Affinché qualsiasi attività produttiva possa essere completata in modo rapido ed efficiente, l’illuminazione del posto di lavoro dello specialista deve essere adeguatamente organizzata. A questo scopo vengono selezionate lampade con determinati indicatori fotometrici.
L'illuminazione sul posto di lavoro è determinata da diverse grandezze fisiche, la principale delle quali è l'illuminazione. I suoi indicatori sono calcolati per il posto di lavoro di qualsiasi specialista e sono regolati dai pertinenti SNiP.
L'illuminazione è una caratteristica definita come il flusso luminoso per unità di superficie.
Flusso luminoso (F)
Questo parametro fisico è definito come la potenza della radiazione visibile da una sorgente o l'energia luminosa emessa da una lampada per unità di tempo.
Allo stesso tempo, l'energia luminosa è energia che si diffonde in tutte le direzioni e provoca sensazioni visive. Ogni persona ha sensazioni visive diverse rispetto alle stesse sorgenti di radiazioni, quindi per i calcoli vengono presi gli indicatori medi.
In fisica, per il calcolo viene utilizzata la formula:
Ф = W/t, dove:
- W – energia emessa dalla sorgente, misurata in watt,
- t – tempo di funzionamento del dispositivo in secondi.
È anche una quantità che caratterizza la quantità di luce emessa da un apparecchio illuminante in tutte le direzioni.
Pertanto, la seconda formula di calcolo è simile a:
Ф = I w, dove:
- I – intensità luminosa, misurata in candele,
- w – angolo solido, calcolato in steradianti.
Lume
Unità di misura flusso luminosoè lume.
Per determinare quale fonte sia più redditizia da acquistare, consideriamo innanzitutto cos’è un lumen.
La parola lumen in latino significa luce.
Un lumen è definito come il flusso luminoso che viene emesso da una sorgente puntiforme avente un'intensità luminosa di 1 candela per angolo solido pari a 1 steradiante:
1lm = 1W/1s.
Dall'altro lato,L'unità di misura lumen (lm) può essere trovata come:
1 lm = 1 cd · 1 sr.
Se l'angolo solido è 4π radianti e l'intensità luminosa è 1 cd, allora in questo caso si parla di flusso luminoso totale, che è pari a 4π lm ovvero 4 3,14 lm.
È stato calcolato che questo indicatore per la radiazione solare corrisponde a 8 lm e per il cielo stellato a solo 0,000000001 lm.
Per qualsiasi sorgente luminosa artificiale esistono tabelle per il calcolo di questo parametro fotometrico.
Nell'illuminotecnica vengono utilizzate quantità derivate, formate utilizzando prefissi standard del sistema SI internazionale, ad esempio:
- 1 klm = 103 lm oppure 1 klm = 103 lm;
- 1 ml = 106 ml;
- 1 ml = 10-3 ml;
- 1 µlm = 10-6 ml.
Strumenti di misura
Per misurare le grandezze fotometriche, l'industria utilizza dispositivi speciali chiamati fotometri sferici e goniofotometri. Permettono di determinare sia il flusso luminoso che l'intensità della luce proveniente da varie lampade.
I fotometri sono visivi o oggettivi.
Il principio di funzionamento dei dispositivi visivi si basa sulla capacità dell'occhio di determinare la stessa luminosità di illuminazione di due superfici confrontate illuminate con lo stesso colore.
Attualmente sono popolari i fotometri elettrici oggettivi, che consentono di misurare i parametri della luce non solo nella zona visibile, ma anche oltre essa.
I goniofotometri consentono di ottenere dati sulla quantità di flusso luminoso, intensità luminosa, nonché indicatori di altre quantità fotometriche, ad esempio luminosità, distribuzione dell'illuminazione, ecc.
Raccomandazioni per organizzare una corretta illuminazione del posto di lavoro
Quando si illuminano i luoghi di lavoro, vengono utilizzati due tipi di fonti: artificiale e naturale.
Quelli artificiali sono apparecchi con lampade di vario tipo: fluorescenti, ad incandescenza, LED, ecc.
Per ogni tipologia di lampada esistono delle tabelle che indicano il numero di lumen emessi da una determinata lampada.
Questo valore è indicato sulla confezione del prodotto, quindi al momento dell'acquisto assicurati di selezionare una lampadina in base alle informazioni pubblicate dal produttore sulla confezione. Sulla confezione della lampada è indicato il flusso luminoso totale, inclusa la luce diffusa.
