Hva er lysstyrken til en lyskilde og lysstyrken på en reflekterende overflate

For å beregne belysningen av forskjellige overflater er det noen ganger veldig praktisk å betrakte lyskilder som punktkilder. Men i virkeligheten er det ingen poengkilder til lys, de har alltid en viss størrelse og sin egen form. En lampe, en lysekrone, en gulvlampe, en søkelys, etc. er ekte, det vil si ikke punktkilder for lys som ikke bare kan kjennetegnes av lysets kraft.

Hvis vi for eksempel vurderer en lysende ball plassert på avstand, og sammenligner den med en annen lysende ball, med nøyaktig samme lysintensitet, men med en annen diameter, viser det seg at selv om kulene skaper den samme belysningen på like avstander, likevel for observatøren de de ser annerledes ut: en ball med mindre diameter ser lysere ut enn en større ball.

Årsaken til dette fenomenet er at selv om den lysende intensiteten til kulene er den samme, har den ene av dem en større strålende overflate, og den andre har en mindre. Dette betyr at kraften til lys som sendes ut fra et enhetsområde ikke er den samme for disse kildene, og denne parameteren er åpenbart større for en liten ball.

Men selv om vi begynner å vurdere en slags lyskilde fra en viss avstand, så vil det for oss ikke ha så stor rolle for det faktiske området på den lysutsendende overflaten som det synlige området, det vil si størrelsen på projeksjonen på observasjonsplanet vinkelrett på blikkens retning.

For at en observatør skal karakterisere en ekte lyskilde som har dimensjoner og form, trenger han således å kjenne både lysintensiteten til kilden og mengden lys per arealenhet på kildens synlige overflate.

Dette forholdet kalles lysstyrken L for kilden til settet, og hvis lysintensiteten er I, og det synlige området er s, vil lyskildens lysstyrke være lik (lysintensiteten kan males her gjennom lysstrømmen og den faste vinkelen, så vil lysstyrken være lik lysstrømmen som sendes ut fra enhetsareal på den synlige overflaten av lyskilden innenfor en solid vinkel på enheten):

I lyskilder er lysstyrken på deres forskjellige seksjoner forskjellig: i en lysrør er pærens kanter mørkere, og lysflammen er lysere i glorie rundt veken osv. Lysstyrken avhenger også sterkt av hvilken side vi ser på kilden.

Hvis du for eksempel ser på sveisebuen ved en tilfeldighet, vil det i retningen vinkelrett på utslippet vise seg å være lysere enn når du ser på den samme buen fra siden. Det vil si at lysstyrke karakteriserer det overflateutsende lyset i en valgt, strengt definert retning. Dette er en veldig viktig egenskap, fordi det er lysstyrken vår som reagerer på lysstyrke (lysintensitet per arealenhet), og ikke på lysintensitet per se.

Lysstyrken måles i candela, henholdsvis lysstyrken - i candela per kvadratmeter. Én candela per kvadratmeter er så lysstyrke som et lysplan har, og gir ut lys fra hver kvadratmeter med en styrke på 1 candela (Cd) i retningen vinkelrett på planet. Her er for eksempel de omtrentlige lysstyrkene til noen vanlige lyskilder:

Ved å handle på øynene våre, kan lyskilder være farlige. Hvis lysstyrken er over 160 000 lysekroner per kvadratmeter, vil det føre til smerter i øyet. For å unngå skadelige effekter av sterkt lys, har menneskeheten lært forskjellige triks.

Pærene til kraftige glødelamper er gjort ugjennomsiktige og store for å spre lyset, slik at det ikke sendes ut fra et lite område av glødetråden, men fra et stort overflateareal på pæren eller lampeskjermen. Så lysstyrken reduseres til å være trygg for øynene, og belysningen forblir nesten uendret.

Hvis vi snakker om reflekterende flater, som malte vegger, projeksjonsskjermer, dekorative produkter, etc., viser de diffuse refleksjonsegenskaper med hensyn til lyskilden. Dette betyr at de delvis reflekterer lysforekomsten på dem, og nå fungerer de selv som lyskilder for middels lysstyrke, men av et stort område.

Dette spiller inn i våre hender, siden standard lyskilder (lampe, lampe, lys, lysekrone, lykt) har betydelig lysstyrke, men et lite overflateareal. I mellomtiden vil den belyste overflaten ha en lysstyrke proporsjonal med dens lyseksponering E, fordi jo større lysstrømmen på den reflekterende overflaten faller, jo høyere blir lysstyrken.

Og lysstyrken på denne overflaten vil være proporsjonal med dens albedo r (fra lat. Albus - hvit) - karakteristisk for den diffuse refleksjonsevnen på overflaten. Jo større albedo r, det vil si, den største delen av den innfallende lysstrømmen spredt av overflaten, jo større er lysstyrken på en slik overflate.

Så, lysstyrken på den opplyste overflaten er proporsjonal med produktet av albedo og belysning, og i forskjellige retninger vil lysstyrken være forskjellig - avhengig av spredningsmønsteret til den belyste overflaten.

Hvis overflaten sprer lyset som påføres jevnt, beregnes lysstyrken i hvilken som helst retning ganske enkelt. Hvis spredningsdiagrammet er komplekst, vil beregningen av lysstyrken bli en ganske komplisert oppgave.

For jevn spredning er det nok å bruke formelen (belysning - i lux, lysstyrke - lysekroner per kvadratmeter):

Anta at det er en projeksjonsskjerm med en albedo på 0,8, og belysningen er 60 Lux, da vil lysstyrken være 0,8 * 60 / 3,14 = 15,3 candela per kvadratmeter. Her er eksempler på veldig vanlige overflater og lysstyrke:

Se også hos oss:

Typer elektriske lamper - som er bedre og hva er forskjellen

Lyseffektivitet for forskjellige typer lamper

Hvordan velge en LED-lampe med strøm