I dag vil vi fortelle deg alt om belysningsformelen for åpne områder og innendørs, i tillegg til å oppgi størrelsen på lysstrømmen under forskjellige omstendigheter.
stearinlys og snurrehjul
Før utbredt elektrifisering var lyskilden sol, måne, ild og stearinlys. Forskere allerede på 1400-tallet var i stand til å lage et linsesystem for å forbedre belysningen, men de fleste jobbet og levde ved levende lys.
Noen syntes synd på å bruke penger på vokslys, eller denne måten å forlenge dagen på var rett og slett ikke tilgjengelig. Deretter brukte de alternative drivstoff alternativer - olje, animalsk fett, ved. For eksempel har russiske bondekvinner i midtbanen vevd lin hele livet i lyset av en fakkel. Leseren kan spørre: "Hvorfor måtte dette gjøres om natten?" Tross alt er koeffisienten for naturlig lys i løpet av dagen mye høyere. Faktum er at på dagtid hadde bondekvinner mange andre bekymringer. I tillegg er veveprosessen veldig møysommelig og krever sjelefred. Det var viktig for kvinner at ingen tråkket på lerretet, slik at barna ikke skulle forvirre trådene, og mennene ikke skulle distrahere.
Men med et slikt liv er det én fare: lysstrømmen (vi formulerergi litt lavere) fra fakkelen er veldig lav. Øynene ble anstrengt og kvinner mistet raskt synet.
Belysning og læring
Når førsteklassinger går på skolen den første september, forventer de mirakler med spenning. De er fanget av linjalen, blomster, vakker form. De er interessert i hvordan læreren deres vil være, som de skal sitte ved samme pult med. Og en person husker disse følelsene for resten av livet.
Men voksne, når de sender barna sine til skolen, bør tenke på mer prosaiske ting enn glede eller skuffelse. Foreldre og lærere er bekymret for komforten til skrivebordet, størrelsen på klasserommet, kvaliteten på krittet og lysformelen i rommet. Disse indikatorene har normer for barn i alle aldre. Derfor bør skoleelever være takknemlige for at folk på forhånd tenkte ut ikke bare læreplanen, men også den materielle siden av saken.
Belysning og arbeid
Det er ikke for ingenting at skoler gjennomfører tilsyn der en formel for beregning av belysning av rom for klasser brukes. Barn på ti eller elleve gjør ikke annet enn å lese og skrive. Så gjør de leksene sine om kvelden, igjen uten å skille seg av med penner, notatbøker og lærebøker. Etter det holder moderne tenåringer seg også til en rekke skjermer. Som et resultat er hele livet til et skolebarn forbundet med en belastning på synet. Men skolen er bare begynnelsen på livet. Dessuten venter alle disse menneskene på et universitet og jobb.
Hver type arbeid krever sitt eget lysutbytte. Beregningsformelen tar alltid hensyn til deten person gjør 8 timer om dagen. For eksempel må en urmaker eller gullsmed vurdere de minste detaljene og fargenyansene. Derfor krever arbeidsplassen til folk i dette yrket store og lyse lamper. En botaniker som studerer regnskogens planter, må tvert imot holde seg i skumringen. Orkideer og bromeliaer er vant til at det øvre sjiktet av trær tar nesten alt sollys.
Formel
Kommer direkte til belysningsformelen. Hennes matematiske uttrykk ser slik ut:
Eυ=dΦυ / dσ.
La oss se nærmere på uttrykket. Det er klart at Eυ er belysningen, så er Φυ lysstrømmen, og σ er en liten enhet av areal som fluksen faller på. Det kan sees at E er en integralverdi. Dette betyr at svært små segmenter og deler vurderes. Det vil si at forskere oppsummerer belysningen av alle disse små områdene for å få det endelige resultatet. Enheten for belysning er lux. Den fysiske betydningen av en lux er en slik lysstrøm, som det er en lumen per kvadratmeter for. Lumen er på sin side en veldig spesifikk verdi. Det betegner lysstrømmen som sendes ut av en isotrop punktkilde (derav monokromatisk lys). Lysstyrken til denne kilden er lik en candela per helvinkel på en steradian. Enheten for belysning er en kompleks verdi som inkluderer konseptet "candela". Den fysiske betydningen av den siste definisjonen er som følger: intensiteten av lys i en kjent retning fra en kilde somsender ut monokromatisk stråling med en frekvens på 540 1012 Hz (bølgelengden ligger i det synlige området av spekteret), og lysets energiintensitet er 1/683 W/sr.
Lette konsepter
Selvfølgelig ser alle disse konseptene ved første øyekast ut som en kuleformet hest i et vakuum. Slike kilder finnes ikke i naturen. Og den oppmerksomme leseren vil sikkert stille seg selv spørsmålet: "Hvorfor er dette nødvendig?" Men fysikere har et behov for å sammenligne. Derfor må de innføre visse normer som må styres etter. Belysningsformelen er enkel, men mye kan være uklart. La oss bryte det ned.
