Единицей измерения силы света является: магазин подводного снаряжения Открытое море. Интернет-магазин для дайверов и подводных охотников. Подводная охота. Обучение дайвингу в Санкт-Петербурге. Курсы для дайверов.

Рис. 3.1. К определению понятия телесный угол

Пусть внутри малого телесного угла ? распространяется от источника световой поток Ф, тогда сила света I определяется как угловая плотность светового потока

I = Ф/? ,

и характеризует распределение светового потока по разным направлениям. Кривую зависимости светового потока от напрвления обычно изображают в полярных координатах и назвают кривой силы света (КСС). В качестве примера КСС на рис 3.2. приведены КСС трёх вариантов потолочных встраиваемых светодиодных светильников DL 00232×2 марки ГАЛС/GLS с различными углами расходимости светового пучка.

Рис. 3.2. Кривые силы света разных вариантов светодиодных светильников DL 00232×2 марки ГАЛС/GLS

Силу света измеряют в канделлах (кд или kd). Канделла – основная единица фотометрии, для неё существует эталон, и именно через неё определяются остальные единицы измерения световых величин. По определению, одна канделла — сила света, излучаемого в перпендикулярном направлении 1/6000000 квадратного метра ^{поверхности абсолютно черного тела при температуре затвердевания платины и давлении 101325 Па. Тогда один люмен определяется как световой поток в пределах телесного угла один стерадиан при силе света точечного источника, расположенного в вершине телесного угла, равной одной канделле.}

Рис. 3.3. К определению понятия освещённость

Для количественной оценки того, насколько хорошо освещена та или иная поверхность используют величину освещённости. Пусть на поверхность площадью S падает световой поток Ф (Рис.3.3), тогда величина освещённости, по определению, будет

Е = Ф/S,

причём предполагается, что выбранная площадка настолько мала, что неравномерность распределения светового потока через её части отсутствует.

Зная силу света от источника в направлении освещаемой поверхности и расстояние до поверхности, легко определить освещённость этой поверхности (Рис.3.4). Учитывая, что световой поток через поверхность Ф = I*? = I*( S*Cos?/r²), получаем

Е = I *Cos?/r².

Если поверхность освещается несколькими источниками света, то полная освещённость равна сумме освещённостей, создаваемых каждым.

Рис. 3.4. Освещённость поверхности точечным источником

Важной светотехнической величиной является яркость светового источника. Она характеризует силу света в некотором направлении, соотнесённую к площади поверхности источника. Яркость зависит от направлени распространения света от источника. На рис 3.4. показана элементарная светящаяся площадка, имеющая площадь S, здесь же построена проекция этой площадки на плоскость, перпендикулярную некоторому направлению распространения света (в котором мы хотим определить величину яркости), площадь проекции соответственно S*Cosn. По определению, яркость равна

L = I/S*Cos?.

Если вспомнить, что I = Ф/T, то

L = Ф/?*S*Cos?,

Где Ф – световой поток, распространяющийся от светящейся площадки под углом ?, в пределах малого телесного угла ?.

Рис. 3.5. К определению понятия яркости

Почему яркость так важна? Оказывается, если смотреть на какую либо светящуюся площадку, то освещённость на сетчатке глаза, в изображении этой площадки, будет пропорциональна именно яркости в направлении от источника на глаз. То есть именно яркость определяет силу зрительного восприятия, когда мы смотрим на светящуюся или рассеивающую свет поверхность. Поэтому, при одной и той же силе света, источник с малой площадью будет восприниматься как более сильный, чем источник с большой площадью светящейся поверхности.

Раньше величину яркости измеряли в нитах (нт или nt), сейчас используют производную единицу канделла на метр квадратный (кд/м ²), что по сути то же самое.

Для полноты картины упомянем ещё одну светотехническую величину – светимость, равную отношению полного светового потока излучаемого малой площадкой к площади этой площадки. Измеряется светимость, соответственно, в люменах на квадратный метр (лм/ м²).

Костюк А.В. (с)

Обсудить статью возможно в блоге автора.

Словарь терминов

Световой поток — физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения, где под световой мощностью понимается световая энергия, переносимая излучением через некоторую поверхность за единицу времени. Иными словами, световой поток является величиной, пропорциональной потоку излучения, оценённому в соответствии с относительной спектральной чувствительностью среднего человеческого глаза. Если очень упростить, то световой поток — это мощность светового, т. е. видимого излучения источника света, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека.

Единица измерения в международной системе СИ — люмен (русское лм, международное lm).

Сила света — физическая величина, одна из основных световых фотометрических величин. Характеризует величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени. Количественно равна отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение.

Единица измерения в международной системе СИ — кандела (русское кд, международное cd).

Освещённость — световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.

Единица измерения в международной системе СИ — люкс (русское лк, международное lx).

Яркость L — поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.
Единица измерения в международной системе СИ — кандела/квадратный метр (русское кд/м2, международное cd/m2).

Индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи) CRI или Ra — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отображающий все цвета, индекс цветопередачи у солнечного света также принимается за 100. Чем ниже значения Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта. Различия в величинах CRI меньшие, чем 5 единиц, незначительны. Это означает, что источники света с индексами цветопередачи, скажем, в 80 и 84, практически одинаковы.

Цветовая температура — согласно формуле Планка определяется как температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение.

Единица измерения силы света называется

Освещенность — это величина, часто используемая при расчетах электроэнергии. Обладает большим количеством необходимых свойств для измерений. Численно равняется тому значению, какое имеет световой поток, падающий на территорию единичного участка поверхности. Что собой представляет уровень освещенности, в чем измеряется, как измерить освещенность? Об этом и другом далее.

Свойства света

Свет представляет собой электромагнитный вид излучения, который воспринимается человеческим глазом в объеме 400 ньютон на метр. В физике это суммарное количество фотонов. Фотоны отражаются и преломляются. Это основные свойства света. Если отражение зависит от того, какая плотность у материала и угол лучевого падения, то преломление зависит от направления лучевого распределения в процессе прохождения их через материал.

Единица измерения

Освещенностью называют световую величину, которая равно потоку света, падающему на поверхность, к его площади. Считается прямо пропорциональной световому источнику. Отличается равномерным распределением на площади. Находится делением канделовой силы света на расстояние до светоисточника и перемноженного на косинус угла падения солнечных лучей.

Обратите внимание! Измеряется согласно международной классификационной системе в люксах, что равно десяти фотам или одному люмену на один квадратный метр. Поэтому единицей измерения освещенности является именно люкс. Стоит отметить, что его можно перевести в канделу и ватт.

