Kāds ir gaismas avota spilgtums un atstarojošās virsmas spilgtums?

Lai aprēķinātu dažādu virsmu apgaismojumu, dažreiz ir ļoti ērti apsvērt gaismas avotus kā punktveida avotus. Bet patiesībā gaismas punktu nav, tiem vienmēr ir kāds noteikts izmērs un sava forma. Lukturis, lustra, grīdas lampa, prožektors utt. Ir īsti, tas ir, nav punktveida gaismas avoti, kurus nevar raksturot tikai ar gaismas spēku.

Ja, piemēram, mēs ņemam vērā gaismas bumbiņu, kas atrodas tālumā, un salīdzinām to ar citu gaismas bumbiņu ar tieši tādu pašu gaismas intensitāti, bet ar atšķirīgu diametru, izrādās, ka, lai arī bumbiņas rada vienādu apgaismojumu vienādos attālumos, tomēr novērotājam tās tomēr ir tie izskatās savādāk: mazāka diametra bumba izskatās gaišāka nekā lielāka bumba.

Šīs parādības iemesls ir tas, ka, lai arī bumbiņu gaismas intensitāte ir vienāda, vienai no tām ir lielāka izstarojošā virsma, bet otrai - mazāka. Tas nozīmē, ka no vienības laukuma izstarotās gaismas jauda šiem avotiem nav vienāda, un mazai bumbiņai šis parametrs ir acīmredzami lielāks.

Bet pat tad, ja mēs sākam apsvērt kaut kādu gaismas avotu no noteikta attāluma, tad mums tas būs svarīgi ne tik daudz ar gaismas izstarojošās virsmas faktisko laukumu, cik ar redzamo laukumu, tas ir, tā lielumu projekcijā uz novērošanas plakni, kas ir perpendikulāra mūsu skatiena virzienam.

Tādējādi, lai novērotājs varētu pilnībā raksturot reālu gaismas avotu ar izmēriem un formu, viņam jāzina gan avota gaismas intensitāte, gan gaismas intensitātes lielums uz avota redzamās virsmas laukuma laukuma vienību.

Šo attiecību sauc par komplekta avota spilgtumu L, un, ja gaismas intensitāte ir vienāda ar I, un redzamais laukums ir vienāds ar s, tad gaismas avota spilgtums būs vienāds (gaismas intensitāti šeit var aprakstīt caur gaismas plūsmu un cieto leņķi, tad spilgtums būs vienāds ar gaismas plūsmu, kas izstarota no gaismas avota redzamās virsmas laukums vienības gaismā):

Gaismas avotos to dažādo sekciju spilgtums ir atšķirīgs: dienasgaismas spuldzē spuldzes malas ir tumšākas, svecītes liesma ir gaišāka halo ap dakts utt. Spilgtums arī ir ļoti atkarīgs no tā, kurā pusē mēs skatāmies uz avotu.

Ja, piemēram, nejauši skatāties uz metināšanas loka, tad virzienā, kas ir perpendikulārs izlādei, tas izrādīsies gaišāks nekā tad, ja skatāties uz to pašu loka no sāniem. Tas ir, spilgtums raksturo virsmu, kas izstaro gaismu izvēlētā, stingri noteiktā virzienā. Šī ir ļoti svarīga īpašība, jo tieši mūsu spilgtums reaģē uz spilgtumu (gaismas intensitāti uz laukuma vienību), nevis uz gaismas intensitāti pats par sevi.

Gaismas intensitāti mēra kandelā, attiecīgi spilgtumu - kandelās uz kvadrātmetru. Viena kandela uz kvadrātmetru ir tāda spilgtuma pakāpe, kāda piemīt gaismas plaknei, izdalot gaismu no katra kvadrātmetra ar 1 kandeles (Cd) spēku perpendikulāri plaknei. Piemēram, šeit ir aprakstīti dažu parasto gaismas avotu aptuvenie spilgtumi:

Iedarbojoties uz mūsu acīm, gaismas avoti var būt bīstami. Ja spilgtums ir lielāks par 160 000 kandelām uz kvadrātmetru, tas radīs sāpes acī. Lai izvairītos no spilgtas gaismas kaitīgās ietekmes, cilvēce ir iemācījusies dažādus trikus.

Spēcīgu kvēlspuldžu spuldzes ir izgatavotas necaurspīdīgas un lielas, lai izkliedētu gaismu, lai tā izstarotos nevis no neliela kvēldiega laukuma, bet no liela spuldzes vai ēnas virsmas. Tātad spilgtums tiek samazināts līdz drošam acīm, un apgaismojums gandrīz pilnībā nemainās.

Ja mēs runājam par atstarojošām virsmām, piemēram, krāsotām sienām, projekcijas ekrāniem, dekoratīviem izstrādājumiem utt., Tām ir difūzas atstarojošas īpašības attiecībā pret gaismas avotu. Tas nozīmē, ka tie daļēji atspoguļo gaismas atgadījumu uz tiem, un tagad viņi paši darbojas kā vidēja spilgtuma, bet plaša apgabala gaismas avoti.

Tas ir mūsu rokās, jo standarta gaismas avotiem (lukturim, lukturim, svecei, lustrai, laternai) ir ievērojams spilgtums, bet neliels virsmas laukums. Tikmēr apgaismotajai virsmai būs proporcionāls tās spilgtums gaismas iedarbība E, jo jo lielāks gaismas plūsma nokrīt uz atstarojošās virsmas, jo lielāks būs tā spilgtums.

Un šīs virsmas spilgtums būs proporcionāls tās albedo r (no latīņu albus - balts) - virsmas difūzās atstarošanas pazīmei. Jo lielāks ir albedo r, tas ir, jo lielāka ir daļa virs virsmas izklīdušās gaismas plūsmas, jo lielāks ir šādas virsmas spilgtums.

Tātad apgaismotās virsmas spilgtums ir proporcionāls albedo un apgaismojuma produktam, un dažādos virzienos spilgtums būs atšķirīgs - atkarībā no apgaismotās virsmas izkliedes modeļa.

Ja virsma vienmērīgi izkliedē uz tā esošo gaismas avotu, spilgtumu jebkurā virzienā aprēķina diezgan vienkārši. Ja izkliedes diagramma ir sarežģīta, spilgtuma aprēķināšana pārvērtīsies par diezgan sarežģītu uzdevumu.

Vienveidīgai izkliedei pietiek ar formulu (apgaismojums - luksos, spilgtums - kandeles uz kvadrātmetru):

Pieņemsim, ka ir projekcijas ekrāns ar albedo 0,8 un apgaismojums ir 60 Lux, tad spilgtums būs 0,8 * 60 / 3,14 = 15,3 kandelas uz kvadrātmetru. Šeit ir ļoti izplatītu virsmu un to spilgtuma piemēri:

Skatīt arī pie mums:

Elektrisko lampu veidi - kuri ir labāki un kāda ir atšķirība

Dažādu veidu lampu gaismas efektivitāte

Kā izvēlēties LED lampu pēc jaudas