Il flusso luminoso è un termine fisico che consente di stimare la potenza trasferita dalle radiazioni in una determinata direzione. Il valore è utilizzato per calcolare l'illuminazione, il secondo è impostato dagli standard di stato per gli oggetti che forniscono vita umana.
La posizione del flusso luminoso nella gerarchia delle grandezze fisiche dell'ottica
L'uomo non iniziato non parla molto delle etichette delle fotografie fornite dalle etichette. Date le caratteristiche del flusso luminoso in lumen. Conoscendo il flusso luminoso, si può calcolare l'illuminazione della superficie. I requisiti sono forniti GOST, più precisamente, BCH-1-73 per impianti sportivi. Le condizioni non sono prese dal soffitto, determinate dalla fisiologia umana. Se parliamo di una classe scolastica, viene presa in considerazione la salute degli occhi di studenti, insegnanti e palestra: gli interessi degli studenti sono presi in considerazione. Etichetta della lampada ad incandescenza
Le conseguenze negative e spiacevoli sono possibili quando ci si allontana dalla norma. Ogni caso è un documento. Regolamenti sanitari, regolamenti di costruzione. Ecco la posizione del flusso luminoso nella gerarchia delle grandezze ottiche. ..
Intensità luminosa
La principale caratteristica dell'emettitore di campo ottico( lampadina) è l'intensità della luce. Mostra la quantità di energia trasferita in una determinata direzione delimitata da un angolo solido. Di conseguenza, l'intensità luminosa sul grafico non è una linea retta. La potenza massima della serie di diodi viene trasferita nella direzione perpendicolare all'apertura dell'oculare( una piccola lente costruita in modo costruttivo per migliorare la messa a fuoco della radiazione).Per quanto riguarda la lampada ad incandescenza, è vicina ai parametri di una fonte isotropica.
Per una comprensione completa della domanda, facciamo un'idea degli steradiani. L'unità di misura dell'angolo solido con la parte superiore al centro della sfera. Formalmente, uno steradiano è uguale al rapporto tra l'area di una palla immaginaria e il quadrato del raggio. Di conseguenza, il valore è senza dimensione, come un angolo. Pertanto, al fine di evitare confusione, i fisici hanno introdotto steradianti. Chiaramente, il valore è strettamente correlato ai parametri della sfera. Ne consegue dalla definizione: 12,56( 4 Pi) steradians si adattano all'area della sfera.
L'angolo solido è volumetrico, sembra un cono con un vertice al centro di una palla immaginaria. La base di una forma tridimensionale non è un piano. Non è corretto confrontare l'angolo solido e il cono. La base è la parte della sfera, tagliata dalla superficie generatrice( lato).L'unità di potere della luce è una candela, come vengono chiamati nello stile occidentale, candela( il nome apparve nel 1948, prima che questa unità venisse chiamata una nuova candela).Entrambi i termini sono una traduzione, il suono originale della parola latina da cui deriva il nome. Candela è uno dei sei piatti principali del sistema internazionale SI, attraverso il quale vengono espresse altre unità.
Secondo gli accordi di pace, la maggior parte dei paesi ha adottato metro, secondo e chilogrammo nel 1960.L'elenco comprende sei parametri. Dovrebbe essere integrato con candele, ampere e gradi Kelvin. Le candele hanno avuto definizioni diverse. Eccone alcuni:
- uno-sessantesimo della radiazione di fusione del platino con un'area di un centimetro quadrato quando il metallo solidifica( 2046 K) nella direzione della perpendicolare alla superficie( CIPM 1946);
- potenza emessa perpendicolarmente a un diagramma di corpo nero con una temperatura di 2046 K, un'area di un seicentomillesimo di un metro quadrato ad una pressione normale di 101325 Newton per metro quadrato( CGPM 1967);Intensità luminosa
- di 540 GHz, potenza di un seicentottantatreesimo di watt( la definizione data dalla CGPM nel 1979, tenendo conto delle caratteristiche fisiologiche della visione).