Attenzione! Quando si acquista una lampada è importante ricordare che questo indicatore non ne riflette completamente la luminosità, poiché può essere aumentata attraverso l'utilizzo di un sistema di riflettori, lenti e specchi posti nell'apparecchio.
Selezione di lampade elettriche
Prima di acquistare le lampadine, devi innanzitutto scegliere quali dispositivi ti servono per creare la giusta illuminazione per il tuo posto di lavoro. Se la stanza è rettangolare, il numero richiesto di lumen viene calcolato come segue: è necessario moltiplicare gli indicatori dello standard di illuminazione dell'oggetto (determinato secondo SNiP), l'area della stanza e il coefficiente a seconda del altezza del soffitto della stanza.
La questione di come viene misurato il flusso luminoso ha iniziato a interessare agli utenti dell'illuminazione solo quando sono comparsi tipi di lampade la cui luminosità non era uguale al consumo energetico misurato in watt.
Scopriamo come il concetto di luminosità è legato al concetto di illuminazione, nonché come si può immaginare la distribuzione del flusso luminoso in tutta la stanza e scegliere il giusto dispositivo di illuminazione.
Cos'è il flusso luminoso?
Il flusso luminoso è la potenza della radiazione luminosa visibile all'occhio umano; energia luminosa emessa da una superficie (luminosa o riflettente). L'energia del flusso luminoso si misura in lumen-secondo e corrisponde a 1 lumen emesso o percepito in 1 secondo. Questo indicatore descrive il flusso totale, senza tenere conto dell'efficienza di concentrazione dell'intero dispositivo. Questa valutazione include anche la luce diffusa e inutile, quindi lo stesso numero di lumen può apparire in sorgenti di design diverso.
È necessario distinguere tra valore luminoso e valore energetico: quest'ultimo caratterizza la luce indipendentemente dalla sua proprietà di provocare sensazioni visive. Ogni quantità di luce fotometrica ha un analogo che può essere espresso quantitativamente in unità di energia o potenza. Per l'energia luminosa, questo analogo è l'energia radiante, misurata in joule.
Unità di flusso luminoso
1 lumen è la luce emessa da una sorgente con intensità luminosa di 1 candela all'interno di un angolo solido di 1 steradiante. Una lampada a incandescenza da 100 watt produce circa 1.000 lumen di luce. Più luminosa è la sorgente luminosa, più lumen emette.
Oltre ai lumen, esistono altre unità di misura che permettono di caratterizzare la luce. È possibile misurare la densità del flusso spaziale e superficiale: così conosciamo l'intensità luminosa e l'illuminazione. L'intensità luminosa si misura in candele, l'illuminamento in lux. Ma è più importante che il consumatore comprenda in quali unità viene indicata la luminosità delle lampadine e di altri dispositivi di illuminazione al momento della vendita. Alcuni produttori riportano il numero di lumen diviso per watt. Ecco come viene misurata l'efficienza luminosa (resa luminosa): quanta luce produce una lampada utilizzando 1 watt.
Definizione di formule
Poiché qualsiasi fonte di luce la emette in modo non uniforme, il numero di lumen non diminuisce caratteristiche complete dispositivo di illuminazione. Puoi calcolare l'intensità della luce in candele dividendo il suo flusso, espresso in lumen, per l'angolo solido, misurato in steradianti. Utilizzando questa formula sarà possibile tenere conto della totalità dei raggi provenienti dalla sorgente quando intersecano la superficie di una sfera immaginaria, formando su di essa un cerchio.
Ma sorge la domanda: cosa dà in pratica il numero di candele che troviamo; È impossibile trovare un LED o una torcia adatta basandosi solo sul parametro dell'intensità luminosa, inoltre è necessario tenere conto del rapporto dell'angolo di diffusione, che dipende dal design del dispositivo; Quando si scelgono lampade che brillano uniformemente in tutte le direzioni, è importante capire se sono adatte agli scopi dell'acquirente.
Se in precedenza venivano selezionate lampadine per stanze diverse in base al numero di watt, prima di acquistare lampade a LED dovrai calcolare la loro luminosità totale in lumen, quindi dividere questa cifra per l'area della stanza. Ecco come viene calcolata l'illuminazione, che si misura in lux: 1 lux è 1 lumen per 1 m². Esistono standard di illuminazione per stanze con scopi diversi.
Misura del flusso luminoso
Prima di immettere un prodotto sul mercato, il produttore determina e misura in laboratorio le caratteristiche del dispositivo di illuminazione. È impossibile farlo a casa, senza attrezzature speciali. Ma puoi controllare i numeri indicati dal produttore utilizzando le formule di cui sopra utilizzando un luxmetro compatto.
