Apa yang diketahui tentang kekuatan cahaya dan rumus perhitungannya?
Salah satu fenomena paling menarik dan kontroversial di dunia kita adalah cahaya. Untuk fisika, ini adalah salah satu parameter dasar dari banyak perhitungan. Dengan bantuan cahaya, para ilmuwan berharap dapat menemukan petunjuk keberadaan alam semesta kita, serta membuka peluang baru bagi umat manusia. Dalam kehidupan sehari-hari, cahaya juga sangat penting, terutama saat menciptakan pencahayaan berkualitas tinggi di berbagai ruangan.
Salah satu parameter penting cahaya adalah kekuatannya, yang menjadi ciri kekuatan fenomena ini. Kekuatan cahaya dan perhitungan parameter inilah yang akan dikhususkan untuk artikel ini.
Informasi umum tentang konsep
Dalam fisika, intensitas cahaya (Iv) berarti kekuatan fluks cahaya, ditentukan dalam sudut padat tertentu. Dari konsep ini dapat disimpulkan bahwa parameter ini tidak berarti semua cahaya yang tersedia di ruang angkasa, tetapi hanya sebagian darinya yang dipancarkan ke arah tertentu.
Tergantung pada sumber radiasi yang tersedia, parameter ini akan meningkat atau menurun. Perubahannya akan langsung dipengaruhi oleh nilai sudut solid.
Catatan! Dalam beberapa situasi, intensitas cahaya akan sama untuk setiap sudut. Ini dimungkinkan dalam situasi di mana sumber cahaya menciptakan iluminasi ruang yang seragam.
Parameter ini mencerminkan sifat fisik cahaya, yang membuatnya berbeda dari pengukuran seperti kecerahan, yang mencerminkan sensasi subjektif. Selain itu, kekuatan cahaya dalam fisika dianggap sebagai kekuatan. Untuk lebih tepatnya, itu diperkirakan sebagai satuan daya. Pada saat yang sama, kekuatan di sini berbeda dari konsep biasanya. Di sini, daya tidak hanya bergantung pada energi yang dipancarkan oleh instalasi penerangan, tetapi juga pada hal seperti panjang gelombang.
Perlu dicatat bahwa kepekaan orang terhadap radiasi cahaya secara langsung tergantung pada panjang gelombang. Ketergantungan ini tercermin dalam fungsi efisiensi cahaya spektral. Dalam hal ini, intensitas cahaya itu sendiri adalah besaran yang bergantung pada efisiensi cahaya. Pada panjang gelombang 550 nanometer (hijau), parameter ini akan mengambil nilai maksimumnya. Akibatnya, mata manusia akan lebih atau kurang sensitif terhadap fluks cahaya pada panjang gelombang yang berbeda.
Satuan ukuran indikator ini adalah candela (cd).
Catatan! Kekuatan radiasi yang berasal dari satu lilin kira-kira sama dengan satu lilin. Candlestick internasional yang sebelumnya digunakan untuk rumus perhitungan adalah 1,005 cd.
Cahaya satu lilin
Dalam kasus yang jarang terjadi, unit pengukuran yang ketinggalan zaman digunakan - lilin internasional. Tetapi di dunia modern, satuan ukuran untuk besaran ini, candela, sudah digunakan hampir di mana-mana.
Diagram parameter fotometrik
IV adalah parameter fotometrik yang paling penting. Selain nilai ini, parameter fotometrik yang paling penting termasuk kecerahan, serta iluminasi. Keempat nilai ini secara aktif digunakan saat membuat sistem pencahayaan di berbagai ruangan. Tanpa mereka, tidak mungkin untuk memperkirakan tingkat penerangan yang diperlukan untuk setiap situasi individu.
Empat karakteristik pencahayaan terpenting
Untuk memudahkan pemahaman tentang fenomena fisik ini, perlu untuk mempertimbangkan diagram yang menggambarkan bidang yang mencerminkan perambatan cahaya.
Bagan untuk intensitas cahaya
Diagram menunjukkan bahwa Iv tergantung pada arah menuju sumber radiasi. Artinya untuk lampu LED yang arah radiasi maksimumnya akan diambil 0 °, maka saat mengukur nilai yang kita butuhkan pada arah 180 °, akan diperoleh nilai yang lebih kecil daripada untuk arah 0 °.
