történik a fény jellemzőivel is. Amikor a csillagsugárzás kísérletéről vagy méréséről van szó, a tudósoknak ismerniük kell az abszolút értékeket (ezeket fotometrikusnak nevezik). Ezeket a fogalmakat jellemzően az energia és a teljesítmény kifejezésében fejezik ki. Emlékezzünk vissza, hogy a teljesítmény az egységnyi idő alatti energiaváltozás sebességére vonatkozik, és általában azt mutatja, hogy egy rendszer mekkora munkamennyiséget tud előállítani. De az embernek korlátozott a képessége a valóság észlelésére. Például a bőr hőt érez, de a szem nem látja az infravörös sugárzás fotonját. Ugyanez a probléma a fényerősség-egységekkel is: a sugárzás tényleges teljesítménye eltér attól az erőtől, amelyet az emberi szem képes érzékelni.

Az emberi szem spektrális érzékenysége

Emlékeztetjük Önöket, hogy az alábbiakban az átlagos mutatókról lesz szó. Minden ember más. Vannak, akik egyáltalán nem érzékelik az egyes színeket (színvak). Mások számára a színkultúra nem esik egybe az általánosan elfogadott tudományos felfogással. Például a japánok nem tesznek különbséget a zöld és a kék között, a britek pedig a kék és a kék között. Ezekben a nyelvekben a különböző színeket egy szó jelöli.

A fényerősség mértékegysége az átlagos emberi szem spektrális érzékenységétől függ. A maximális nappali fény akkor következik be, ha egy foton hullámhossza 555 nanométer. Ez azt jelenti, hogy a napfényben az ember a zöld színt látja a legjobban. A maximális éjszakai látás egy 507 nanométer hullámhosszú foton. Ezért a Hold alatt az emberek jobban látják a kék tárgyakat. Alkonyatkor minden a világítástól függ: minél jobb, annál „zöldebb” lesz az ember által érzékelt maximális szín.

Az emberi szem szerkezete

Szinte mindig, amikor látásról van szó, arról beszélünk, amit a szem lát. Ez téves állítás, mert az agy mindenekelőtt észlel. A szem csak egy olyan műszer, amely információt továbbít a fényáramról a fő számítógépnek. És mint minden eszköznek, az egész színérzékelési rendszernek is megvannak a maga korlátai.

Az emberi retinában két különböző típusú sejt található: kúpok és rudak. Az előbbiek felelősek a nappali látásért és jobban érzékelik a színeket. Utóbbiak a rudak révén éjszakai látást biztosítanak, az ember megkülönbözteti a fényt és az árnyékot. De nem érzékelik jól a színeket. A botok mozgásra is érzékenyebbek. Ezért van az, hogy ha az ember egy holdfényes parkon vagy erdőn sétál át, észreveszi az ágak minden ringását, a szél minden sóhajtását.

Ennek a felosztásnak az evolúciós oka egyszerű: egy napunk van. A Hold visszavert fénnyel világít, ami azt jelenti, hogy spektruma nem sokban különbözik a központi test spektrumától. Ezért a nap két részre oszlik - megvilágított és sötét. Ha az emberek két vagy három csillagból álló rendszerben élnének, akkor látásunknak több összetevője lehet, amelyek mindegyike egy csillag spektrumához igazodik.

Azt kell mondani, hogy bolygónkon vannak olyan lények, akiknek látása eltér az emberi látástól. A sivatagi lakosok például a szemükkel érzékelik az infravörös fényt. Egyes halak közel ultraibolya fényt látnak, mivel ez a sugárzás a legmélyebbre hatol a vízoszlopba. Kedvelt macskáink és kutyáink másképp érzékelik a színeket, és spektrumuk is csökken: jobban alkalmazkodnak a fényhez és az árnyékhoz.

