Svetelný tok

Svetelný tok je fyzický pojem, ktorý umožňuje odhadnúť výkon prenášaný žiarením v danom smere. Hodnota sa používa na výpočet osvetlenia, druhá je stanovená štátnymi normami pre objekty, ktoré poskytujú ľudský život.

Pozícia svetelného toku v hierarchii fyzikálnych veličín optiky

Neoznámený človek nehovorí veľa z etikiet fotografií, ktoré sú uvedené na štítkoch. Vzhľadom na vlastnosti svetelného toku v lúmenoch. Keď poznáme svetelný tok, dá sa vypočítať povrchové osvetlenie. Požiadavky sú udelené GOST, presnejšie BCH-1-73 pre športové zariadenia. Podmienky sa neberú zo stropu, ktoré sú určené ľudskou fyziológiou. Ak hovoríme o školskej triede, berie sa do úvahy zdravie očí študentov, učiteľov a telocvične - zohľadňujú sa záujmy študentov.

Pri odchode z normy sú možné negatívne, nepríjemné dôsledky. Každý prípad je dokument. Sanitárne predpisy, stavebné predpisy. Tu je poloha svetelného toku v hierarchii optických veličín. ..

Intenzita svetla

Hlavnou charakteristikou žiariča optickej šírky( žiarovky) je intenzita svetla. Zobrazuje, koľko výkonu sa prenáša v danom smere ohraničenom pevným uhlom. V dôsledku toho intenzita svietivosti na grafe nie je priamka. Maximálny výkon diódového poľa sa prenáša v smere kolmom na otvor okulára( malá šošovka, ktorá je skonštruovaná konštruktívne na zlepšenie zaostrenia žiarenia).Pokiaľ ide o žiarovku, je blízka parametrom izotropného zdroja.

Pre úplné pochopenie tejto otázky urobíme predstavu o steradiánoch. Jednotka merania pevného uhla s vrcholom v strede gule. Formálne sa steradián rovná pomeru oblasti imaginárnej gule a štvorca polomeru. V dôsledku toho je hodnota bezrozmerná, ako uhol. Preto, aby sa zabránilo zmätku, fyzici zaviedli steradiány. Je zrejmé, že hodnota úzko súvisí s parametrami sféry. Z definície vyplýva, že 12.56( 4 Pi) steradiáni sa nachádzajú v oblasti gule.

Pevný uhol je volumetrický, vyzerá ako kužeľ s vrcholom v strede imaginárnej gule. Základňa trojrozmerného tvaru nie je rovinou. Je nesprávne porovnávať pevný uhol a kužeľ.Základňa je časť gule, ktorá je odrezaná generátorovou( bočnou) plochou. Jednotka svetelnej sily je sviečka, ako ich nazývajú v západnom štýle, candela( meno sa objavilo v roku 1948, pred tým, ako sa táto jednotka nazvala novou sviečkou).Obidva výrazy sú prekladom, pôvodným zvukom latinského slova, z ktorého pochádza názov. Candela je jednou zo šiestich hlavných dosiek medzinárodného systému SI, prostredníctvom ktorého sú vyjadrené ďalšie jednotky.

Podľa mierových dohôd väčšina krajín prijala meter, druhý a kilogram v roku 1960.Zoznam pozostáva zo šiestich parametrov. Mala by byť doplnená sviečkou, ampérom a Kelvinovým stupňom. Sviečka poskytuje rôzne definície. Tu je niekoľko:

• jedna šesťdesiatina taviaceho žiarenia platiny s plochou jedného štvorcového centimetra, keď kov stuhne( 2046 K) v smere kolmom k povrchu( CIPM 1946);Výkon
• kolmo na pozemok s čiernym telesom s teplotou 2046 K, s plochou šesťsto tisíc metra štvorcového pri normálnom tlaku 101325 Newtonov na meter štvorcový( CGPM 1967);Svetelná intenzita
• 540 GHz, výkon šesťsto osemdesiat tretina wattu( definícia stanovená CGPM v roku 1979 s prihliadnutím na fyziologické vlastnosti videnia).