La difficoltà nel misurare con precisione i parametri della luce è che essa proviene da tutti direzioni possibili distribuzione. Pertanto, i laboratori utilizzano sfere con una superficie interna ad alta riflettività - fotometri sferici; Vengono utilizzati anche per misurare la gamma dinamica delle telecamere, ad es. fotosensibilità delle loro matrici.
Nella vita di tutti i giorni ha più senso misurare parametri luminosi importanti come l'illuminazione ambientale e il coefficiente di pulsazione. L'elevato rapporto di pulsazione e l'illuminazione scarsa fanno sì che le persone affatichino eccessivamente gli occhi, il che causa un affaticamento più rapido.
Il coefficiente di pulsazione del flusso luminoso è un indicatore che caratterizza il grado della sua irregolarità. I livelli accettabili di questi coefficienti sono regolati da SanPiN.
Non sempre è possibile notare ad occhio nudo che la lampadina tremola. Tuttavia anche un leggero eccesso del coefficiente di pulsazione influisce sulla centrale sistema nervoso persona negativamente e riduce anche le prestazioni. La luce, che può pulsare in modo non uniforme, viene emessa da tutti gli schermi: monitor di computer e laptop, display di tablet e altri cellulari, schermo televisivo. L'ondulazione viene misurata con un luxmetro-pulsometro.
Cos'è la candela?
Un'altra caratteristica importante della sorgente luminosa è la candela, che è compresa in 7 valori Sistema internazionale unità (SI) adottate dalla Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure. Inizialmente, 1 candela equivaleva alla radiazione di 1 candela, presa come standard. Da qui il nome di questa unità di misura. Ora viene determinato utilizzando una formula speciale.
Candela è l'intensità della luce misurata esclusivamente in una determinata direzione. La propagazione dei raggi sulla parte della sfera delimitata da un angolo solido permette di calcolare un valore pari al rapporto tra il flusso luminoso e tale angolo. A differenza dei lumen, questo valore viene utilizzato per determinare l'intensità dei raggi. Ciò non tiene conto della luce inutile e diffusa.
Una torcia e una plafoniera avranno un cono di luce diverso perché i raggi cadono con angolazioni diverse. Le candele (più precisamente le millicandele) vengono utilizzate per indicare l'intensità luminosa di sorgenti a bagliore direzionale: indicatori LED, torce elettriche.
Lumen e Lux
La quantità di flusso luminoso si misura in lumen; questa è una caratteristica della sua sorgente. Il numero di raggi che raggiungono qualsiasi superficie (riflettenti o assorbenti) dipenderà già dalla distanza tra la sorgente e questa superficie.
Il livello di illuminazione viene misurato in lux (lx) con un dispositivo speciale: un luxmetro. Il luxmetro più semplice è costituito da una fotocellula al selenio che converte la luce in energia elettrica e da un microamperometro a quadrante che misura questa corrente.
La sensibilità spettrale di una fotocellula al selenio differisce dalla sensibilità dell'occhio umano, quindi i fattori di correzione devono essere utilizzati in condizioni diverse. I luxmetri più semplici sono progettati per misurare un tipo di illuminazione, ad esempio la luce del giorno. Senza l'utilizzo dei coefficienti, l'errore può essere superiore al 10%.
Luxmetri alta classe sono dotati di filtri luminosi, speciali attacchi sferici o cilindrici (per misurare l'illuminazione spaziale), dispositivi per misurare la luminosità e controllare la sensibilità del dispositivo. Il loro livello di errore è di circa l'1%.
Una scarsa illuminazione interna contribuisce allo sviluppo della miopia, ha un effetto negativo sulle prestazioni, provoca affaticamento e peggioramento dell'umore.
L'illuminazione minima della superficie della scrivania del computer secondo SanPiN è di 400 lux. I banchi di scuola devono avere un livello di illuminazione di almeno 500 lux.
Lumen e Watt
Le lampade a risparmio energetico con la stessa emissione luminosa consumano 5-6 volte meno energia elettrica rispetto alle lampade a incandescenza. LED – 10-12 volte meno. La potenza del flusso luminoso non dipende più dal numero di watt. Ma i produttori indicano sempre i watt, poiché l'uso di lampadine troppo potenti in prese non destinate a tale carico porta a danni agli apparecchi elettrici o a un cortocircuito.
Se disponi i tipi più comuni di lampadine in ordine crescente di emissione luminosa, puoi ottenere il seguente elenco:
- Lampada a incandescenza – 10 lumen/watt.
- Alogena – 20 lumen/watt.
- Mercurio – 60 lumen/watt.