Кандела

Кандела, что в переводе с английского свеча, является единицей измерения силы светоисточника по международной единичной системе. Была сформирована в 1979 году. Равна 540⋅1012 Гц или 683 лм/Вт. Измеряется в канделах разные светоисточники, к примеру, лампа накаливания со свечой, сверхъярким светодиодом, люминесцентной лампой и солнцем. Дополнение: примерная солнечная сила в канделах равна 2,8⋅10, что в переводе на ватты 3,83⋅1026

Люмены и люксы

Люмен является единицей измерения, которая равна потоку солнечного света, который испускает источник, равный канделе и стерадиану. В люменах измеряется весь светопоток, однако при вычислении не учитывается сила линзы с отражателям, поэтому получающийся показатель — не прямой параметр оценки яркости с КПД источника.

Люкс — измерительная подъединица люмена по СИ. В отличие от люмена, люкс дает оценку светового потока, который падает на квадратный метр. Тот же дает понимание того, какой световой поток у светоисточника.

Обратите внимание! То есть люкс это характеристика, которая позволяет узнать КПД светильника на конкретной площади.

Чтобы лучше понять их основное отличие, стоит рассмотреть рисунок. Он наглядно показывает, как при увеличении высоты расширяется освещение и как убывает яркость.

Люмен и ватт

Как было изложено выше, люменом называют полноценное число света от светоисточника. Ватт — показатель того, какая мощность, тепловой поток, звуковая энергия и полная мощность электротока или излучения у прибора. Один ватт равен 100 люменам. Перевод самостоятельно можно осуществить по специальным формулам или с содействием калькуляторов. Нередко все необходимые показатели даны на самом приборе.

Стоит отметить, что самыми лучшими показателями обладают современные светодиоды. Они имеют высокую яркость, гармоничное спектровое распределение, долговечность, устойчивость к разного рода воздействиям. Интересно, если взять приборы с одинаковой освещенностью, то ими будет потребляться в десять раз меньше электрической энергии, чем лампами накаливания.

Обратите внимание! Учитывая реальный срок службы и сниженные эксплуатационные инвестиционные расходы, то покупка этих изделий будет экономически целесообразной.

Кратные единицы

Чтобы было удобно, люменные единицы разбирают на части. Так, есть килолюмены, мегалюмены и гигалюмены. В одном килолюмене 1000 люмен, мегалюмене — 1000000, а гигалюмене — 1000000000. Также есть еще величины с приставками дека, гекто, тера,пета, экса, зетта и иотта.

Дольные единицы

К дольным величинам применяется тот же подход. Базовыми являются миллилюмены, микролюмены и нанолюмины, которые равны 10 в −3 степени, 10 в минус 6 степени и 10 в минус 9 степени. Также имеются приставки деци, санти, пико, фемто, атто, зепто и иокто. Стоит отметить, что дольные, как и кратные величины используются только в профессиональных условиях и при выполнении физических задач. В жизни не используются для расчетов меры освещенности и прочих параметров.

Прибор для измерения освещенности

Чтобы проверить, соответствует ли нормативам освещенность помещения, берется в работу люксметр. В конструкцию измерителя входит встроенный или выносной чувствительный датчик с преобразователем, стрелочным или цифровым индикатором. Детектор помещается на поверхности в горизонтальном положении.

Обратите внимание! Замеры выполняются по госту от 1996 и 2012 годов. Используется аппарат согласно инструкции на упаковочном изделии. Добавочно, при желании, можно просмотреть имеющиеся видеоуроки.

В дополнение к теме, как называется прибор для измерения освещенности, стоит отметить, что также есть люменометр. Отдельно проверяется искусственная с естественной освещенностью. В момент исполнения процедуры проверки исключается попадание тени с другими помехами. Важно отметить, что для того чтобы результаты не были искажены, измерительную проверку проводят после нескольких часов непрерывной работы осветительных источников. Желательно, чтобы процедура была повторена.

Мера освещения

Согласно существующей нормативной документации, мера освещения в каждом помещении своя. Отличается величина на производстве и складе, в общественном, жилом и вспомогательном здании. Свои нормативы имеются для наружного, витринного, рекламного и аварийного светопотока.

Если привести некоторые примеры, то необходимая величина светопотока автомагистрали — 30 люкс, пешеходной зоны — 6, пешеходных подземных переходов — 50, архивов — 75, конференцзалов — 200, аналитических лабораторий — 500, учебных аудиторий — 400, спортивных залов — 200, обеденных ресторанных залов — 200, парикмахерских — 500. Весь представленный список дан в актуальных стандартах и снипах. Стоит отметить, что есть не только минимальные, но и предельно допустимые нормы. Особенно это правило действует на витрины и рекламные стенды.

Обратите внимание! Узнать показатель освещенности конкретного помещения можно при помощи люксметра или любого другого измерительного агрегата, выводящего результаты в ваттах, канделах и прочих величинах.

В целом, освещенность — понятие, обозначающее суммарное количество солнечного света. Измеряется в люменах и люксах при помощи специального измерительного прибора, переводится при необходимости в ватты. Пользоваться измерительным прибором очень просто, согласно инструкции. Сфер применения его очень много: начиная бытовым электрооборудованием, заканчивая промышленным.

Световой поток — мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.

Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 — 3200.

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).

Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.

Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен (лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм 2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.

Сила света — пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.

Освещенность — поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.

Единицей освещенности является люкс (лк), равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м 2 , т. е. равный 1 лм/1 м 2 .

Яркость — поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.

Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м 2 ).

Светимость (светность) — поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.

Единицей светимости является 1 лм/м 2 .

Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)

Примеры:

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК»
Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.
М.: Издательство МЭИ, 1998

Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю.

Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.

1 — Видимое и оптическое излучение

Весь окружающий нас мир образуется видимым излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).

УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.

ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.

2 — Световой поток (Ф)

Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.

Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.

3 — Люмен

Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.

4 — Освещенность (Е)

Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).

Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).

Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.

На картинке представлены: а — средняя освещенность на площади А, б — общая формула для расчета освещенности.

5 — Сила света (I)

Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.

I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).

Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.

КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.

6 — Яркость (L)

Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.

L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.

Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.

В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.

Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.

Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.

7 — Световая отдача (H)

Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.

Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.

Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.

8 — Цветовая температура (Тц)

Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.

Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия + 273) К.

Пламя свечи — 1900 К

Лампа накаливания — 2500–3000 К

Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К

Солнце — 5000–6000 К

Облачное небо — 6000–7000 К

Ясный день — 10 000 — 20 000 К.

9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)

Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.

Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.

Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)

Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)

Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)

Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)

Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)

Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)

Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.

Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra

Конвертер силы света • Фотометрия — свет • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Яркость Луны, отражающей солнечный свет в полнолуние, приблизительно равна от 4900 до 5400 кд/кв. метр. Освещенность поверхностей предметов в таком лунном свете в безоблачную погоду равна от 0,27 до 1 люкса. Черное Море ночью. Алупка, Крым, Россия.

Общие сведения

Сила света — это мощность светового потока внутри определенного телесного угла. То есть, сила света определяет не весь свет в пространстве, а только свет, излучаемый в определенном направлении. В зависимости от источника света, сила света уменьшается или увеличивается по мере изменения телесного угла, хотя иногда эта величина одинакова для любого угла, если источник равномерно распространяет свет. Сила света — физическое свойство света. Этим она отличается от яркости, так как во многих случаях, когда говорят о яркости, то подразумевают субъективное ощущение, а не физическую величину. Также, яркость не зависит от телесного угла, а воспринимается в общем пространстве. Один и тот же источник с неизменной силой света может восприниматься людьми как свет разной яркости, так как это восприятие зависит от окружающих условий и от индивидуального восприятия каждого человека. Также, яркость двух источников с одинаковой силой света может восприниматься по-разному, особенно если один дает рассеянный свет, а другой — направленный. В этом случае направленный источник будет казаться ярче, несмотря на то, что сила света обоих источников одинакова.

Сила света рассматривается как единица мощности, хотя она отличается от привычного понятия о мощности тем, что она зависит не только от энергии, излучаемой источником света, но и от длины световой волны. Чувствительность людей к свету зависит от длины волны и выражается функцией относительной спектральной световой эффективности. Сила света зависит от световой эффективности, которая достигает максимума для света с длиной волны в 550 нанометров. Это — зеленый цвет. Глаз менее чувствителен к свету с большей или меньшей длиной волны.

Сила света одной свечи примерно равна одной канделе

В системе СИ сила света измеряется в канде́лах (кд). Одна кандела приблизительно равна силе света, излучаемого одной свечой. Иногда также используются устаревшая единица, свеча (или международная свеча), хотя в большинстве случаев эта единица заменена канделами. Одна свеча примерно равна одной канделе.

Диаграмма силы света

Если измерять силу света, используя плоскость, которая показывает распространение света, как на иллюстрации, то видно, что величина силы света зависит от направления на источник света. Например, если принять направление максимального излучения светодиодной лампы за 0°, то измеренная сила света в направлении 180° будет намного ниже, чем для 0°. Для рассеянных источников величина силы света для 0° и 180° не будет сильно отличаться, а возможно будет одинаковой.

На иллюстрации свет, распространяемый двумя источниками, красным и желтым, охватывают равную площадь. Желтый свет — рассеянный, подобно свету свечи. Его сила — примерно 100 кд, независимо от направления. Красный — наоборот, направленный. В направлении 0°, там, где излучение максимально, его сила равна 225 кд, но эта величина быстро уменьшается при отклонениях от 0°. Например, сила света равна 125 кд при направлении на источник 30° и всего 50 кд при направлении 80°.

Сила света в музеях

Сотрудники музеев измеряют силу света в музейных помещениях, чтобы определить оптимальные условия, позволяющие посетителям рассмотреть выставленные работы, и в то же время, обеспечить щадящий свет, наносящий как можно меньше вреда музейным экспонатам. Музейные экспонаты, содержащие целлюлозу и красители, особенно из натуральных материалов, портятся от продолжительного воздействия света. Целлюлоза обеспечивает прочность изделий из ткани, бумаги и дерева; часто в музеях встречается много экспонатов именно из этих материалов, поэтому свет в экспозиционных залах представляет большую опасность. Чем сильнее сила света, тем больше портятся музейные экспонаты. Кроме разрушения, свет также обесцвечивает материалы с целлюлозой, такие как бумага и ткани, или вызывает их пожелтение. Иногда бумага или холст, на которых написаны картины, портятся и разрушаются быстрее, чем краска. Это особенно проблематично, так как краски на картине восстановить проще, чем основу.

Париж, Версаль

Вред, наносимый музейным экспонатам, зависит от длины световой волны. Так, например, свет в оранжевом спектре наименее вреден, а синий свет — самый опасный. То есть, свет с большей длиной волны безопаснее, чем свет с более короткими волнами. Многие музеи используют эту информацию и контролируют не только общее количество света, но и ограничивают синий свет, используя светло-оранжевые фильтры. При этом стараются выбирать фильтры настолько светлые, что они хоть и фильтруют синий свет, но позволяют посетителям в полной мере насладиться работами, выставленными в экспозиционном зале.

Важно не забывать, что экспонаты портятся не только от света. Поэтому трудно предсказать, основываясь только на силе света, как быстро происходит разрушение материалов, из которых они сделаны. Для долгосрочного хранения в музейных помещениях необходимо не только использовать слабое освещение, но и поддерживать низкую влажность, а также низкое количество кислорода в воздухе, по крайней мере, внутри выставочных витрин.

Табличка, запрещающая фотографирование со вспышкой

В музеях, где запрещают фотографировать со вспышкой, часто ссылаются именно на вред света для музейных экспонатов, особенно ультрафиолетового. Это практически необоснованно. Так же как и ограничение всего спектра видимого света намного менее эффективно, по сравнению с ограничением синего света, так и запрет на вспышки мало влияет на степень повреждения экспонатов светом. Во время экспериментов исследователи заметили небольшие повреждения на акварели, вызванные профессиональной студийной вспышкой только после более миллиона вспышек. Вспышка каждые четыре секунды на расстоянии 120 сантиметров от экспоната практически равносильна свету, который обычно бывает в экспозиционных залах, где контролируют количество света и фильтруют синий свет. Те, кто фотографируют в музеях, редко используют такие мощные вспышки, так как большинство посетителей — не профессиональные фотографы, и фотографируют на телефоны и компактные камеры. Каждые четыре секунды вспышки в залах работают редко. Вред от испускаемых вспышкой ультрафиолетовых лучей также в большинстве случаев невелик.

Сила света светильников

Свойства светильников принято описывать с помощью силы света, которая отличается от светового потока — величины, определяющей общее количество света, и показывающей насколько ярок этот источник в общем. Силу света удобно использовать для определения световых свойств светильников, например, светодиодных. При их покупке информация о силе света помогает определить с какой силой и в каком направлении будет распространяться свет, и подходит ли такой светильник покупателю.