De az emberek mind különbözőek, ahogy fentebb említettük. Az emberiség néhány tagja közeli infravörös fényt lát. Ez nem jelenti azt, hogy ne lenne szükségük hőkamerákra, de a legtöbbnél valamivel vörösebb árnyalatokat képesek érzékelni. Mások a spektrum ultraibolya részével rendelkeznek. Ilyen esetet ír le például a „Ka-Pax bolygó” című film. A főszereplő azt állítja, hogy egy másik csillagrendszerből jött. A vizsgálat kimutatta, hogy képes látni az ultraibolya sugárzást.

Ez azt bizonyítja, hogy Prot egy idegen? Nem. Néhány ember megteheti ezt. Ráadásul a közeli ultraibolya nagyon közel van a látható spektrumhoz. Nem meglepő, hogy egyesek egy kicsit többet érzékelnek. De Superman határozottan nem a Földről származik: a röntgenspektrum túl messze van a látható spektrumtól ahhoz, hogy ezt a látást emberi szemszögből meg lehessen magyarázni.

Abszolút és relatív mértékegységek a fényáram meghatározásához

A spektrális érzékenységtől független mennyiséget, amely a fény áramlását egy ismert irányban mutatja, „kandelának” nevezzük. A teljesítmény mértékegysége ugyanígy hangzik el „emberibb” hozzáállással. Az egyetlen különbség e fogalmak matematikai megjelölésében van: az „e” alsó indexnek abszolút jelentése van az emberi szemhez képest - „υ”. De ne felejtsük el, hogy ezeknek a kategóriáknak az értékei nagyban változnak. Ezt a valós problémák megoldásánál figyelembe kell venni.

Abszolút és relatív értékek felsorolása, összehasonlítása

A fényintenzitás mérésének megértéséhez össze kell hasonlítani az „abszolút” és az „emberi” értékeket. A jobb oldalon tisztán fizikai fogalmak találhatók. A bal oldalon láthatók azok a mennyiségek, amelyekké átalakulnak, amikor áthaladnak az emberi szem rendszerén.

1. A sugárzás ereje a fény erejévé válik. A fogalmakat kandelában mérik.
2. Az energiafény fényességgé változik. Az értékeket kandelában adják meg négyzetméterenként.

Bizonyára ismerős szavakat látott itt az olvasó. Életük során sokszor mondják az emberek: „Nagyon süt a nap, menjünk árnyékba” vagy „Tegye világosabbá a monitort, a film túl komor és sötét.” Reméljük, hogy a cikk egy kicsit tisztázza, honnan származik ez a fogalom, valamint hogy mi a neve a fényerősség mértékegységének.

A „kandela” fogalmának jellemzői

Ezt a kifejezést már kicsit feljebb említettük. Azt is elmagyaráztuk, hogy miért használják ugyanazt a szót az elektromágneses sugárzás erejével kapcsolatos, teljesen eltérő fizikai fogalmak leírására. Tehát a fényerősség mértékegységét „kandelának” nevezik. De mivel egyenlő? Az egyik kandela egy olyan forrásból származó fényerősség ismert irányban, amely szigorúan monokromatikus sugárzást bocsát ki 5,4 * 10 14 frekvenciával, és a forrás energiaintenzitása ebben az irányban egyenlő 1/683 Watt egységnyi térszöggel. Az olvasó könnyen átalakíthatja a frekvenciát hullámhosszra a képlet nagyon egyszerű. Adjunk egy tippet: az eredmény a látható területen rejlik.

A fényerősség mértékegységét okkal nevezik „kandelának”. Azok, akik tudnak angolul, emlékeznek arra, hogy a gyertya egy gyertya. Korábban az emberi tevékenység számos területét természetes paraméterekkel mérték, például lóerőben, higanymilliméterben. Így nem meglepő, hogy a fényerősség mérésére szolgáló egység a kandela, egy gyertya. Csak egy gyertya nagyon egyedi: szigorúan meghatározott hullámhosszú, és másodpercenként meghatározott számú fotont állít elő.