Indeks "υ"
Indeks υ betyr at verdien ikke er helt fotometrisk. Og dette skyldes det faktum at menneskelige evner er begrenset. For eksempel oppfatter øyet bare det synlige spekteret av elektromagnetisk stråling. Dessuten ser folk den sentrale delen av denne skalaen (refererer til grønn farge) mye bedre enn marginalområdene (rød og lilla). Det vil si at en person faktisk ikke oppfatter 100% av fotoner av gul eller blå farge. Samtidig er det enheter som er blottet for en slik feil. De reduserte verdiene som belysningsstyrkeformelen opererer på (lysstrøm, for eksempel) og som er angitt med den greske bokstaven "υ", er korrigert for menneskelig syn.
Monochromatic Radiation Generator
I utgangspunktet, som nevnt ovenfor, er antallet fotoner med en viss lengdebølger som sendes ut i en bestemt retning per tidsenhet. Selv den mest monokromatiske laseren har en viss bølgelengdefordeling. Og han må absolutt være inne på noe. Dette betyr at fotoner ikke sendes ut i alle retninger. Men i formelen er det noe som heter en "punktkilde til lys." Dette er en annen modell designet for å forene en viss verdi. Og ikke et eneste objekt i universet kan kalles det. Så, en punktlyskilde er en fotongenerator som sender ut like mange elektromagnetiske feltkvanter i alle retninger, størrelsen er lik et matematisk punkt. Det er imidlertid ett triks, det kan gjøre et ekte objekt til en punktkilde: hvis avstanden fotonene når er veldig stor sammenlignet med størrelsen på generatoren. Derfor er vår sentrale stjerne Solen en skive, men fjerne stjerner er punkter.
Arbor, vel, park
Sikkert en oppmerksom leser la merke til følgende: på en lys solskinnsdag virker et åpent område mye mer opplyst enn en lysning eller plen stengt på den ene siden. Derfor er kysten så forlokkende: det er alltid sol og varmt der. Men selv en stor lysning i skogen er mørkere og kaldere. Og den grunne brønnen er dårlig opplyst på den lyseste dagen. Dette er fordi hvis en person bare ser en del av himmelen, når færre fotoner øyet hans. Koeffisienten for naturlig belysning beregnes som forholdet mellom lysstrømmen fra hele himmelen til det synlige området.
Sirkel, oval, vinkel
Alle dissebegreper er relatert til geometri. Men nå skal vi snakke om et fenomen som er direkte relatert til belysningsformelen og følgelig til fysikk. Frem til dette punktet ble det antatt at lys faller på overflaten vinkelrett, strengt nedover. Dette er selvfølgelig også en tilnærming. Under denne tilstanden betyr avstanden fra lyskilden fallet i belysning i forhold til kvadratet på avstanden. Dermed er stjernene som en person ser med det blotte øye på himmelen enten plassert ikke så langt fra oss (de tilhører alle Melkeveien-galaksen) eller veldig lyse. Men hvis lyset treffer overflaten på skrå, er ting annerledes.
Tenk på en lommelykt. Den gir en rund lysflekk når den rettes strengt vinkelrett på veggen. Hvis du vipper den, vil stedet endre form til en oval. Som du vet fra geometri, har en oval et større område. Og siden lommelykten fortsatt er den samme, betyr det at lysintensiteten er den samme, men den er så å si "smurt" over et stort område. Lysintensiteten avhenger av innfallsvinkelen i henhold til cosinusloven.
Vår, vinter, høst
Titelen høres ut som tittelen på en vakker film. Men tilstedeværelsen av årstider avhenger direkte av vinkelen der lyset faller på sitt høyeste punkt på planetens overflate. Og for øyeblikket handler det ikke bare om jorden. Årstider eksisterer på ethvert objekt i solsystemet hvis rotasjonsakse er vippet i forhold til ekliptikken (for eksempel på Mars). Leseren har sikkert allerede gjettet: Jo større helningsvinkelen er, jo færre fotoner per kvadratkilometer overflate per sekund. Så detsesongen blir kaldere. I øyeblikket av planetens største avvik på halvkulen, hersker vinteren, i øyeblikket av det minste - sommeren.
Tall og fakta
For ikke å være ubegrunnet, her er noen data. Vi advarer deg: de er alle gjennomsnittlige og er ikke egnet for å løse spesifikke problemer. I tillegg er det kataloger over overflatebelysning fra forskjellige typer kilder. Det er bedre å referere til dem når du gjør beregninger.
- I en avstand fra solen til et hvilket som helst punkt i rommet, som er omtrent lik avstanden til jorden, er belysningen hundre og trettifem tusen lux.
- Planeten vår har en atmosfære som absorberer noe av strålingen. Derfor er jordens overflate opplyst med maksim alt hundre tusen lux.
- Sommer-midtbreddegrader er opplyst ved middagstid med sytten tusen lux i klart vær og med femten tusen lux i overskyet vær.
- På en fullmånenatt er belysningen to tideler av en lux. Stjernelys på en måneløs natt er bare én eller to tusendeler av en lux.
- Å lese en bok krever minst tretti til femti lux med belysning.
- Når en person ser en film på en kino, er lysstrømmen rundt hundre lux. De mørkeste scenene vil ha en indikator på åtti lux, og bildet av en lys solskinnsdag vil "trekke" hundre og tjue.
- Solnedgang eller soloppgang over havet vil gi en belysning på rundt tusen lux. Samtidig, på en dybde på femti meter, vil belysningen være omtrent 20 lux. Vann absorberer sollys veldig godt.