Диаграмма распределения силы света

Распределение силы света

Кроме самой силы света, понять, как будет вести себя лампа, помогают кривые распределения силы света. Такие диаграммы углового распределения силы света представляют собой замкнутые кривые на плоскости или в пространстве, в зависимости от симметрии лампы. Они охватывают всю область распространения света этой лампы. На диаграмме видно величину силы света в зависимости от направления ее измерения. График обычно строят либо в полярной, либо в прямоугольной системе координат, в зависимости от того, для какого источника света строится график. Его часто помещают на упаковке ламп, чтобы помочь покупателю представить, как будет себя вести лампа. Эти сведения важны дизайнерам и светотехникам, особенно тем, кто работает в области кинематографа, театра, и организации выставок и представлений. Распределение силы света также влияет на безопасность во время вождения, поэтому инженеры, разрабатывающие освещение для транспортных средств, используют кривые распределения силы света. Им необходимо соблюдать строгие правила, регулирующие распределение силы света в фарах, чтобы обеспечить максимальную безопасность на дорогах.

Пример на рисунке — в полярной системе координат. A — центр источника света, откуда свет распространяется в разные стороны, B — сила света в канделах, и C — угол измерения направления света, причем 0° — направление максимальной силы света источника.

Измерение силы и распределения силы света

Силу света и ее распределение измеряют специальными приборами, гониофотометрами и гониометрами. Существует несколько типов этих приборов, например с подвижным зеркалом, что позволяет измерять силу света под разными углами. Иногда вместо зеркала двигается сам источник света. Обычно эти устройства большие, с расстоянием между лампой и сенсором, измеряющем силу света, достигающим 25 метров. Некоторые устройства состоят из сферы с измерительным прибором, зеркалом и лампой внутри. Не все гониофотметры — большие, бывают и маленькие, которые двигаются вокруг источника света во время измерения. При покупке гониофотометра решающую роль, кроме прочих показателей, играют его цена, размер, мощность, и максимальный размер источника света, который он может измерить.

Угол половинной яркости

Сила света, угол половинной яркости

Угол половинной яркости, иногда также называемый углом свечения — одна из величин, помогающих описать источник света. Этот угол показывает, насколько направлен или рассеян источник света. Его определяют как угол светового конуса, при котором сила света источника равна половине его максимальной силы. В примере на рисунке максимальная сила света источника — 200 кд. Попробуем определить с помощью этого графика угол половинной яркости. Половина силы света источника равна 100 кд. Угол, при котором сила света луча достигает 100 кд., то есть угол половинной яркости, равен на графике 60+60=120° (половина угла изображена желтым цветом). Для двух источников света с одинаковым общим количеством света, более узкий угол половинной яркости означает, что его сила света больше, по сравнению со вторым источником, для углов между 0° и углом половинной яркости. То есть, у направленных источников — более узкий угол половинной яркости.

Маска для подводного плавания Liquid Image с прикрепленными подводными фонарями

Преимущества есть и у широких, и у узких углов половинной яркости, и какой из них следует предпочесть — зависит от области применения этого источника света. Так, например, для подводного плавания стоит выбрать фонарь с узким углом половинной яркости, если в воде хорошая видимость. Если же видимость плохая, то не имеет смысла использовать такой фонарь, так как он только напрасно тратит энергию. В этом случае лучше подойдет фонарь с широким углом половинной яркости, который хорошо рассеивает свет. Также такой фонарь поможет во время фото и видео съемки, потому что он освещает более широкое пространство перед камерой. В некоторых фонарях для ныряния можно вручную настроить угол половинной яркости, что удобно, так как ныряльщики не всегда могут предвидеть, какая будет видимость там, где они ныряют.

Сила света и мощность

Матрица светодиодов 5050. Световой поток одного такого светодиода равен 16 лм.

В светодиодах сила света обычно соответствует потребляемой светодиодом мощности. Так, чем выше сила света, тем больше энергии он потребляет. Следует помнить, что чем больше потребление энергии, тем быстрее приходится заменять батарейки, если светодиод работает на батареях. Поэтому стоит выбирать лампы с такой силой света, которая необходима, но не больше, чем нужно.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Сила света — обзор

1.1.2 Количества

В 1954 году 10-я Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) решила, что международная система должна быть основана на шести базовых единицах, чтобы обеспечить измерение температуры и оптического излучения. помимо механических и электромагнитных величин. На этой конференции были рекомендованы шесть основных единиц измерения: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина (позже переименованный в кельвин) и кандела. В 1960 году 11-я сессия CGPM назвала систему Международной системой единиц, SI от французского названия, Le Système International d Unités [1].Позже седьмая базовая единица, моль, была добавлена ​​в 1971 году 14-й ГКБМ [2]. СИ — это современная форма метрической системы, которая на сегодняшний день является наиболее широко используемой системой измерения.

Таким образом, Международная система количеств (ISQ) теперь является системой, основанной на семи основных величинах: длине, массе, времени, термодинамической температуре, электрическом токе, силе света и количестве вещества. Другие величины, такие как площадь, давление и электрическое сопротивление, выводятся из этих основных величин.ISQ определяет количество как любое физическое свойство, которое может быть измерено в единицах СИ [3]. Величина также может быть физической постоянной, такой как газовая постоянная или постоянная Планка. Несколько сотен величин используются для описания и измерения физического мира, и некоторые из этих величин перечислены ниже [4]: ​​

1.1.2.1 Связь между величинами

Изучение физики в значительной степени можно определить как изучение математических соотношений между различными физическими свойствами. Физические величины определяются, как указано выше, когда эти свойства допускают разумное математическое описание. Взаимосвязь всех других величин может быть установлена ​​в терминах нескольких основных величин, выбранных должным образом, либо по определению, по геометрии, по физическому закону, либо по комбинации основных величин.

Например, давление — это величина, которая по определению связана с величиной силы, деленной на область количества. Площадь, с другой стороны, является величиной, геометрически связанной с произведением двух величин длины. Более того, сила — это величина, связанная (согласно второму закону Ньютона) с величиной, умноженной на массу, на величину ускорения.

Взаимосвязи между величинами выражаются в форме количественных уравнений. Мы можем связать даже изолированную величину, такую ​​как температура, с величинами давления, объема и массы.Далее мы можем связать длину и время, используя универсальную постоянную и скорость света. Следовательно, если мы правильно определяем наши понятия, мы можем соотнести любую величину с любой другой величиной. Таким образом, уравнение площадь = длина × ширина является количественным уравнением, в котором говорится, что количество (площадь прямоугольника) равно количеству (длине), умноженному на количество (ширину).