Do roku 1946 mala intenzita svetla iné definície. V skutočnosti je pre každú krajinu jedinečná.Pri praktických výpočtoch sa hodnota používa len málo. Inžinieri zistili dostatočne integrálny parameter. Stali sa svetelným tokom prítomným na štítkoch. Pokiaľ ide o sviečku, úzko súvisiacu s pevným uhlom, smerom, nedávajte úplný obraz o zdroji. Je jasné, že pre človeka, dokonca aj pre skúseného fyzikov, je nepohodlné pracovať s hodnotami z trojitého komplexu. V závislosti od smeru bude potrebovať tabuľku hodnôt. Jednoducho povedané, moc svetla neumožní vyriešiť úlohy stanovené v praxi, napríklad na výpočet parametrov osvetlenia z hľadiska požiadaviek štátnej normy.

Svetelný tok

Svetelný tok ukazuje, koľko energie dopadá na povrch. Nezáleží na pevných uhloch. Len sa uistite, že svetelný tok je označený štítkom ľubovoľnej žiarovky. Hodnota nám dovoľuje povedať, že LED, ktoré spotrebúvajú 9 W, produkujú viac než vlákno, pričom 60.Môže to byť nejasnosť.Vo fyzike sa prijíma nasledujúca definícia jednotiek merania svetelného toku, lumenov: energia emitovaná izotropným svetelným zdrojom, uzavretá v pevnom uhle rovnajúcom sa jednému steradiánu.

Z jasných skutočností, ktoré sú k dispozícii všade, je internet jasný: pri vlákne 60 W sa svetelný tok uzavretý v rámci jedného steradiánu nemôže rovnať 710 lumenom. Príliš veľké číslo. V učebnici Fyzika pre stredné odborné vzdelávacie inštitúcie autorov Zhdanova LS, Marandzhyan V.A.(Zväzok II) uvádza: žiarovka 100 W žiarovky má svietivosť 100 sviečok( moderný analóg jednotky je kandela).V dôsledku toho je celkový svetelný tok v lúmenoch 1256. Je zrejmé, že číslo je rovnaké ako 710, nikdy sa neuskutočnilo, ak by bola potrebná zmena 12,56( 4 Pi).Možno predpokladať, že výrobná technológia od roku 1971 prešla zmenami, nie však kvalitatívnymi.

V prípade LED lampy, výrobok nemožno považovať za izotropný radiátor. Nepriamo označenie označuje uhol rozptylu 240 stupňov. Implicitný kužeľ, ktorý obmedzuje časť sféry. Rezná časť sa nájde pomocou jednoduchej analógie. Je zrejmé, že rozptylový uhol 180 stupňov je podobný 6,28 steradiánom. Presne polovica rozsahu. Konverzia iných hodnôt na pevné uhly je ťažké.Parameter uvedený na štítku je však vhodný pre výpočty. Z vizuálneho hľadiska je jasné, do akej miery sa svetlo šíri, čo pomáha inžinierom riešiť praktické problémy. Splniť požiadavky noriem( pozri vyššie).Viac je povedané nižšie, teraz musíte nakonko dotovať i so svetelným tokom.

Obrázok schematicky znázorňuje žiarovku s charakteristikami prevzatými z štítku. Uhol rozptýlenia indikuje: ožiarenie sa šíri nad rovinou prístroja. Zmeny ukladajú lustr.Žiarenie sa šíri bez úprav stropným roztokom. V iných smeroch je zvyšková časť uhla rozptylu( od štítku) približne rovnomerne vyžarovaná, berúc do úvahy oslabenie skla.

Okrem toho, svetelný tok slúži na hodnotenie reflexných vlastností.Čierne písmená sú jasne viditeľné na ľahkom papieri. Svetelný tok odrážaný bielymi objektmi je väčší.Preto sú v ľahkých tónoch nakreslené prípady chladničiek.

Osvetlenie a požiadavky štandardov

Svetelný tok v súčasnej interpretácii charakterizuje celkový výkon vysielaný zdrojom optického rozsahu. Rozbité na povrchu miestnosti nerovnomerne. V normách rôznych požiadaviek normy udávajú osvetlenie objektu. Hodnota sa meria v luxe( šírka Výraz slova "svetlo"), číselne sa rovná pomeru svetelného toku v lúmenoch k oblasti, do ktorej spadá.Samotný výklad nie je ťažký, praktická aplikácia je sprevádzaná množstvom problémov.