Az energiafotometriai mennyiségek rendszerében a fényerősség analógja a sugárzási intenzitás. A fényerősség a sugárzási intenzitással kapcsolatban egy csökkentett fotometriai mennyiség, amelyet a monokromatikus sugárzás relatív spektrális fényhatékonysági értékeinek felhasználásával kapunk nappali látás esetén:

ahol a monokromatikus sugárzás spektrális fényhatékonyságának maximális értéke (a sugárzás fotometriai egyenértéke), amely 683 lm / W, és a sugárzási erő spektrális sűrűsége, amelyet az értékek arányaként definiálunk egy kis spektrális intervallumon belül. és ennek az intervallumnak a szélességéhez:

Példák

Különféle fényforrások fényintenzitása:

Megjegyzések

Wikimédia Alapítvány. 2010.

• Fényerősség
• Az anyag mennyisége

Nézze meg, mi a „Fény ereje” más szótárakban:

a fény ereje- Fényerősség: A szóban forgó irányt tartalmazó kis térszögön belüli fényforrásból terjedő fényáram és ehhez a szöghöz viszonyított fizikai mennyiség. [GOST 26148 84, 42. cikk] Forrás...

A FÉNY EREJE- az egyik fő fénymennyiségek, amelyek a látható sugárzás forrásának bizonyos irányú izzását jellemzik. Egyenlő az elemen belüli forrásból terjedő fényáram arányával. erre adott irányt tartalmazó térszög..... Fizikai enciklopédia

A FÉNY EREJE- FÉNYTELJESÍTMÉNY, 1 szteradánnal egyenlő térszögben terjedő fényáram. A fényerősség mértékegysége a kandela (cd), amely megegyezik egy adott irányban, frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás fényerősségével... ... Modern enciklopédia

A fény ereje- FÉNYTELJESÍTMÉNY, 1 szteradánnal egyenlő térszögben terjedő fényáram. A fényerősség mértékegysége a kandela (cd), amely megegyezik egy adott irányban monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás fényerősségével, amelynek frekvenciája ... ... Illusztrált enciklopédikus szótár

a fény ereje- (Iν) Fizikai mennyiség, amelyet a kérdéses irányt tartalmazó kis térszögön belüli fényforrásból terjedő fényáram ehhez a szöghöz viszonyított aránya határoz meg. [GOST 26148 84] Témák: optika, optikai... ... Műszaki fordítói útmutató

A FÉNY EREJE- 1 szteradánnal egyenlő térszögben terjedő fényáram. SI egység kandela (cd) ... Nagy enciklopédikus szótár

a fény ereje- šviesos stipris statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. fényintenzitás vok. Lichtstärke, f rus. fényerősség, f; forrás fényerőssége, f pranc. intenzitás lumineuse, f; intensité lumineuse de la source, f … Fizikos terminų žodynas

a fény ereje- 1 szteradánnal egyenlő térszögben terjedő fényáram. Az SI mértékegysége a kandela (cd). * * * FÉNYERŐSSÉG FÉNYERŐSSÉG, 1 szteradiánnal egyenlő térszögben terjedő fényáram. Mértékegység... ... enciklopédikus szótár

a fény ereje- šviesos stipris statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vienas pagrindinių SI dydžių, apibūdina regimosios šviesos šaltinio švytėjimą kuria nors kryptimi. Jis išreiškiamas šviesos srauto ir erdvinio kampo, kuriame sklinda… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

fényerősség I V- 2,16 IV fényerősség: A forrásból kiáramló és az ω térszögön belül terjedő ФV, cd fényáram aránya, IV = ФV/ω. Mértékegység cd. Forrás … A normatív és műszaki dokumentáció kifejezéseinek szótár-referenciája

Könyvek

• Az ősök ereje. Ismeretlen természet (kötetszám: 2), Szivárvány Mikhail. A következő könyveket tartalmazza a csomag. "Ismeretlen természet". A szerző szerint nincs titokzatosabb és titokzatosabb azoknál a jelenségeknél, amelyekkel a mindennapi életben találkozunk. Világunk, kulcsban... Vásároljon 470 RUR-ért
• Színerő és színterápia: Használja ki a fény és a szín átalakító erejét az egészség és a jó közérzet érdekében, Lilly Simon és Sue. A szín a fény energiája és minden lény univerzális kommunikációs nyelve. Bármilyen szín változást okoz bennünk minden lény számára. Bármilyen szín változást okoz bennünk minden szinten - fizikai,...