- Risparmio energetico – 65 lumen/watt.
- Lampada fluorescente compatta - 80 lumen/watt.
- A ioduri metallici - 90 lumen/watt.
- Diodo emettitore di luce (LED) – 120 lumen/watt.
Ma la maggior parte delle persone è abituata a guardare il numero di watt specificato dal produttore quando acquistano le lampadine. Per calcolare quanti watt per metro quadrato sono necessari, devi prima decidere quanto deve essere intensa la luce nella stanza. 20 watt di lampada a incandescenza per 1 m²: questa illuminazione è adatta per un posto di lavoro o un soggiorno; per una camera da letto saranno sufficienti 10-12 watt per 1 m². Quando si acquistano lampade a risparmio energetico, questi numeri vengono divisi per 5. È importante tenere conto anche dell'altezza del soffitto: se è più alto di 3 m, il numero totale di watt deve essere moltiplicato per 1,5.
Uno dei fenomeni più interessanti e controversi del nostro mondo è la luce. Per la fisica, questo è uno dei parametri fondamentali di numerosi calcoli. Con l'aiuto della luce, gli scienziati sperano di trovare un indizio sull'esistenza del nostro universo e di aprire nuove opportunità per l'umanità. IN Vita di ogni giorno anche la luce ha Grande importanza, soprattutto quando si crea un'illuminazione di alta qualità in varie stanze.
Uno di parametri importanti la luce è la sua forza, che caratterizza la potenza di un dato fenomeno. Questo articolo sarà dedicato all'intensità della luce e al calcolo di questo parametro.
Informazioni generali sul concetto
In fisica, l'intensità luminosa (Iv) si riferisce alla potenza del flusso luminoso, determinata all'interno di uno specifico angolo solido. Da questo concetto ne consegue che con questo parametro non si intende tutta la luce disponibile nello spazio, ma solo quella parte di essa che viene emessa in una determinata direzione.
A seconda della sorgente di radiazioni disponibile, questo parametro aumenterà o diminuirà. Le sue modifiche saranno influenzate direttamente dai valori dell'angolo solido.
Nota! In alcune situazioni, l'intensità della luce sarà la stessa per qualsiasi angolazione. Ciò è possibile in situazioni in cui la sorgente luminosa crea un'illuminazione uniforme dello spazio.
Questo parametro riflette proprietà fisica luce, rendendola diversa da misurazioni come la luminosità, che riflettono sensazioni soggettive. Inoltre, l'intensità della luce in fisica è considerata potenza. Per essere più precisi, si misura come unità di potenza. Allo stesso tempo, il potere qui differisce dal suo concetto abituale. Qui la potenza dipende non solo dall'energia emessa dall'impianto di illuminazione, ma anche da un concetto come la lunghezza d'onda.
Vale la pena notare che la sensibilità delle persone alle radiazioni luminose dipende direttamente dalla lunghezza d'onda. Questa dipendenza si riflette nella funzione dell'efficienza luminosa spettrale relativa. In questo caso l'intensità luminosa stessa è una grandezza dipendente dall'efficienza luminosa. Ad una lunghezza d'onda di 550 nanometri ( colore verde) questo parametro assumerà il suo valore massimo. Di conseguenza, gli occhi umani saranno più o meno sensibili al flusso luminoso a diversi parametri di lunghezza d'onda.
L'unità di misura di questo indicatore è la candela (cd).
Nota! La forza della radiazione proveniente da una candela sarà approssimativamente uguale a una candela. Precedentemente la candela internazionale utilizzata per la formula di calcolo era 1.005 cd.
Bagliore di una candela
In rari casi viene utilizzata un'unità di misura obsoleta: la candela internazionale. Ma in mondo moderno L'unità di misura per questa quantità è già utilizzata quasi ovunque: la candela.
Diagramma dei parametri fotometrici
Iv è il parametro fotometrico più importante. Oltre a questo valore, i parametri fotometrici più importanti includono la luminosità e l'illuminazione. Tutte queste quattro quantità vengono utilizzate attivamente durante la creazione di sistemi di illuminazione in un'ampia varietà di stanze. Senza di essi è impossibile valutare il livello di illuminazione richiesto per ogni singola situazione.
Le quattro caratteristiche luminose più importanti
Per renderlo più facile da capire fenomeno fisicoè necessario considerare un diagramma che raffigura un piano riflettente la propagazione della luce.