Pri výpočte je svetelný tok v lúmenoch nevhodný na použitie v spojení s uhlom rozptylu. Plocha odrezaná od gule je nelineárne závislá od stupňov. To ide dobre s steradians. Pre špecifické výpočty je lepšie použiť vzorec spojenia uvedený na obrázku. Umožňuje konvertovať stupne na steradiana.

Na obrázku v bode I je stred gule. Pokrytý pevný uhol odreže časť povrchu, výsledný tvar sa podobá kužeľu. Ak chcete nájsť osvetlenie, vytvorte paralelu medzi steradiánmi a stupňami pomocou uvedeného vzorca. Prvá jednotka umožní jednoduchý spôsob výpočtu výkonu( svetelného toku) podielu, druhý - na meranie relatívnej polohy objektov v miestnosti. Upozornenie: Tento vzorec je použiteľný pre otváracie uhly menšie ako 90 stupňov. Preto v prípade našej LED žiarovky, budeme musieť nájsť parametre kužeľa, ktorý dopĺňa 240 stupňov ku sfére.

Celková clona bude 120 stupňov( 360-240).Vzorec sa objaví na polovicu, 60 stupňov. Nahradením tejto hodnoty a vzhľadom na to, že sínus 30 je 0,5, získame 3,14 steradiánov. V dôsledku toho bude ďalšia časť sféry 3 Fisteradians. Použitie v konkrétnej miestnosti:

Predpokladajme, že žiarovka je umiestnená nad stolom o rozlohe 0,5 metrov štvorcových. Vzdialenosť k rovine je 2 metre.

Riešenie:

Zistíme celkovú plochu lopty, hodnota je 4 x Pi x 2 x 2 = 16 Pi sq.m. Obrázok v zmysle steradians je 4 x Pi. Lampa svieti 3 x Piradians( pozri vyššie), ktorá je vyjadrená v metroch štvorcových, napríklad 12 Pi. Plochu rozdeľujeme o rozmery stola, dostaneme 24 Pi. V dôsledku toho má región osvetlenie asi 75 luxov. Podľa sanitárnych pravidiel SNiP je hodnota pre archívnu miestnosť dosť ťažká.V štúdii potrebujete viac ako jeden svetelný zdroj alebo zmeniť typ zariadení.Získajte silnejšie.

Obmedzenia výpočtov osvetlenia

Vyššie uvedené výpočty boli vykonané vo veľmi zjednodušenej forme. Bol prijatý prípad úplnej tmy. Počas väčšiny pracovného dňa slnko svieti cez okno, preto niektoré svetlo je zabezpečené prírodným zdrojom. Je logické rozdeliť osvetlenie na niekoľko častí, každý je určený pre jeho čas. Veľa je určené dizajnom osvetľovacieho zariadenia. Napríklad, ak kryt jednoznačne zavádza straty, reflektor baterky značne zvyšuje prietok v danom smere.Špecifikácie zdroja sú oddelené od svietidla. Zrejmá, často prehliadaná skutočnosť.

V praxi sa parameter svetla meria luxmetrom. Známe: inžiniersky výpočet obsahuje chybu. V každom odvetví je hodnota známa. V rádiovom inžinierstve dosiahne 30%.Výpočty osvetlenia sa vykonávajú približne, aby presne splnili požiadavky existujúcich noriem. Preto by mal byť výsledok skontrolovaný.Používa sa luxmetr, ktorý zobrazuje skutočné osvetlenie priestoru miestnosti. Zaznamenávanie meraných prístrojov sa porovnáva s hodnotami tabuľky prevzatými z noriem.

Svetelný tok daný štítkom nie je konštantný v oblasti gule. Nie vždy v praxi existuje zjednodušený prípad, keď je lampa nad predmetom. Je nevyhnutné prevziať projekcie skúmaného povrchu na loptu, pracovať na zvolenom kľúči.