Fény áramlás- a fénysugárzás, azaz a látható sugárzás ereje, az általa az emberi szemen keltett fényérzékelés alapján. A fényáramot lumenben mérik.

Például egy izzólámpa (100 W) 1350 lm fényáramot bocsát ki, az LB40 - 3200 fénycső.

Egy lumen egyenlő a pontszerű izotróp forrás által kibocsátott fényárammal, egy kandelával egyenlő fényerősséggel, térszögenként, egy szteradiánnal egyenlő (1 lm = 1 cd sr).

Az egy kandela fényerősségű izotróp forrás által létrehozott teljes fényáram egyenlő 4π lumenek.

Van egy másik definíció is: a fényáram mértékegysége lumen(lm), egyenlő az abszolút fekete test által kibocsátott fluxussal 0,5305 mm 2 területről platina megszilárdulási hőmérsékletén (1773 °C), vagy 1 gyertya · 1 szteradián.

A fény ereje- a fényáram térbeli sűrűsége, amely egyenlő a fényáram és a térszög értékének arányával, amelyben a sugárzás egyenletesen oszlik el. A fényerősség mértékegysége a kandela.

Megvilágítás- a felületre eső fényáram felületi sűrűsége, amely megegyezik a fényáram és a megvilágított felület méretének arányával, amelyen egyenletesen oszlik el.

A megvilágítás mértékegysége az lux (lx), egyenlő az 1 lm-es fényáram által létrehozott megvilágítással, amely egyenletesen oszlik el 1 m2-es területen, azaz egyenlő 1 lm/1 m2-rel.

Fényerősség- a fényerősség felületi sűrűsége egy adott irányban, amely megegyezik a fényerősség és a világítófelület vetületi területének arányával az azonos irányra merőleges síkra.

A fényerő mértékegysége kandela per négyzetméter (cd/m2).

Fényesség (fényesség)- a felület által kibocsátott fényáram felületi sűrűsége, megegyezik a fényáram és a fényfelület területének arányával.

A fényerő mértékegysége 1 lm/m2.

A fénymennyiségek mértékegységei az SI (SI) nemzetközi mértékegységrendszerben

A mennyiség neve	Az egység neve	Kifejezés SI-egységeken keresztül	Az egység megjelölése
			orosz	között- népi
A fény ereje	kandela	CD	CD	CD
Fény áramlás	lumen	cd·sr	lm	lm
Fényenergia	lumen-másodperc	cd·sr·s	lm s	lm·s
Megvilágítás	luxus	cd·sr/m2	rendben	lx
Fényesség	lumen négyzetméterenként	cd·sr/m2	lm m 2	lm/m2
Fényerősség	kandela négyzetméterenként	cd/m2	cd/m2	cd/m2
Fény expozíció	lux-másodperc	cd·sr·s/m 2	lx s	lx·s
Sugárzási energia	joule	kg m 2 /s 2	J	J
Sugárzási fluxus, sugárzási teljesítmény	watt	kg m 2 /s 3	W	W
A sugárzási fluxus fényegyenértéke	lumen wattonként		lm/W	lm/W
Felületi sugárzási fluxussűrűség	watt négyzetméterenként	kg/s 3	W/m2	W/m 2
Energia fényintenzitás (sugárzási intenzitás)	watt per szteradián	kg m2/(s 3 sr)	K/Sze	W/sr
Energia fényesség	watt per szteradián négyzetméter	kg/(s 3 sr)	W/(sr m 2)	W/(sr m 2)
Energia megvilágítás (besugárzás)	watt négyzetméterenként	kg/s 3	W/m2	W/m 2
Energetikai fényesség (emissziós képesség)	watt négyzetméterenként	kg/s 3	W/m2	W/m 2

Példák:

ELEKTROTECHNIKAI KÉZIKÖNYV"
Főszerkesztőség alatt. MPEI professzorok V.G. Gerasimova és mások.
M.: MPEI Kiadó, 1998

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Mekkora a fénysebesség