Fino al 1946, l'intensità della luce aveva altre definizioni. In effetti, per ogni paese è unico. Nei calcoli pratici, il valore è usato poco. Gli ingegneri hanno trovato un parametro sufficientemente integrale. Sono diventati il flusso luminoso presente sulle etichette. Per quanto riguarda la candela, strettamente correlata all'angolo solido, direzione, non dare un quadro completo della fonte.È chiaro che è scomodo per una persona, persino un fisico esperto, operare con i valori di una complessità di tre piani. Ci vorrebbe una tabella di valori a seconda della direzione. In parole povere, il potere della luce non permetterà di risolvere i compiti in pratica, per esempio, per calcolare i parametri di illuminazione dal punto di vista dei requisiti dello stato standard.
Flusso luminoso
Il flusso luminoso mostra quanta energia cade sulla superficie. Non dipende da angoli solidi. Assicurati che il flusso luminoso sia indicato dall'etichetta di qualsiasi lampadina. Il valore ci consentirà di dire che i LED, consumando 9 W, producono più del filamento, prendendo 60.Potrebbe esserci confusione. In fisica, viene accettata la seguente definizione di unità di misura del flusso luminoso, i lumen: la potenza emessa da una sorgente di luce isotropica, racchiusa entro un angolo solido uguale a uno steradiante.
Dai fatti ovvi disponibili ovunque, Internet è chiaro: con un filamento di 60 W, il flusso luminoso racchiuso in un singolo steradico non può essere uguale a 710 lumen. Numero troppo grandeNel libro di testo Corso di fisica per le istituzioni educative secondarie specializzate di autorialità Zhdanova LS, Marandzhyan V.A.(Volume II) afferma: una lampadina a incandescenza da 100 W ha un'intensità luminosa di 100 candele( l'analogo moderno dell'unità è la candela).Di conseguenza, il flusso luminoso totale in lumen è 1256. Ovviamente, la cifra è dello stesso ordine di 710, non è mai avvenuta se fosse necessario un emendamento di 12.56( 4 Pi).Si può presumere che dal 1971 la tecnologia di produzione abbia subito cambiamenti, ma non qualitativi. Etichetta della lampada LED
Nel caso di una lampada a LED, il prodotto non può essere considerato un radiatore isotropico. Indirettamente, l'etichetta indica l'angolo di diffusione di 240 gradi. Cono implicito, limitando parte della sfera. La parte tagliata verrà trovata usando una semplice analogia. Ovviamente, l'angolo di diffusione di 180 gradi è simile a 6,28 steradianti. Esattamente la metà dello scopo. La conversione di altri valori in angoli solidi è difficile. Tuttavia, il parametro indicato sull'etichetta è utile per i calcoli. Visivamente chiarisce in che direzione si diffonde la luce, cosa che aiuta gli ingegneri a risolvere problemi pratici. Soddisfa i requisiti degli standard( vedi sopra).Di più si dice di seguito, ora è necessario dotare l'io del flusso luminoso.
La figura mostra schematicamente una lampadina con caratteristiche prese dall'etichetta. L'angolo di diffusione indica: la radiazione si propaga al di sopra del piano dello strumento. I cambiamenti impongono un lampadario. La radiazione viene propagata senza modifiche dalla soluzione del soffitto. In altre direzioni, la parte residua dell'angolo di diffusione( dall'etichetta) è approssimativamente uniformemente irradiata, tenendo conto dell'indebolimento del vetro.
Rappresentazione schematica dell'angolo di dispersione
In aggiunta a quanto sopra, il flusso luminoso serve a valutare le proprietà riflettenti. Le lettere nere sono chiaramente visibili su carta leggera. Il flusso luminoso riflesso dagli oggetti bianchi è più grande. Pertanto, in toni chiari sono verniciati i casi di frigoriferi.