Diagramma dell'intensità luminosa
Grazie al diagramma si può vedere che Iv dipende dalla direzione verso la sorgente di radiazione. Ciò significa che per una lampadina a LED, per la quale la direzione di massima radiazione sarà presa pari a 0°, quando misuriamo il valore che ci occorre nella direzione 180°, il risultato sarà un valore inferiore rispetto alla direzione 0° .
Come si può vedere nel diagramma, la radiazione propagata da due sorgenti (gialla e rossa) coprirà area uguale. In questo caso la radiazione gialla sarà diffusa, simile alla luce di una candela. La sua potenza sarà di circa 100 cd. Inoltre, il valore di questa quantità sarà lo stesso in tutte le direzioni. Allo stesso tempo, il rosso sarà direzionale. Nella posizione 0° avrà un valore massimo di 225 cd. In questo caso tale valore diminuirà in caso di deviazione da 0°.
Designazione dei parametri in SI
Poiché Iv è una quantità fisica, può essere calcolata. Per questo viene utilizzata una formula speciale. Ma prima di arrivare alla formula, devi capire come è scritta la quantità desiderata nel sistema SI. In questo sistema, la nostra quantità verrà visualizzata come J (a volte scritta come I), la cui unità sarà la candela (cd). L'unità di misura riflette quella Iv emessa da un emettitore completo su una sezione trasversale di 1/600000 m2. sarà diretto in una direzione perpendicolare a questa sezione. In questo caso, la temperatura dell'emettitore sarà vicina al livello al quale, ad una pressione di 101325 Pa, si osserverà l'indurimento del platino.
Nota! La candela può essere utilizzata per definire altre unità fotometriche.
Poiché il flusso luminoso nello spazio è distribuito in modo non uniforme, è necessario introdurre un concetto come un angolo solido. Di solito è indicato con il simbolo .
L'intensità luminosa viene utilizzata per i calcoli quando viene applicata la formula dimensionale. Inoltre questo valore è legato tramite formule al flusso luminoso. In una situazione del genere, il flusso luminoso sarà il prodotto di Iv per l'angolo solido rispetto al quale si propagherà la radiazione.
Il flusso luminoso (Фv) è il prodotto dell'intensità luminosa per l'angolo solido attraverso il quale si propaga. Ô=I.
Formula del flusso luminoso
Da questa formula segue che Fv rappresenta il flusso interno propagato entro un determinato angolo solido (uno steradiante) in presenza di Iv di una candela.
Nota! Per steradiante si intende un angolo solido che ritaglia sulla superficie di una sfera una sezione uguale al quadrato del raggio della sfera data.
In questo caso Iv e potenza possono essere messi in relazione attraverso la radiazione luminosa. Del resto per Fv si intende anche la grandezza che caratterizza la potenza di emissione della radiazione luminosa percepita dall'occhio umano medio, sensibile alle radiazioni di una certa frequenza. Di conseguenza, dalla formula precedente è possibile derivare la seguente equazione:
Formula per l'intensità luminosa
Ciò può essere visto chiaramente nell'esempio dei LED. In tali fonti di radiazione luminosa, la sua forza è solitamente uguale alla potenza consumata. Di conseguenza, maggiore è il consumo di elettricità, maggiore sarà il livello di radiazione.
Come puoi vedere, la formula per calcolare il valore di cui abbiamo bisogno non è così complicata.
Ulteriori opzioni di calcolo
Poiché la distribuzione della radiazione proveniente da una sorgente reale nello spazio non sarà uniforme, Fv non potrà più fungere da caratteristica esaustiva della sorgente. Ma solo con l'eccezione della situazione in cui allo stesso tempo non verrà determinata la distribuzione della radiazione emessa in varie direzioni.
Per caratterizzare la distribuzione di Фv in fisica, usano un concetto come la densità di radiazione spaziale del flusso luminoso per diverse direzioni dello spazio. IN in questo caso per Iv è necessario utilizzare la formula già familiare, ma in forma leggermente ampliata:
Seconda formula per il calcolo
Questa formula ti consentirà di stimare il valore desiderato in diverse direzioni.
Conclusione
Il potere della luce occupa un posto importante non solo nella fisica, ma anche nei momenti più banali e quotidiani. Questo parametro è particolarmente importante per l'illuminazione, senza la quale il mondo come lo conosciamo sarebbe impossibile esistere. Inoltre, questo valore viene utilizzato non solo nello sviluppo di nuovi apparecchi di illuminazione con caratteristiche tecniche più vantaggiose, ma anche in alcuni calcoli relativi all'organizzazione del sistema di illuminazione.
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Dalla definizione segue che il valore per la frequenza 540⋅10 12 Hz è pari a 683 lm/W = 683 cd sr/W esattamente.
