Hvad er en lyskildes lysstyrke og en reflekterende overflades lysstyrke

For at beregne belysningen af ​​forskellige overflader er det undertiden meget praktisk at betragte lyskilder som punktkilder. Men i virkeligheden er der ingen punktkilder til lys, de har altid en bestemt størrelse og deres egen form. En lampe, en lysekrone, en gulvlampe, en søgelys osv. Er ægte, det vil sige ikke punktkilder til lys, der ikke kun kan karakteriseres af lysets kraft.

Hvis vi for eksempel betragter en lysende kugle placeret i afstanden og sammenligner den med en anden lyskugle med nøjagtigt den samme lysstyrke, men med en anden diameter, viser det sig, at selvom kuglerne skaber den samme belysning på lige store afstand, ikke desto mindre for den iagttager de de ser anderledes ud: en kugle med en mindre diameter ser lysere ud end en større kugle.

Årsagen til dette fænomen er, at selvom kuglernes lysintensitet er den samme, har den ene af dem en større udstrålende overflade, og den anden har en mindre. Det betyder, at lysstyrken fra et enhedsområde ikke er den samme for disse kilder, og denne parameter er åbenlyst større for en lille kugle.

Men selv hvis vi begynder at overveje en slags lyskilde fra en vis afstand, så betyder det for os ikke så meget det aktuelle område af den lysemitterende overflade som det synlige område, det vil sige dens størrelse i projektion på observationsplanet vinkelret på retningen af ​​vores blik.

For at en observatør fuldt ud kan karakterisere en reel lyskilde, der har dimensioner og form, er han nødt til at kende både kildens lysintensitet og størrelsen af ​​lysintensiteten pr. Enhedsareal på kildens synlige overflade.

Dette forhold kaldes lysstyrken L for kilden til sættet, og hvis lysintensiteten er lig med I, og det synlige område er lig med s, vil lyskildens lysstyrke være ens (lysintensiteten kan beskrives her gennem lysstrømmen og den faste vinkel, så vil lysstyrken være lig med den lysstrøm, der udsendes fra enhedsareal på den synlige overflade af lyskilden inden i en enhedens faste vinkel):

I lyskilder er lysstyrken i deres forskellige sektioner forskellige: i en lysstofrør er pærens kanter mørkere, og lysflammen er lysere i glorie rundt vægen osv. Lysstyrken afhænger også stærkt af hvilken side vi ser på kilden.

Hvis du for eksempel ser tilfældigt på svejsebuen, vil det i retningen vinkelret på udtømningen vise sig at være lysere end når man ser på den samme bue fra siden. Det vil sige, lysstyrke karakteriserer det overfladeafgivende lys i en valgt, strengt defineret retning. Dette er en meget vigtig egenskab, fordi det er vores lysstyrke, der reagerer på lysstyrken (lysintensitet pr. Enhedsareal) og ikke på lysintensiteten i sig selv.

Lysstyrken måles i candela, henholdsvis lysstyrken - i candela per kvadratmeter. Én candela per kvadratmeter er sådan lysstyrke, at et lysplan har besiddelse, der afgiver lys fra hver kvadratmeter med en kraft på 1 candela (Cd) i retningen vinkelret på planet. For eksempel er her de omtrentlige lysstyrker for nogle almindelige lyskilder:

Af virkningen på vores øjne kan lyskilder være farlige. Hvis lysstyrken er over 160.000 lysekroner pr. Kvadratmeter, vil dette medføre smerter i øjet. For at undgå de skadelige virkninger af stærkt lys har menneskeheden lært forskellige tricks.

Pærerne i kraftige glødelamper er gjort uigennemsigtige og store i størrelse for at sprede lyset, så det ikke udsendes fra et lille område af glødetråden, men fra et stort overfladeareal af pæren eller skyggen. Så lysstyrken reduceres til at være sikker for øjnene, og belysningen forbliver næsten helt uændret.

Hvis vi taler om reflekterende overflader, såsom malede vægge, projektionsskærme, dekorative produkter osv., Udviser de diffuse reflekterende egenskaber med hensyn til lyskilden. Dette betyder, at de delvist reflekterer lyset, der indfaldes på dem, og nu fungerer de selv som lyskilder til medium lysstyrke, men af ​​et stort område.

Dette spiller ind i vores hænder, da standard lyskilder (lampe, lampe, lys, lysekrone, lykt) har betydelig lysstyrke, men et lille overfladeareal. I mellemtiden vil den belyste overflade have en lysstyrke, der er proportional med dens lyseksponering E, fordi jo større lysstrømmen på den reflekterende overflade falder, jo højere vil dens lysstyrke være.

Og lysstyrken på denne overflade vil være proportional med dens albedo r (fra latin albus - hvid) - karakteristisk for overfladens diffuse reflektivitet. Jo større albedo r, det vil sige, jo større del af den indfaldende lysstrøm, der er spredt af overfladen, jo større er lysstyrken på en sådan overflade.

Så den lysende overflades lysstyrke er proportional med produktet af albedo og belysning, og i forskellige retninger vil lysstyrken være anderledes - afhængigt af spredningsmønsteret på den belyste overflade.

Hvis overfladen jævnt spreder lysets indfald på den, beregnes lysstyrken i en hvilken som helst retning ganske enkelt. Hvis spredningsdiagrammet er komplekst, bliver beregningen af ​​lysstyrken til en temmelig kompliceret opgave.

Til ensartet spredning er det nok at bruge formlen (belysning - i lux, lysstyrke - lysekroner pr. Kvadratmeter):

Antag, at der er en projektionsskærm med en albedo på 0,8, og belysningen er 60 Lux, så vil lysstyrken være 0,8 * 60 / 3,14 = 15,3 candela per kvadratmeter. Her er eksempler på meget almindelige overflader og deres lysstyrke:

Se også hos os:

Typer af elektriske lamper - som er bedre, og hvad er forskellen

Lyseffektivitet af forskellige typer lamper

Sådan vælges en LED-lampe ved magt