Illuminazione e requisiti degli standard
Il flusso luminoso nell'interpretazione corrente caratterizza la potenza totale emessa dalla sorgente del campo ottico. Si è schiantato sulla superficie della stanza in modo non uniforme. Negli standard delle varie esigenze, le norme indicano l'illuminazione dell'oggetto. Il valore è misurato in lux( lat. Pronuncia della parola "luce"), numericamente uguale al rapporto tra il flusso luminoso in lumen e l'area in cui cade. L'interpretazione in sé non è difficile, l'applicazione pratica è accompagnata da una serie di problemi.
Durante il calcolo, il flusso luminoso in lumen è scomodo da utilizzare in combinazione con l'angolo di diffusione. L'area tagliata dalla sfera dipende in modo non lineare dai gradi. Va bene con gli steradiani. Per calcoli specifici, è meglio applicare la formula di connessione indicata nella figura. Ti permette di convertire i gradi in steradiana.
Nella figura al punto I, il centro della sfera. L'angolo solido coperto taglia parte della superficie, la forma risultante assomiglia a un cono. Per trovare l'illuminazione, viene disegnato un parallelo tra steradianti e gradi usando la formula indicata. La prima unità consentirà un modo semplice per calcolare la potenza( flusso luminoso) della proporzione, la seconda per misurare la posizione relativa degli oggetti nella stanza. Nota: questa formula è applicabile per angoli di apertura inferiori a 90 gradi. Pertanto, nel caso della nostra lampadina a LED, è necessario trovare i parametri del cono, che integra 240 gradi alla sfera. Formula
, programma leggero
L'apertura totale sarà di 120 gradi( 360-240).La formula appare a metà, 60 gradi. Sostituendo questo valore e dato che il seno di 30 è 0,5, otteniamo 3,14 steradianti. Di conseguenza, l'altra parte della sfera sarà di 3 Fisteradiani. Applica a una stanza specifica:
Supponiamo che una lampadina si trovi sopra un tavolo con un'area di 0,5 metri quadrati. La distanza dall'aereo è di 2 metri.
Soluzione:
Troviamo l'area totale della palla, il valore è 4 x Pi x 2 x 2 = 16 Pi sq.m. La cifra in termini di steradianti è 4 x Pi. La lampada illumina 3 x Piradian( vedi sopra), che è espresso in metri quadrati, come 12 Pi. Dividiamo l'area in base alle dimensioni del piano del tavolo, otteniamo 24 Pi. Di conseguenza, la regione ha un'illuminazione di circa 75 lux. Secondo lo SNiP, Sanitary Rules, il valore è appena sufficiente per la stanza dell'archivio. Nello studio hai bisogno di più di una fonte di luce, o cambiare il tipo di dispositivi. Diventa più potente.
Limitazioni sui calcoli dell'illuminazione dell'
I calcoli di cui sopra sono stati eseguiti in una forma estremamente semplificata. Fu preso un caso di totale oscurità.Durante la maggior parte della giornata lavorativa il sole splende attraverso la finestra, quindi, parte della luce è fornita da una fonte naturale.È logico dividere l'illuminazione in più parti, ognuna progettata per il suo tempo. Molto è determinato dal design del dispositivo di illuminazione. Ad esempio, se la copertura introduce in modo inequivocabile perdite, il riflettore torcia migliora notevolmente il flusso in una determinata direzione. Le specifiche della sorgente sono separate dalla lampada. Un fatto ovvio, spesso trascurato.
In pratica, il parametro di luce viene misurato con un luxmetro. Nota: il calcolo tecnico contiene un errore. In qualsiasi settore, il valore è noto. In radiotecnica raggiunge il 30%.I calcoli di illuminazione sono eseguiti approssimativamente, per soddisfare esattamente i requisiti degli standard esistenti. Pertanto, il risultato dovrebbe essere controllato. Viene utilizzato un luxmetro che mostra la vera illuminazione dell'area della stanza. Le letture dello strumento vengono confrontate con i valori di tabella presi dagli standard.
Il flusso luminoso dato dall'etichetta non è costante sull'area della sfera. Non sempre in pratica c'è un caso semplificato quando la lampada è sopra l'oggetto.È necessario prendere le proiezioni della superficie investigata sulla palla, lavorare nella chiave scelta.