1.1.2.2 Базовые величины

Чтобы сократить набор количественных уравнений, мы должны сначала установить ряд так называемых базовых величин.Следовательно, базовые величины называются строительными блоками, на которых мы развиваем всю структуру и отношения физического мира. Как упоминалось ранее, международная система единиц, или СИ, использует семь основных величин: масса (кг), длина (м), время (с), температура (К), электрический ток (А), сила света (кд). ) и количество вещества (моль). Количество базовых величин, а также их выбор — выбор довольно произвольный; но, как правило, мы выбираем количества, которые легко понять и которые часто используются, и для которых могут быть установлены точные и измеримые стандарты.

1.1.2.3 Производные величины

Как упоминалось ранее в разделе о взаимосвязях, при использовании выбранных основных величин в качестве строительных блоков производные величины выражаются как те, которые могут быть вычтены по определению, геометрии или физическому закону. Некоторыми примерами производных величин являются площадь (равна произведению двух длин), скорость (равна длине / времени) и сила (равна массе × ускорение), давление, мощность и т. Д. У нас также есть так называемые дополнительные единицы (как класс производных единиц), а именно, плоский угол (радиан = рад = мм ⁻¹ ) и телесный угол (стерадиан = sr = m ² м ⁻² ).

1.1.2.4 Кратные и частные кратные величин

Обратите внимание, что величина величины может иметь очень большой диапазон. Пытаясь справиться с таким большим диапазоном, система единиц СИ сгенерировала 20 префиксов, показанных в таблице 1.

Таблица 1. Кратные и подмножественные единицы в системе единиц СИ

1.1.2.5 Типы количественных уравнений

Энергия ветра, давление на дне столба воздуха или воды, вес объекта и вязкость жидкости — все это физические величины природы. И независимо от того, измеряются они или нет, эти величины всегда взаимодействуют друг с другом в соответствии с фундаментальными законами. Физики часто выражают эти законы в терминах количественных уравнений, потому что величины соответствуют этим законам. Количественные уравнения обладают двумя важными особенностями: во-первых, они показывают взаимосвязь между величинами, а во-вторых, их можно использовать с любой системой единиц.

Существует три основных типа количественных уравнений:

1.

Количественные уравнения, полученные на основе законов природы ; например, второй закон движения Ньютона

F = ma

, где F — величина силы, м — величина массы, а a — величина ускорения.

2.

Количественные уравнения, полученные из геометрии ; например, площадь круга

A = πr2

, где A — величина площади, π — коэффициент, основанный на геометрии круга, а r — величина радиуса.

3.

Количественные уравнения, разработанные на основе определения ; например, определение давления

p = F / A

, где p — величина давления, F — величина силы, а A — величина площади.

Многие количественные уравнения могут быть разработаны как комбинация основных количественных уравнений, приведенных выше, и во всех случаях мы можем использовать любые единицы измерения, которые мы хотим, чтобы описать величины соответствующих физических величин.

Приборы для измерения силы света

Измерения освещенности можно разделить на ряд принципов измерения, каждый из которых оценивается количественно в соответствии с различными оптическими параметрами. Фотометрические измерения, например, выражаются в соответствии с реакциями человеческого глаза. Это основано на усредненной спектральной чувствительности, известной как функция яркости Vλ, которая классифицирует длины волн зелено-желтого света примерно 555 нм как концентрированную пиковую чувствительность человеческого зрения в ярких условиях.

Фотометрические измерения относятся к световой мощности (лм), освещенности (лм / м ² или люкс), яркости (кд / м ² ) и силе света (кд) источника света. В этом сообщении в блоге мы более подробно рассмотрим интенсивность света и исследуем некоторые подходящие инструменты для измерения освещенности для оценки интенсивности осветительного прибора.

Что такое сила света?

Сила света, которую часто ошибочно принимают за яркость, представляет собой взвешенную по длине волны мощность света, излучаемого на единицу телесного угла.Он выражается в канделах (кд) и измеряется в соответствии с функцией светимости Vλ. Сила света источника света отличается от его светового потока, который измеряет выходную мощность в соответствии с Vλ источника света во всех направлениях и выражается в люменах (лм).

Это различие подчеркивает семантическую разницу между яркостью, световым потоком и силой света, последняя из которых относится к выходной оптической мощности в определенном поле зрения.Сила света особенно важна для измерения мощных светодиодов (LED) и твердотельного освещения (SSL) для домашних и коммерческих прожекторов. Количественная оценка оптического выхода направленного источника света относительно усредненной чувствительности человека является критическим процессом для разработки, производства и контроля качества коммерческих светодиодов и SSL.

Приборы для измерения силы света

Для оптимального отклика измерения силы света выполняются изолированно, без помех от окружающего освещения.Измерительные приборы обычно используются для получения нескольких фотометрических измерений для оценки широких оптических характеристик источника света. Фотометры, способные выполнять измерения силы света, должны быть оснащены либо косинусным корректором, либо интегрирующей сферой в конфигурации 2π. Однако первое является наиболее компактным и, следовательно, наиболее практичным решением.

Косинусные корректоры улавливают свет в поле зрения 180 ° с ламбертовским откликом и рассеивают его, в то время как интегрирующие сферы отражают полученные оптические сигналы вокруг внутренней полости в чувствительный детектор.Спектрофотометры могут использовать любую из этих геометрических конфигураций для определения силы света светодиода или продукта SSL.

Измерения силы света с помощью Admesy

Admesy предлагает широкий спектр фотометрических измерительных приборов и принадлежностей для измерения силы света ряда коммерческих и профессиональных осветительных приборов. В зависимости от необходимости измерения нескольких параметров, Admesy предлагает несколько вариантов, обеспечивающих полный анализ оптических характеристик освещения на протяжении всего производственного процесса.

Наши измерительные приборы, способные получать данные об интенсивности света при оснащении косинусным корректором, включают:

• Спектрометр серии Rhea;
Спектрометр серии
• Hera;
Спектро-колориметр серии
• Cronus;
• Люксметр серии Astera.

Если вам нужна дополнительная информация о выполнении измерений силы света с помощью продуктов Admesy, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Как измерить силу света?

Работа при плохом освещении вызывает утомление и ошибки. Аварии на производстве чаще случаются при низком уровне освещенности. Кроме того, от хорошей силы света зависит, насколько хорошо люди могут наблюдать за шоу и делать качественные фотографии.В этом техническом документе от OMEGA Engineering, который поможет лучше понять измерение силы света, содержится адрес:

• Что такое свет?
• В чем измеряется сила света?
• Ситуации, требующие измерения освещенности
• Светотехника
• Светоизмерительное оборудование

Что такое свет?

Отдельные длины волн соответствуют разным цветам. Свет с длиной волны около 420 нм воспринимается как синий, 525 нм — зеленый, а 635 нм — красный. Более длинные волны называются инфракрасными (которые воспринимаются как тепло), а более короткие волны — ультрафиолетовыми, а затем рентгеновскими.

