Сила света это: Сила света, формула: общие сведения о понятии

Единица измерения силы света — Кандела

Единица измерения силы света — Кандела. Обозначается как Кд или cd. Кандела равняется силе свечения, которое испускается в определенном векторе, заданном источником монохроматического излучателя частотой 540х10 в 12 степени Герц.

В системе СИ есть 7 главных единиц измерения, одной из которых является кандела. Кандела равняется силе свечения, которое испускается в определенном векторе, заданном источником монохроматического излучателя частотой 540х10 в 12 степени Герц. Его энергетическая сила света составляет 1/683 (Вт/ср). Ср — стерадиан, этим показателем измеряют телесные углы. В славянских странах его обозначают как Ср, однако международное обозначение sr.

Упомянутая частота соответствует зеленому спектру. Глаз человека более чувствителен к зеленому, чем к другим цветам. Для достижения того же значения силы света при излучении с другой частотой необходимы большие показатели энергетической интенсивности.

Ученые прошлых веков определяли Кандела как силу света, которая излучается черным предметом перпендикулярно плоскости площадью 1/60 квадратных сантиметров при температуре 2042.5К. При такой температуре расплавляется платина. Современная наука определила значение 1/683 так, чтобы нынешнее обозначение соответствовало предыдущему.

Пламя свечи излучает примерно одну канделу силы света. Из-за того, что в латинском языке свеча называется candela, а в английском — candle, раньше эту единицу измерения так и называли: свеча. Сейчас такое название не используется и считается архаизмом.

Единица измерения освещенности.

Единица измерения освещенности — отношение свечения к поверхности, которое оно освещает, принято называть освещенностью. Учитывается именно перпендикулярное падение света на определенную плоскость.

Единица измерения освещенности — Люкс (lux.)

1 люкс = отношение 1 люмена к 1 метру поверхности в квадрате.

Световой поток измеряется в люменах. Оба показателя занесены в международную систему единиц. В Великобритании и Соединенных Штатах уровень освещенности узнают в люменах на квадратный фут, также называемые футом-кандела. Яркость свечения — освещенность от источника силой в 1 канделу на расстоянии одного фута от освещаемой плоскости.

В европейских странах есть стандарт качества освещения в рабочих помещениях. Ниже представлены некоторые рекомендации из этого документа.

• 300 люкс;
  Офис или другие помещения, где не нужно пристально рассматривать мелкие детали.
• 500 люкс;
  Такой уровень свечения должен быть в комнатах, где люди длительное время работают за компьютером или читают. Это применимо и к учебным заведениям, и к переговорным пунктам, и к другим учреждениям.
• 750 люкс.
  Если люди занимаются технической работой: изготавливают продукцию, создают точные чертежи и так далее, должен быть такой уровень освещенности.

Нужно ли, на самом деле, измерять степень освещенности и что такое единица измерения света?

Ученые доказали, что тусклый или, наоборот, слишком яркий свет разрушают сетчатку человеческого глаза, из-за чего ухудшается острота зрения. Из-за разрушения сетчатки скорость и качество функционирования мозга снижаются. Недостаточное количество яркости увеличивает в людях сонливость, понижает работоспособность и ухудшает настроение. Следует учесть, что мы не берем во внимание ситуации, в которых тусклое свечение украшает обстановку: романтическое свидание, просмотр фильма и так далее. Насыщенный световой поток прибавляет сил, энергии, желания работать, тем самым быстрее утомляя человека.

Единица измерения света установлена СанПиНом называют санитарные правила и нормы — данные, на которые нужно равняться при измерении освещенности. Замеры делаются для определения не только степени освещенности, но и уровня шума, пыли, загрязненности, вибрации. По мнению докторов, постоянный недостаток света на рабочем месте приводит к переутомлению сотрудников, ухудшению зрения и концентрации внимания. Рабочие становятся менее трудоспособными, что может вылиться в несчастный случай по невнимательности или другим причинам.

Помимо людей, от недостаточной освещенности страдают и другие живые организмы: растения, животные. Для быстрого развития и плодородного цветения растениям обязательно нужен мощный поток света. У животных из-за некачественного освещения могут появиться нарушения в росте и развитии, репродуктивной функции, наборе массы тела и может снизиться активность существа.

Каким бывает освещение

Освещение, как правило, бывает естественным и искусственным.

Естественные источники свечения:

• солнце;
• луна;
  На самом деле, луна не излучает свет, она просто отражает солнечные лучи.
• рассеянный свет небосвода;
  Несмотря на такое красивое название, этот термин можно увидеть в официальных документах.
• кометы;
• полярные сияния;
• электрические разряды в атмосфере;
• звезды и другие небесные объекты.