La frequenza selezionata corrisponde ad una lunghezza d'onda di 555,016 nm nell'aria in condizioni standard ed è vicina alla sensibilità massima dell'occhio umano, situata ad una lunghezza d'onda di 555 nm. Se la radiazione ha una lunghezza d'onda diversa, è necessaria più energia luminosa per ottenere la stessa intensità luminosa.
Considerazione dettagliata[ | ]
Tutte le quantità di luce sono quantità fotometriche ridotte. Ciò significa che essi sono formati dalla corrispondente grandezza fotometrica energetica utilizzando una funzione che rappresenta la dipendenza dell'efficienza luminosa spettrale della radiazione monocromatica per la visione diurna dalla lunghezza d'onda. Questa funzione è solitamente rappresentata come K m ⋅ V (λ) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\lambda)), dove è una funzione normalizzata in modo che al suo massimo sia uguale all'unità, ed è il valore massimo dell'efficienza luminosa spettrale della radiazione monocromatica. A volte K·m (\displaystyle K_(m)) detto anche equivalente fotometrico della radiazione.
Calcolo dell'intensità della luce X v , (\displaystyle X_(v),) il valore energetico corrispondente viene prodotto utilizzando la formula
X v = K m ∫ 380 nm 780 nm X e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle X_(v)=K_(m)\int \limits _(380~(\text(nm) ))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ,)Dove X e , λ (\ displaystyle X_ (e, \ lambda ))- densità spettrale della quantità X e , (\displaystyle X_(e),) definito come il rapporto tra la quantità d X e (λ) , (\displaystyle dX_(e)(\lambda),) cadendo su un piccolo intervallo spettrale concluso tra e λ + d λ , (\displaystyle \lambda +d\lambda ,) alla larghezza di questo intervallo:
X e , λ (λ) = d X e (λ) d λ . (\displaystyle X_(e,\lambda )(\lambda)=(\frac (dX_(e)(\lambda))(d\lambda )).)Si può notare che sotto X e (λ) (\displaystyle X_(e)(\lambda)) qui si intende il flusso di quella parte della radiazione la cui lunghezza d'onda è più corta valore corrente λ (\displaystyle \lambda).
Funzione V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) determinati empiricamente e riportati in forma tabellare. I suoi valori non dipendono in alcun modo dalla scelta dei gruppi ottici utilizzati.
Contrariamente a quanto detto V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) Senso K·m (\displaystyle K_(m))è interamente determinato dalla scelta dell'unità luminosa principale. Pertanto, per stabilire una relazione tra le quantità di luce e di energia nel sistema SI, è necessario determinarne il valore K·m (\displaystyle K_(m)), corrispondente all'unità SI dell'intensità luminosa, la candela. Con un approccio rigoroso alla definizione K·m (\displaystyle K_(m))è necessario tenere conto che il punto spettrale 540⋅10 12 Hz, di cui si parla nella definizione di candela, non coincide con la posizione del massimo della funzione V (λ) (\displaystyle V(\lambda)).
Efficienza luminosa della radiazione con frequenza 540⋅10 12 Hz[ | ]
In generale, l'intensità luminosa è correlata all'intensità della radiazione Io e (\displaystyle I_(e)) rapporto
io v = K m ⋅ ∫ 380 nm 780 nm io e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle I_(v)=K_(m)\cdot \int \limits _(380~(\text (nm)))^(780~(\text(nm)))I_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ,)Dove io e , λ (\ displaystyle I_ (e, \ lambda ))- densità spettrale della forza di radiazione pari a d io e (λ) d λ (\displaystyle (\frac (dI_(e)(\lambda))(d\lambda ))).
Per radiazioni monocromatiche con lunghezza d'onda λ (\displaystyle \lambda) formula relativa al potere della luce io v (λ) (\displaystyle io_(v)(\lambda)) con potenza di radiazione io e (λ) (\displaystyle I_(e)(\lambda)), semplifica, assumendo la forma
io v (λ) = K m ⋅ io e (λ) V (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)=K_(m)\cdot I_(e)(\lambda)V(\lambda)), oppure, dopo essere passati dalle lunghezze d'onda alle frequenze, io v (ν) = K m ⋅ io e (ν) V (ν) . (\displaystyle I_(v)(\nu)=K_(m)\cdot I_(e)(\nu)V(\nu).)Dall'ultima relazione per ν 0 = 540⋅10 12 Hz segue
K m ⋅ V (ν 0) = io v (ν 0) io e (ν 0) . (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=(\frac (I_(v)(\nu _(0)))(I_(e)(\nu _(0))) ).)Tenendo conto della definizione di candela, otteniamo
K m ⋅ V (ν 0) = 683 c d ⋅ s r W (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=683~\mathrm (\frac (cd\cdot sr)(W)) ), o cosa è lo stesso 683 l m di larghezza. (\displaystyle 683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)Lavoro K m ⋅ V (ν 0) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))) rappresenta il valore dell'efficienza luminosa spettrale della radiazione monocromatica per una frequenza di 540⋅10 12 Hz. Come risulta dal metodo di produzione, questo valore è pari a 683 cd sr/W = 683 lm/W esattamente.