Источники света на основе тепла («источники накаливания») излучают электромагнитную энергию на всех длинах волн, поэтому они кажутся белыми.Фактическое распределение длин волн в этом свете зависит от температуры источника. Флуоресцентные лампы кажутся белыми только в результате флуоресценции покрытия на стекле или трубке, а светодиоды излучают свет только на одной определенной длине волны.

В чем измеряется сила света?

Источник света, как нить накаливания, излучает свет во всех направлениях. Фактически, он находится в центре сферы излучаемого света (поэтому световые единицы ссылаются на стерадиан). Полная энергия всего испускаемого света называется «световым потоком».

Одна кандела на стерадиан называется люменом, который является мерой интенсивности света, с которой люди наиболее знакомы. Однако наиболее важным при измерении интенсивности света является количество люменов, падающих на поверхность, которое выражается в люксах.Таким образом, один люкс — это один люмен на квадратный метр, что связано с яркостью и расстоянием от источника. (В США интенсивность света принято выражать в фут-свече. Одна фут-свеча эквивалентна одному люмену на квадратный фут).

Подводя итог, в то время как световой поток выражается в люменах, интенсивность света измеряется в люменах на квадратный метр или люкс.

Ситуации, требующие измерения освещенности

1. Эргономика и безопасность

Для многих условий рекомендуется минимальный уровень освещенности.

В некоторых организациях сила света измеряется только реактивно, обычно после падения или другого несчастного случая. Более разумный подход — выполнить обследование освещения, документируя уровни освещенности на рабочем месте. Если обнаруживаются области ниже минимально допустимого уровня, можно реализовать план улучшения.

2. Фотография и кинематография

Сила света лежит в основе фотографии. Слабое освещение вынуждает фотографа увеличивать время выдержки или открывать диафрагму объектива, а иногда и то и другое. Хотя многие современные камеры имеют встроенный измеритель освещенности, все же полезно знать уровни освещенности вокруг объекта, особенно для студийной или портретной фотографии.

Знание уровней освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость кадра, что вызывает беспокойство в кинематографии.Измеряя уровни освещенности, оператор может получать стабильные результаты, обеспечивая непрерывность.

3. Мониторинг погоды

Хотя многие люксметры сконфигурированы для лампы накаливания, они по-прежнему полезны для сравнения на открытом воздухе. Измеритель может, например, производить записи, показывающие разницу в интенсивности между летним и зимним солнцестоянием. Картирование интенсивности света в области, предназначенной для солнечных батарей, может помочь определить оптимальное место для каждой панели.Те, кто занимается сельским хозяйством, могут извлечь выгоду из определения областей с меньшей интенсивностью света в теплице.

4. Театральная декорация и дизайн интерьера

Различие в интенсивности света — эффективный способ привлечь внимание аудитории. Художник-постановщик может захотеть, чтобы конкретный реквизит или актер был в тени для одной сцены и выделен для следующей. Точно так же дизайнер интерьера будет использовать различия в интенсивности, чтобы создать особый внешний вид.Установка уровней освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость определенного внешнего вида и ощущений, а также подтверждает, что зрители достаточно света, чтобы видеть черты лица актеров.

Как можно измерить интенсивность света?

Что еще более усложняет ситуацию, человеческий глаз не одинаково чувствителен ко всем длинам волн света и имеет большую чувствительность к зеленому. Таким образом, если на метр попадает одинаковая интенсивность синего и зеленого света, в то время как исходное значение в люксах может быть одинаковым, человек-наблюдатель будет воспринимать больше зеленого света. Чтобы решить эту проблему, люксметры настроены на ожидание света со спектральным распределением домашнего освещения с вольфрамовой нитью накала. Он определяется как стандартный источник света A CIE и регулирует исходное измерение интенсивности, чтобы лучше коррелировать с человеческим восприятием яркости.Стандартный источник света CIE A рекомендуется для всех применений, связанных с использованием ламп накаливания.

Аппаратура для измерения силы света

Это оборудование идеально подходит для тех, кому необходимо проверить уровень освещенности в рабочих помещениях, для фотографии, оформления театральных декораций, дизайна интерьера и кинематографии. Его можно использовать на открытом воздухе, где достаточно сравнительных значений или соотношений, но не следует полагаться на точные значения интенсивности из-за его калибровки CIE.

Сила света, объясненная энциклопедией RP Photonics Encyclopedia; определение, фотометрия, источник света

Энциклопедия> буква L> сила света

Определение: световой поток на единицу телесного угла

немецкий: Lichtstärke

Категория: обнаружение и определение характеристик света

Обозначение формулы: I _v

Единицы: кандела (кд = лм / ср)

Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

Автор: Dr.Rüdiger Paschotta

URL: https://www.rp-photonics.com/luminous_intensity.html

Сила света — это величина, характеризующая источник света. Он определяется как световой поток на единицу телесного угла. Интенсивность света — это величина фотометрии, учитывающая спектральный отклик человеческого глаза — обычно для фотопического зрения, то есть при достаточно высокой интенсивности света (яркости) для цветного зрения. Этот термин в основном применяется с приближением точечного источника, т.е.е., на расстояниях, больших по сравнению с источником.

Аналогичной величиной в радиометрии является сила излучения.

В системе СИ единицы силы света: кандела = люмен на стерадиан (кд = лм / ср). Одна кандела примерно соответствует силе света обычной свечи.

В простейшем случае, когда сила света не зависит от направления (равномерное всенаправленное излучение), сила света — это световой поток, деленный на 4 π ср.Если излучение света ограничено меньшим телесным углом, например Благодаря корпусу лампы, содержащему отражатель, сила света может соответственно увеличиваться при том же световом потоке. С другой стороны, размер излучающего объема не имеет значения.

Для равномерного всенаправленного излучения сила света не зависит от расстояния от источника света — в отличие от освещенности, которая масштабируется пропорционально квадрату расстояния от источника света.

Обратите внимание, что визуальная яркость источника света определяется его яркостью, а , а не — его силой света, потому что она также зависит от размера источника.

Вопросы и комментарии пользователей

Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о приеме на основании определенных критериев. По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, свяжитесь с ним e.грамм. по электронной почте.

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже откажетесь от своего согласия, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала проверяются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. Также: фотометрия, световой поток, интенсивность излучения
и другие статьи в категории обнаружение и определение характеристик света

Код для ссылок на других сайтах

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код.