Искусственные источники:

• разные осветительные формы и конструкции;
• лампы;
• светильники;
• фонарики;
• мониторы;
• телевизоры;
• мобильные телефоны и другие.

Интенсивность света

Единица измерения света  интенсивность измеряется при обустройстве освещения в комнате либо при подготовке фотоаппарата к съемке. Опытные фотографы и светотехники-профессионалы, пользуются цифровыми экспонометрами, однако можно изготовить и простой прибор с похожим принципом работы своими руками.

Многие аппараты предназначены для отдельного типа освещения. Например, измеряя свечение натриевых ламп, вы добьетесь более точного результата, чем проводя расчеты над лампой накаливания.

Можете установить приложение на смартфон, которое определит интенсивность света. Какими бы хорошими ни были ваш телефон и выбранное приложение, результаты будут искаженными и неточными, поэтому лучше воспользоваться специализированным прибором.

Большинство устройств измеряют показатели освещенности в люксах, так как это общепринятая единица, однако некоторые настроены на отображение фут-кандел.

Если вам неудобен один из этих способов измерения, можете перевести люксы в канделы и наоборот на этом ресурсе:

https://www.rapidtables.com/calc/light/lux-to-fc-calculator.html.

Чем измеряют степень освещенности

Как мы уже выяснили, единица измерения освещенности — Люкс. Несложно догадаться, как называется прибор, которым измеряют уровень света. «Люкс» плюс «метр» (с древнегреческого переводится как «мера», «измеритель») равно люксметр. Принцип работы этого портативного устройства схож с работой фотометра.

Попадающий на элемент световой поток выпускает электроны в теле полупроводника, из-за чего электроток начинает проводиться фотоэлементом. Величина электрического тока прямо пропорциональна степени освещения фотоэлемента, который и отображается на шкале или на электронном дисплее, если это современная модель люксметра. Аналоговые аппараты снабжены специальной шкалой с градусами. По движению стрелки определяются окончательные результаты замеров.

Цифровые устройства.

На смену аналоговым люксметрам пришли цифровые — маленькие компьютеры. Параметры можно увидеть на небольшом жидкокристаллическом экране. Часть, с помощью которой измеряют свет, часто содержится во внешнем корпусе и соединяется с основным устройством гибким проводом. Из-за такой конструкции можно измерять освещение в любых местах, даже труднодоступных. Согласно ГОСТ, погрешность аппарата не должна превышать 10 процентов.

Важные моменты.

При расчете сравнительной световой интенсивности можете сделать замер интенсивности освещения аналоговым или цифровым устройством. Современные измерители отображают параметры в люксах, а устаревшие аналоговые — те, которые со стрелочкой, — в фут-канделах. 1 фут-кандела равняется 10.76 люкс.

Заключение.

Таким образом, мы разобрались, что значит освещенность, сила света, его интенсивность. Вы узнали какими бывают единицы измерения светового потока, измерительные приборы, ознакомились с нормами и рекомендациями СанПин и многим другим. Теперь вы имеете базовый багаж знаний об освещении и не растеряетесь, если услышите в разговоре слово «кандела» или «люксметр». Если интересно, можете приобрести измерительный аппарат и сделать несколько замеров освещенности своего рабочего места. После этого вы поймете, соответствует ли ваше освещение нормам или нет.

Измерение цветовой температуры

Нормы освещенности

Сила света — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Си́ла све́та  I v {\displaystyle I_{v}} — физическая величина, одна из основных световых фотометрических величин^[1]. Характеризует величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени^[2]. Количественно равна отношению светового потока, распространяющегося внутри элементарного телесного угла, к этому углу.

I v = d Φ v d Ω . {\displaystyle I_{v}={\frac {d\Phi _{v}}{d\Omega }}.}

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): кандела (русское обозначение: кд; международное: cd).

Понятие «сила света» возможно применять лишь для расстояний от источника света, существенно превышающих его линейные размеры^[1].