Massima efficienza luminosa K m (\displaystyle (\boldsymbol (K))_(m))[ | ]
Per determinare K·m (\displaystyle K_(m)) Va tenuto presente che, come sopra detto, una frequenza di 540⋅10 12 Hz corrisponde ad una lunghezza d'onda di ≈555.016 nm. Pertanto, dall'ultima uguaglianza segue
K m = 683 V (555.016) l m W . (\displaystyle K_(m)=(\frac (683)(V(555(,)016)))~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)Funzione normalizzata V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) dato in forma tabellare con un intervallo di 1 nm, ha un massimo uguale a uno, ad una lunghezza d'onda di 555 nm. L'interpolazione dei suoi valori per una lunghezza d'onda di 555,016 nm dà un valore di 0,999997. Usando questo valore otteniamo
K m = 683.002 l m W . (\displaystyle K_(m)=683(,)002~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)In pratica, per tutti i casi viene utilizzato un valore arrotondato con sufficiente precisione K m = 683 l m W . (\displaystyle K_(m)=683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)
Pertanto, la connessione tra una quantità di luce arbitraria X v (\displaystyle X_(v)) e il relativo valore energetico X e (\displaystyle X_(e)) nel sistema SI è espresso dalla formula generale
X v = 683 ∫ 380 nm 780 nm X e , λ (λ) V (λ) d λ . (\displaystyle X_(v)=683\int \limits _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda )(\lambda)V( \lambda)\,d\lambda .)Storia e prospettive[ | ]
Lampada Hefner - lo standard della “candela Hefner”
Esempi [ | ]
L'intensità luminosa emessa da una candela è pari all'incirca ad una candela, per questo anticamente questa unità di misura veniva chiamata "candela", nome ormai obsoleto e inutilizzato.
Per le lampade a incandescenza domestiche, l'intensità luminosa in candele è approssimativamente uguale alla loro potenza.
Intensità luminosa di varie fonti| Fonte | Potenza, W | Intensità luminosa approssimativa, cd |
|---|---|---|
| Candela | 1 | |
| Lampada a incandescenza moderna (2010). | 100 | 100 |
| LED normale | 0,015..0,1 | 0,005..3 |
| LED superluminoso | 1 | 25…500 |
| LED ultraluminoso con collimatore | 1 | 1500 |
| Lampada fluorescente moderna (2010). | 22 | 120 |
| Sole | 3,83⋅10 26 | 2,8⋅10 27 |
Quantità leggere[ | ]
Nella tabella sono riportate le informazioni sulle principali grandezze fotometriche luminose.
| Nome | Designazione della quantità | Definizione | Notazione delle unità SI | Analogo energetico |
|---|---|---|---|---|
| Energia luminosa | Q v (\displaystyle Q_(v)) | K m ∫ 380 nm 780 nm Q e , λ (λ) V (λ) d λ (\displaystyle K_(m)\int _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm )))Q_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ) | lom · | Energia delle radiazioni |
| Flusso luminoso | Φ v (\displaystyle \Phi _(v)) | d Q v d t (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dt))) | lm | Flusso di radiazione |
| Il potere della luce | io v (\displaystyle io_(v)) | d Φ v d Ω (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(d\Omega ))) | CD | Intensità della radiazione (intensità dell'energia luminosa) |
| U v (\displaystyle U_(v)) | d Q v d V (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dV))) | lm s −3 | ||
| Luminosità | M v (\displaystyle M_(v)) | d Φ v d S 1 (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(dS_(1)))) | lmm−2 | Luminosità energetica |
| Luminosità | L v (\displaystyle L_(v)) | d 2 Φ v d Ω d S 1 cos ε (\displaystyle (\frac (d^(2)\Phi _(v))(d\Omega \,dS_(1)\,\cos \varepsilon ))) | cdm−2 |
Nel sistema delle quantità fotometriche dell'energia, l'analogo dell'intensità luminosa è l'intensità della radiazione. In relazione all'intensità radiante, l'intensità luminosa è una quantità fotometrica ridotta ottenuta utilizzando i relativi valori di efficienza luminosa spettrale della radiazione monocromatica per la visione diurna:
dove è il valore massimo dell'efficienza luminosa spettrale della radiazione monocromatica (equivalente fotometrico della radiazione), pari a 683 lm/W, ed è la densità spettrale della forza di radiazione, definita come il rapporto del valore per piccolo intervallo spettrale racchiuso tra e alla larghezza di questo intervallo:
Esempi
Intensità luminosa di varie fonti:
Appunti
Fondazione Wikimedia. 2010.