HTML-ссылка на эту статью:

   
 Статья об интенсивности света  
 в  
 Энциклопедия фотоники RP   

С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):

   
  alt = "article">   

Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:

  * [https://www.rp-photonics.com/luminous_intensity.html 
, статья «Интенсивность света» в энциклопедии RP Photonics]  

Физика сохранения: Кандела — единица силы света

Свет — это та часть спектра электромагнитного излучения, которая человеческий глаз может видеть. Он находится между 400 и 700 нанометрами. Все единицы измерения и определения света основаны на канделе , который является единицей измерения силы света от небольшого источника, в определенном направлении.Раньше это устройство основывалось на световом излучении. от пламени. Затем источником стало свечение расплавленной платины. В текущее определение радикально отличается от предыдущих формулировок, потому что он определяет интенсивность света в единицах излучаемой мощности в общем, ватт или джоуль в секунду. Таким образом, кандела больше не строго необходимо как фундаментальная единица, потому что она определяется с точки зрения другого фундаментальный блок.

Исторически сложилось так, что инженерная единица мощности — ватт — имела был отделен от единицы силы света, которая также является формой силы, потому что глаз имеет различную чувствительность по всему визуальному спектру, относительно нечувствителен к синему и красному свету.Это излучение может производят на зрителя глубокое впечатление, но по сравнению с желто-зеленым светом требуется больше ватт радиации, чтобы сигнал достиг мозга. Из-за этого кандела должна быть определена для излучения на одной частоте. Это делает определение довольно абстрактным, потому что не существует такого света, который можно купить в магазине ламп. Утешительный символизм свечи исчез в безжалостном стремлении экспертов к научной точности.

Вот определение:

Кандела — это сила света в заданном направлении источник, излучающий монохроматическое излучение с частотой 540 × 10 ¹² герц, что имеет интенсивность излучения в этом направлении 1/683. ватт на стерадиан.

Давайте рассмотрим это определение по крупицам.

Выбранная частота — это та, к которой глаз наиболее чувствителен (подробнее об этом позже). Эта частота обычно указывается в литературе по освещению как соответствующая длина волны: 555 нм. Длина волны зависит от среды, через которую проходит свет, поэтому в интересах точности наше относительно знакомое описание длины волны света не используется в стандарте.

Странный выбор коэффициента 683 состоит в том, чтобы сделать значение идентичным. к полученному с предыдущей версией устройства: выброс от 1 квадратный сантиметр светящейся, затвердевающей платины.

Стерадиан — это световой конус, распространяющийся от источника, который освещает один квадратный метр внутренней поверхности сферы радиусом 1 м вокруг источника.

Сила света, идущего к наблюдателю предполагается, что он достигает всех углов в пределах охватывающего стерадиана в такой же интенсивности. На практике это не обязательно: можно прекрасно измерить силу света от луча маяка, зная, что он на самом деле покрывает менее одной сотой стерадиана.Один измеряет свет, принимаемый небольшим датчиком известной площади, и умножает его, чтобы получить соответствующее значение для одного стерадиана

Световое излучение — это не то же самое, что воспринимаемая яркость источника, когда вы смотрите на него

Определение подразумевает небольшой источник, потому что поток энергии от него определяется как энергия в пределах данного телесного угла, не зависящая от расстояние до измерителя. Если источник очень маленький, крошечный например, лампа кварцевой галогенной лампы, яркость будет интенсивно, даже если его выброс составляет одну канделу.Если источник, как свеча, маленький, но не совсем то, что вы получите впечатление небольшой площади света умеренной яркости, хотя интенсивность света также одна кандела. Кажущуюся яркость источника, когда вы смотрите прямо на него, не следует путать с его световым излучением. Яркость источника измеряется в канделах на квадратный метр. Все, что видно, можно рассматривать как источник света. Музейные предметы становятся источниками света, когда отражают свет лампы.Мы вернемся к единице яркости, канделе на квадратный метр, позже. Это незаслуженно забытая концепция в выставочном дизайне

Излучение канделы от практических источников света

Есть в музее не используется источник света, излучающий монохроматическое излучение. при 540 × 10 ¹² Гц (длина волны 555 нм в воздухе), который мозг интерпретирует как желто-зеленый цвет. Этот цвет дает лучшую видимость на ватт для такого объекта, как черный. текст на белой бумаге.Однако для хорошей цветопередачи требуются источники света, излучающие по всему видимому спектру. Это неизбежно снижает эффективность освещения, потому что глазу нужно больше энергии в красном и сине-фиолетовом концы спектра, чтобы обеспечить такую ​​же визуальную четкость.

Измерение силы света от полезного источника света требует дополнительной информации: относительной чувствительности глаза к разным длинам волн. Интенсивность света «белого» источника света определяется путем умножения ватт, излучаемых на каждой длине волны, на эффективность этой длины волны в возбуждении глаза относительно эффективности на 555 нм.Этот коэффициент полезного действия получил любопытное название V-лямбда-кривой. Вот.

Эта кривая, полученная путем усреднения результатов экспериментов с множеством людей, долгое время стандартизировалась как важный компонент количественного описания света. Кривая определяет взаимосвязь между человеческим ощущением света и физической концепцией энергии, которая представляет собой величину, на которую реагируют измерительные приборы.

Мощность, излучаемая источником света, может быть измерена путем поглощения всего света абсолютно черной поверхностью и измерения выделяемого тепла.Перед черным поглотителем можно разместить фильтр, соответствующий кривой V-лямбда, чтобы преобразовать результат в то, что человеческий глаз и мозг считают «яркостью».

Практические измерительные приборы содержат полупроводниковые датчики, которые преобразуют поглощенный свет в электрический ток.

Практическое значение различной эффективности глаза на разных длинах волн

Эффективное освещение, обеспечиваемое монохроматическим излучением около 555 нм, слишком странно, чтобы быть приемлемым даже для офисных работников.Люминесцентные лампы для офиса поэтому хитроумно спроектированы так, чтобы иметь большое излучение в центральной области спектр, где достигается наибольшая визуальная четкость для потребляемых ватт через люминесцентную лампу с добавлением синего и красного, чтобы обмануть мозг думать, что свет белый. На картинке слева желто-зеленые полосы перемежаются с серым. На картинке справа те же желто-зеленые полосы, чередующиеся с красными и синими.Частичный побеление сильного зеленого впечатления лучше всего наблюдается на расстоянии.