Связь с силой излучения

В системе энергетических фотометрических величин аналогом силы света является сила излучения I e {\displaystyle I_{e}} . По отношению к силе излучения сила света является редуцированной фотометрической величиной, полученной с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения V ( λ ) {\displaystyle V(\lambda )} ^[3]:

I v = K m ⋅ ∫ 380   n m 780   n m I e , λ ( λ ) V ( λ ) d λ , {\displaystyle I_{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{380~nm}^{780~nm}I_{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda ,}

где K m {\displaystyle K_{m}}  — максимальное значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения (фотометрический эквивалент излучения), равное 683 лм/Вт^[4][5], а I e , λ {\displaystyle I_{e,\lambda }}  — спектральная плотность силы излучения, определяемая как отношение величины d I e ( λ ) , {\displaystyle dI_{e}(\lambda ),} приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между λ {\displaystyle \lambda } и λ + d λ , {\displaystyle \lambda +d\lambda ,} к ширине этого интервала:

I e , λ ( λ ) = d I e ( λ ) d λ . {\displaystyle I_{e,\lambda }(\lambda )={\frac {dI_{e}(\lambda )}{d\lambda }}.}

Примеры

Сила света различных источников:

Примечания

Сила Света | Директорат научной миссии

Члены экипажа Международной космической станции (МКС) могут испытывать быстрые восходы и закаты солнца — около 16 «закатов» в день, потому что космическая станция совершает облет Земли каждые 90 минут.

Большинство людей регулярно работают по 24-часовому циклу, известному как циркадный ритм. Однако окружающая среда космической станции создает отклонение от цикла света, и темные астронавты привыкли к дому. Высокая рабочая нагрузка, необходимость работать в «ночные смены», волнение космического полета, а также необычная обстановка могут нарушить циркадные часы астронавтов.Эти факторы могут сочетаться с нарушением сна, что, в свою очередь, может повлиять на производительность.

Бодрствование, когда они должны спать, на самом деле является давней проблемой среди членов экипажа МКС. Исследования астронавтов, которые летали между 2001–2011 гг. На космическом шаттле и 2006–2011 гг. На станции, показали, что астронавты спали в космосе значительно меньше, чем на Земле. Около четверти из них сообщили, что использовали таблетки, способствующие сну, во время своих 6-месячных миссий.Использование кофеина также распространено среди астронавтов МКС, чтобы бороться с дневными сонливыми.

Но НАСА ищет лучший способ решить проблему. Секрет кроется в самом свете. Известно, что обогащенный голубым светом, излучаемый нашими ноутбуками, может не дать нам спать по ночам. В новом исследовании НАСА будет рассмотрено, как использовать это на благо человечества, а не только на МКС.

Это исследование освещения, известное как исследование световых эффектов, совпадает с «преобразованием» освещения на космической станции.Люминесцентные лампы на станции заменяются новой системой твердотельных светодиодов (LED). Мало того, что светодиоды более энергоэффективны и безопасны, они могут буквально пролить свет на все темы исследования.

Д-р Стивен Локли из Бригама и Женской больницы и доктор Джордж Брейнард из университета Томаса Джефферсона являются соавторами исследования «Световые эффекты». Локли объясняет: «Свет влияет на наш сон и циркадные ритмы; является естественным стимулятором и может улучшить настороженность и производительность, а также помочь сбросить 24-часовые часы, когда они не синхронизированы.Человеческий глаз содержит светочувствительный белок меланопсин, отличающийся от палочек и колбочек, которые мы используем, чтобы видеть, который обнаруживает свет в глазу и опосредует этот эффект. Меланопсин наиболее чувствителен к коротковолновому синему свету, поэтому, увеличив или уменьшив долю этих длин волн синего в белом свете, мы можем соответственно повысить бдительность или способствовать сну ».

Локли говорит: «НАСА разработало мульти-светодиодную систему освещения, чтобы воспользоваться этими световыми эффектами.Система может обеспечить миллионы различных световых спектров. Мы не превращаем МКС в дискотеку, но собираемся использовать три разные настройки освещения. Мы будем использовать общую настройку освещения, которая обеспечивает хороший свет, чтобы видеть во время нормальной работы, настройку синего света с более высокой интенсивностью, которая повышает бдительность и может лучше смещать циркадные часы при необходимости, и истощенную синюю длину волны с меньшей интенсивностью установка перед сном, чтобы успокоить мозг и способствовать сну. Мы будем изучать влияние этих огней в будущих миссиях.”

Ожидается, что результаты этого исследования помогут определить руководящие принципы для протоколов освещения во время будущих полетов МКС и человека в космос. Результаты исследования должны четко определить, когда и как использовать эти различные настройки интенсивности и спектра света. Эти результаты могут также привести к получению земных преимуществ, таких как помощь в управлении режимами сна для сменных рабочих или даже разработка методов лечения нарушений сна или смены часовых поясов.

Для получения дополнительной информации о Международной космической станции, посетите www.nasa.gov/station

Чтобы узнать больше о силе света, следите за обновлениями на science.nasa.gov.