- Luminosità
- Quantità di sostanza
Scopri cos'è "Potere della luce" in altri dizionari:
il potere della luce- intensità luminosa: grandezza fisica determinata dal rapporto tra il flusso luminoso che si propaga da una sorgente luminosa all'interno di un piccolo angolo solido contenente la direzione in questione e tale angolo. [GOST 26148 84, articolo 42] Fonte...
IL POTERE DELLA LUCE- uno dei principali quantità di luce, che caratterizzano il bagliore di una sorgente di radiazione visibile in una certa direzione. Pari al rapporto del flusso luminoso che si propaga dalla sorgente all'interno dell'elemento. angolo solido contenente una data direzione a questo... ... Enciclopedia fisica
IL POTERE DELLA LUCE- POTENZA LUMINOSA, flusso luminoso che si propaga all'interno di un angolo solido pari a 1 steradiante. L'unità di misura dell'intensità luminosa è la candela (cd), pari all'intensità luminosa di una sorgente che emette una radiazione monocromatica in una data direzione con frequenza... ... Enciclopedia moderna
Il potere della luce- POTENZA LUMINOSA, flusso luminoso che si propaga all'interno di un angolo solido pari a 1 steradiante. L'unità di misura dell'intensità luminosa è la candela (cd), pari all'intensità luminosa di una sorgente che emette una radiazione monocromatica in una determinata direzione con frequenza... ... Dizionario enciclopedico illustrato
il potere della luce- (Iν) Quantità fisica determinata dal rapporto tra il flusso luminoso che si propaga da una sorgente luminosa all'interno di un piccolo angolo solido contenente la direzione in questione e tale angolo. [GOST 26148 84] Argomenti: ottica, ottica... ... Guida del traduttore tecnico
IL POTERE DELLA LUCE- flusso luminoso che si propaga all'interno di un angolo solido pari a 1 steradiante. Unità SI candela (cd) ... Grande dizionario enciclopedico
il potere della luce- šviesos stipris statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. intensità luminosa vok. Lichtstärke, f rus. intensità luminosa, f; intensità luminosa della sorgente, f pranc. intensità luminosa, f; intensité lumineuse de la source, f … Fizikos terminų žodynas
il potere della luce- flusso luminoso che si propaga all'interno di un angolo solido pari a 1 steradiante. L'unità di misura del SI è la candela (cd). * * * INTENSITÀ LUMINOSA INTENSITÀ LUMINOSA, flusso luminoso che si propaga entro un angolo solido pari a 1 steradiante. Unità... ... Dizionario enciclopedico
il potere della luce- šviesos stipris statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vienas pagrindinių SI dydžių, apibūdinantis regimosios šviesos šaltinio švytėjimą kuria nors kryptimi. Jis išreiškiamas šviesos srauto ir erdvinio kampo, kuriame sklinda… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
intensità luminosa I V- 2.16 intensità luminosa IV: Il rapporto tra il flusso luminoso ФV, cd, emanante dalla sorgente e che si propaga all'interno dell'angolo solido ω, IV = ФV/ω. Unità di misura cd. Fonte … Dizionario-libro di consultazione dei termini della documentazione normativa e tecnica
Libri
- Il potere degli antenati. Natura sconosciuta (numero di volumi: 2), Rainbow Mikhail. Nella confezione sono inclusi i seguenti libri. "Natura sconosciuta". Secondo l'autore, non c'è niente di più misterioso e misterioso dei fenomeni che incontriamo nella vita di tutti i giorni. Il nostro mondo, in chiave... Acquista per 470 RUR
- Potere del colore e terapia del colore: sfruttare i poteri trasformativi della luce e del colore per la salute e il benessere, Lilly Simon e Sue. Il colore è l'energia della luce e il linguaggio universale di comunicazione di tutti gli esseri. Qualsiasi colore provoca cambiamenti in noi per tutti gli esseri. Qualsiasi colore provoca cambiamenti in noi a tutti i livelli: fisico,...