Если вас не впечатлила эта демонстрация, которая в некоторой степени зависит от на вашем компьютере есть еще один способ сделать видимым ярко-зеленый эмиссия офисного освещения. Брать компакт-диск и держите его под, но на расстоянии нескольких метров от люминесцентной лампы. Еще лучше сделать небольшой надрез в куске картон, чтобы уменьшить свет от трубки до параллельного потока от небольшой источник.Покачивайте диск (музыкальной стороной к себе). Помимо прямого отражения от источника света вы получите дифрагированное изображение, на котором свет разделен на цветные полосы. Обратите внимание на сильные синие полосы, исходящие от ртути. пар в трубке, интенсивное зеленое излучение от основного люминофора, и красное излучение другого люминофора.

Сравните это с непрерывным спектром дневного света и ламп накаливания.

Из-за этого избытка зеленого излучения в офисном освещении фотографии, сделанные в офисах, обычно имеют зеленоватый оттенок.

Люминесцентные лампы также производятся с более равномерным распределением энергии по спектру, но их энергоэффективность ниже. Глаз не может отличить эти два источника света, глядя на них, но замечает плохую цветопередачу при взгляде на объекты при эффективном освещении. Измерение этой цветопередачи и определение ее важности — тема более поздней статьи.

Теперь, когда я подробно объяснил канделу, я просто упомяну, что, хотя она имеет фундаментальное значение для всех других единиц света, вы нечасто встретите ее.Для архитектора и инженера важно общее световое излучение лампы и его распределение в пространстве. Для консерватора важен свет, падающий на объект, обычно от нескольких источников света. Для этого требуется ввести люмен и люкс . В следующий раз.

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0 License.

кандела | Лаборатория эталонов

Единица — кандела, cd (kānara)

Единицей измерения силы света (яркости источника видимого света) в системе СИ является кандела (кд), получившая свое название от того факта, что на протяжении большей части истории ‘ стандартные свечи »использовались для измерения силы света.

Кандела — единственная базовая единица СИ, предназначенная для количественной оценки человеческого восприятия объективной физической реальности. Это позволяет нам измерять эффективность систем освещения, созданных для человеческого глаза. Поэтому его определение требует знания спектральной чувствительности зрительной системы человека, а также стандартного эталонного источника света. Определение стандартного источника дано Международным комитетом мер и весов (CIPM):

«Кандела — это сила света в заданном направлении источника, излучающего монохроматическое излучение с частотой 540 x 10 ^12. герц, что имеет интенсивность излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.”

Относительный отклик глаза на видимые длины волн, также известный как кривая светового отклика, представляет собой табулированную функцию, принятую Международной комиссией по экологии (CIE) в 1924 году. В совокупности вклад CIPM и CIE позволяют однозначно указать силу света любого источника.

Кандела, однако, не единственный прибор, который лаборатория фотометрии и радиометрии реализует и распространяет. Хотя кандела описывает, насколько ярким будет источник света, если смотреть прямо на него с определенного направления, другие фотометрические величины иногда более полезны.К ним относятся освещенность, измеряемая в люксах, которая описывает, насколько яркой будет поверхность, освещенная источником, и световой поток, измеряемый в люменах, который количественно определяет количество видимого света, излучаемого источником.

Количественная оценка света важна не только для визуального восприятия источников. Наша кожа, например, чувствительна к свету во всем солнечном спектре, от УФ до инфракрасного, как и почти все другие биологические системы на Земле. Более того, свет стал инструментом — для анализа химических образцов, прецизионной обработки, очистки воды, хирургии, неразрушающего контроля, мониторинга нашей планеты и для связи.

В этих и многих других контекстах требуются прослеживаемые измерения для контроля и принятия решений. Следовательно, радиометрические аналоги фотометрических величин поддерживаются на уровне MSL, такие как интенсивность излучения, освещенность и яркость. Эти величины могут быть заданы спектрально на определенных длинах волн или интегрированы по интересующим спектрам действия, таким как эритемная функция, которая описывает спектральную реакцию кожи человека на ультрафиолетовое излучение.

Далее, чтобы понять и повлиять на эффекты источников света, количественная оценка взаимодействия света с материалами является следующей частью головоломки.Это делается с использованием спектрофотометрических величин отражательной способности, пропускания и поглощения. Измерения таких количеств используются в таких разнообразных отраслях, как сортировка продуктов, печать, компьютерные изображения, ткани для садоводства и упаковка для пищевых продуктов.

Технические возможности

Мы являемся ведущими экспертами в области фотометрии, радиометрии и спектрофотометрии. Мы можем посоветовать лучшие измерения для поддержки вашего принятия решений, а также выявить и устранить источники ошибок в измерительных системах.Наша команда может откалибровать и охарактеризовать светомеры, источники света и материалы. Подробную информацию о наших услугах можно найти здесь.

Конкретные возможности включают прослеживаемую гониоспектрофотометрию, проектирование и производство фотопических фильтров, определение характеристик одно- и малофотонных детекторов, абсолютную радиометрию (криогенный радиометр), регулярное или диффузное отражение и пропускание, включая дымку пропускания, контроль температуры детекторов, УФ-старение материалов , а также измерение цвета и внешнего вида.

Наши исследования

Наши исследования охватывают широкий круг тем, но в настоящее время наша команда работает в следующих областях:

• Фотобиологическая безопасность источников света.
• Калибровка детектора небольшого количества фотонов и малой площади.
• Поляризационная зависимость измерения двунаправленной функции распределения отражательной способности (BRDF).
• Конструкция светофильтра и фотометра.
• Статистический анализ результатов международных взаимных сравнений.

Соответствующие публикации

A Koo. Измерение света: кандела и кандела Новой Зеландии. New Zealand Science Review Vol 72 (2) 2015 p. 45

Перейдите на нашу страницу калибровки света и услуг

Посмотрите короткое видео о Candela здесь (внешняя ссылка).

Фотометрия: фотометрические единицы измерения

Интенсивность электрического света обычно выражается в количестве силы свечи, т.е.е., во много раз больше яркости стандартной свечи. Поскольку обычная свеча не является достаточно точным эталоном, единица силы света определяется по-разному. Первоначально он был определен как сила света в горизонтальном направлении свечи определенного размера, горящей с определенной скоростью. Позже за эталон была принята международная свеча; на самом деле это не свеча, это определяется в терминах силы света определенного набора ламп с углеродной нитью. В 1948 году новая свеча, около 1.На 9% меньше прежнего. Он определяется как 1⁄60 интенсивности одного квадратного сантиметра излучателя черного тела при температуре, при которой платина затвердевает (2046 ° K). Эту единицу иногда называют новой международной свечой; Официальное название, данное ему Международной комиссией по освещению (CIE), — кандела.

Другие важные параметры фотометрии включают световой поток, поверхностную яркость (для диффузного, а не точечного источника) и поверхностное освещение.Световой поток — это излучение, испускаемое в видимом диапазоне длин волн излучающим источником.