Jaký je jas světelného zdroje a jas odrazného povrchu

Pro výpočet osvětlení různých povrchů je někdy velmi vhodné považovat světelné zdroje za bodové zdroje. Ale ve skutečnosti neexistují žádné bodové zdroje světla, vždy mají určitou specifickou velikost a svůj vlastní tvar. Lampa, lustr, stojací lampa, světlomet atd. Jsou skutečné, to znamená, nikoli bodové zdroje světla, které nelze charakterizovat pouze silou světla.

Pokud například vezmeme v úvahu světelnou kouli umístěnou v dálce a porovnáme ji s jinou světelnou koulí, se stejnou intenzitou světla, ale s jiným průměrem, ukáže se, že ačkoli koule vytvářejí stejné osvětlení ve stejných vzdálenostech, přesto pro pozorovatele vypadají jinak: koule menšího průměru vypadá jasněji než větší koule.

Důvodem pro tento jev je to, že ačkoliv je světelná intenzita koulí stejná, jedna z nich má větší vyzařovací plochu a druhá menší. To znamená, že síla světla emitovaného z oblasti jednotky není pro tyto zdroje stejná a tento parametr je zjevně větší pro malou kouli.

Ale i když začneme uvažovat nějaký druh světelného zdroje z určité vzdálenosti, pak pro nás nebude záležet ani tak na skutečné ploše plochy emitující světlo, jako na viditelné ploše, tj. Na její velikosti v promítání do pozorovací roviny kolmé na směr našeho pohledu.

Aby pozorovatel plně charakterizoval skutečný světelný zdroj mající rozměry a tvar, musí znát jak intenzitu světla zdroje, tak velikost intenzity světla na jednotku plochy viditelného povrchu zdroje.

Tento poměr se nazývá jas L zdroje sady, a pokud je intenzita světla rovna I a viditelná plocha je rovna s, pak bude jas zdroje světla stejný (intenzita světla zde může být popsána prostřednictvím světelného toku a pevného úhlu, pak bude jas roven světelnému toku vyzařovanému z plocha jednotky viditelného povrchu světelného zdroje uvnitř solidního úhlu jednotky):

Ve světelných zdrojích je jas jejich různých částí odlišný: v zářivce jsou okraje žárovky tmavší a plamen svíčky je jasnější v halo kolem knotu atd. Jas také silně závisí na tom, na kterou stranu se díváme na zdroj.

Pokud se například podíváte na svařovací oblouk náhodou, pak ve směru kolmém na výboj se ukáže, že je jasnější než při pohledu na stejný oblouk ze strany. To znamená, že jas charakterizuje povrch vyzařující světlo ve zvoleném, přesně definovaném směru. To je velmi důležitá charakteristika, protože je to náš jas, který reaguje na jas (svítivost na jednotku plochy), a ne na svítivost per se.

Svítivost se měří v kandelách, respektive v jasu - v kandelách na metr čtvereční. Jedna kandela na metr čtvereční je taková jasnost, kterou má světelná rovina, vydávající světlo z každého metr čtvereční silou 1 kandela (Cd) ve směru kolmém na tuto rovinu. Zde jsou například přibližné jasy některých běžných světelných zdrojů:

Vlivem na naše oči mohou být světelné zdroje nebezpečné. Pokud je jas vyšší než 160 000 kandel na metr čtvereční, způsobí to bolest v oku. Aby se předešlo škodlivým účinkům jasného světla, lidstvo se naučilo různé triky.

Žárovky výkonných žárovek jsou neprůhledné a velké, aby rozptýlily světlo, aby vyzařovaly ne z malé oblasti vlákna, ale z velké plochy žárovky nebo stínu. Jas se tak redukuje na bezpečí pro oči a osvětlení zůstává téměř úplně nezměněno.

Pokud mluvíme o odrazných plochách, jako jsou malované stěny, promítací plátna, dekorativní výrobky atd., Vykazují difuzní odrazné vlastnosti s ohledem na zdroj světla. To znamená, že částečně odrážejí světelný dopad na ně a nyní sami působí jako zdroje světla středního jasu, ale rozsáhlé oblasti.

Hraje se to do našich rukou, protože standardní světelné zdroje (lampa, lampa, svíčka, lustr, lucerna) mají výrazný jas, ale malou plochu povrchu. Mezitím bude mít osvětlený povrch jas úměrný jeho světelná expozice E, protože čím větší světelný tok na odrazné ploše klesá, tím vyšší bude jeho jas.

A jas tohoto povrchu bude úměrný jeho albedo r (z latinského albu - bílý) - charakteristika difúzní odrazivosti povrchu. Čím větší je albedo r, to znamená, že větší část dopadajícího světelného toku rozptýlená po povrchu, tím větší jas takové plochy.

Jas osvětlené plochy je tedy úměrný součinu albeda a osvětlení a v různých směrech bude jas odlišný - v závislosti na vzoru rozptylu osvětlené plochy.

Pokud povrch rovnoměrně rozptýlí světlo dopadající na něj, pak se jas v libovolném směru vypočítá poměrně jednoduše. Pokud je rozptylový diagram složitý, výpočet jasu se změní na poměrně komplikovaný úkol.

Pro rovnoměrný rozptyl stačí použít vzorec (osvětlení - v luxech, jas - kandely na metr čtvereční):

Předpokládejme, že existuje projekční plátno s albedem 0,8 a osvětlení je 60 luxů, pak bude jas 0,8 * 60 / 3,14 = 15,3 kandela na metr čtvereční. Zde jsou příklady velmi běžných povrchů a jejich jasu:

Podívejte se také na nás:

Typy elektrických lamp - které jsou lepší a jaký je rozdíl

Světelná účinnost různých typů žárovek

Jak si vybrat LED lampu po napájení