Seperti yang Anda lihat, dalam diagram, radiasi yang disebarkan oleh dua sumber (kuning dan merah) akan mencakup area yang sama. Dalam hal ini, radiasi kuning akan dihamburkan, dengan analogi dengan cahaya lilin. Kekuatannya kira-kira sama dengan 100 cd. Apalagi nilai nilai ini akan sama ke segala arah. Pada saat yang sama, merah akan menjadi arah. Pada posisi 0 °, itu akan memiliki nilai maksimum 225 cd. Dalam hal ini, nilai ini akan berkurang jika terjadi penyimpangan dari 0 °.
notasi parameter SI
Karena Iv adalah besaran fisis, maka dapat dihitung. Untuk ini, formula khusus digunakan. Tetapi sebelum mencapai rumus, perlu dipahami bagaimana nilai yang diinginkan ditulis dalam sistem SI. Dalam sistem ini, nilai kita akan ditampilkan sebagai J (kadang-kadang dilambangkan sebagai I), yang satuannya adalah candela (cd). Satuan pengukuran mencerminkan bahwa Iv dipancarkan oleh radiator penuh di atas luas penampang 1/600.000 m2. akan diarahkan dalam arah tegak lurus terhadap bagian yang diberikan. Dalam hal ini, suhu emitor akan mendekati tingkat di mana, pada tekanan 101325 Pa, pembekuan platina akan diamati.
Catatan! Melalui candela, Anda dapat menentukan sisa unit fotometrik.
Karena fluks cahaya di ruang angkasa terdistribusi secara tidak merata, konsep seperti itu perlu diperkenalkan sebagai sudut padat. Biasanya dilambangkan dengan simbol .
Intensitas cahaya digunakan untuk perhitungan ketika rumus dimensi diterapkan. Dalam hal ini, nilai ini terkait dengan fluks bercahaya melalui rumus. Dalam situasi seperti itu, fluks bercahaya akan menjadi produk dari Iv dan sudut padat, di mana radiasi akan merambat.
Fluks bercahaya (Фv) adalah produk dari intensitas cahaya dan sudut padat di mana fluks merambat. = saya .
Rumus fluks bercahaya
Dari rumus ini dapat disimpulkan bahwa v adalah fluks internal yang merambat dalam sudut padat tertentu (satu steradian) dengan adanya Iv dalam satu candela.
Catatan! Steradian adalah sudut padat yang memotong bagian pada permukaan bola yang sama dengan kuadrat jari-jari bola ini.
Dalam hal ini, Iv dan daya dapat dihubungkan melalui radiasi cahaya. Lagi pula, Fv juga dipahami sebagai nilai yang mencirikan kekuatan pancaran radiasi cahaya ketika dirasakan oleh mata manusia rata-rata, yang memiliki kepekaan terhadap radiasi pada frekuensi tertentu. Akibatnya, persamaan berikut dapat diturunkan dari rumus di atas:
Rumus intensitas cahaya
Ini terlihat jelas dalam contoh LED. Dalam sumber radiasi cahaya seperti itu, kekuatannya biasanya sama dengan daya yang dikonsumsi. Akibatnya, semakin tinggi konsumsi listrik, semakin tinggi tingkat radiasi.
Seperti yang Anda lihat, rumus untuk menghitung nilai yang kita butuhkan tidak begitu rumit.
Opsi perhitungan tambahan
Karena distribusi radiasi yang datang dari sumber nyata ke ruang angkasa akan tidak merata, maka v tidak lagi dapat bertindak sebagai karakteristik sumber yang lengkap. Tetapi hanya dengan pengecualian situasi ketika, pada saat yang sama, distribusi radiasi yang dipancarkan ke berbagai arah tidak akan ditentukan.
Untuk mengkarakterisasi distribusi v dalam fisika, mereka menggunakan konsep seperti kerapatan radiasi spasial dari fluks cahaya untuk berbagai arah ruang. Dalam hal ini, untuk Iv, perlu menggunakan rumus yang sudah dikenal, tetapi dalam bentuk yang sedikit ditambah:
Rumus kedua untuk menghitung
Rumus ini akan memungkinkan Anda untuk memperkirakan nilai yang diinginkan dalam berbagai arah.
Kesimpulan
Kekuatan cahaya menempati tempat penting tidak hanya dalam fisika, tetapi juga dalam momen sehari-hari yang lebih duniawi. Parameter ini sangat penting untuk penerangan, yang tanpanya keberadaan dunia yang kita kenal tidak mungkin ada. Pada saat yang sama, nilai ini digunakan tidak hanya dalam pengembangan perangkat pencahayaan baru dengan karakteristik teknis yang lebih menguntungkan, tetapi juga dalam perhitungan tertentu yang terkait dengan organisasi sistem lampu latar.
Penerangan bangunan dengan lampu tanah - ikhtisar instalasi paling populer
Lampu gantung anak-anak untuk kamar anak perempuan: kriteria pemilihan