რა არის ცნობილი სინათლის სიძლიერის და მისი გამოთვლის ფორმულის შესახებ
ჩვენი სამყაროს ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო და საკამათო ფენომენი არის სინათლე. ფიზიკისთვის, ეს არის მრავალი გამოთვლების ერთ-ერთი ფუნდამენტური პარამეტრი. სინათლის დახმარებით მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ ჩვენი სამყაროს არსებობის შესახებ მინიშნებას იპოვიან და კაცობრიობას ახალ შესაძლებლობებს გაუხსნიან. ყოველდღიურ ცხოვრებაში სინათლეს ასევე დიდი მნიშვნელობა აქვს, განსაკუთრებით სხვადასხვა ოთახებში მაღალი ხარისხის განათების შექმნისას.
სინათლის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია მისი სიძლიერე, რომელიც ახასიათებს ამ ფენომენის ძალას. ეს არის სინათლის სიძლიერე და ამ პარამეტრის გაანგარიშება, რასაც ეს სტატია დაეთმობა.
ზოგადი ინფორმაცია კონცეფციის შესახებ
ფიზიკაში, მანათობელი ინტენსივობა (IV) ნიშნავს მანათობელი ნაკადის ძალას, რომელიც განისაზღვრება კონკრეტული მყარი კუთხით. ამ კონცეფციიდან გამომდინარეობს, რომ ეს პარამეტრი არ ნიშნავს სივრცეში არსებულ მთელ სინათლეს, არამედ მხოლოდ მის ნაწილს, რომელიც გამოსხივებულია გარკვეული მიმართულებით.
არსებული გამოსხივების წყაროდან გამომდინარე, ეს პარამეტრი გაიზრდება ან შემცირდება. მის ცვლილებებზე პირდაპირ გავლენას მოახდენს მყარი კუთხის მნიშვნელობა.
Შენიშვნა! ზოგიერთ სიტუაციაში, სინათლის ინტენსივობა იგივე იქნება ნებისმიერი კუთხისთვის. ეს შესაძლებელია იმ სიტუაციებში, როდესაც სინათლის გამოსხივების წყარო ქმნის სივრცის ერთგვაროვან განათებას.
ეს პარამეტრი ასახავს სინათლის ფიზიკურ თვისებას, რაც განასხვავებს მას ისეთი გაზომვებისგან, როგორიცაა სიკაშკაშე, რომელიც ასახავს სუბიექტურ შეგრძნებებს. გარდა ამისა, სინათლის სიძლიერე ფიზიკაში განიხილება როგორც ძალა. უფრო ზუსტად რომ ვთქვათ, იგი შეფასებულია, როგორც სიმძლავრის ერთეული. ამავე დროს, ძალაუფლება აქ განსხვავდება მისი ჩვეულებრივი კონცეფციისგან. აქ სიმძლავრე დამოკიდებულია არა მხოლოდ ენერგიაზე, რომელსაც გამოყოფს განათების ინსტალაცია, არამედ ისეთ რამეზე, როგორიცაა ტალღის სიგრძე.
უნდა აღინიშნოს, რომ ადამიანების მგრძნობელობა სინათლის გამოსხივების მიმართ პირდაპირ დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე. ეს დამოკიდებულება აისახება სპექტრული მანათობელი ეფექტურობის ფუნქციაში. ამ შემთხვევაში, მანათობელი ინტენსივობა თავად არის სიდიდე, რომელიც დამოკიდებულია მანათობელ ეფექტურობაზე. ტალღის სიგრძეზე 550 ნანომეტრი (მწვანე), ეს პარამეტრი მიიღებს მაქსიმალურ მნიშვნელობას. შედეგად, ადამიანის თვალი მეტ-ნაკლებად მგრძნობიარე იქნება სინათლის ნაკადის მიმართ სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე.
ამ ინდიკატორის საზომი ერთეულია კანდელა (cd).
Შენიშვნა! რადიაციის სიძლიერე, რომელიც მოდის ერთი სანთლიდან, დაახლოებით უდრის ერთ კანდელას. საერთაშორისო სასანთლე, რომელიც ადრე გამოიყენებოდა გაანგარიშების ფორმულისთვის, იყო 1.005 cd.
ერთი სანთლის ნათება
იშვიათ შემთხვევებში გამოიყენება მოძველებული საზომი ერთეული - საერთაშორისო სანთელი. მაგრამ თანამედროვე სამყაროში ამ რაოდენობის საზომი ერთეული, კანდელა, უკვე თითქმის ყველგან გამოიყენება.
ფოტომეტრული პარამეტრის დიაგრამა
Iv არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფოტომეტრული პარამეტრი. ამ მნიშვნელობის გარდა, ყველაზე მნიშვნელოვანი ფოტომეტრიული პარამეტრები მოიცავს სიკაშკაშეს, ისევე როგორც განათებას. ეს ოთხივე მნიშვნელობა აქტიურად გამოიყენება მრავალფეროვან ოთახებში განათების სისტემის შექმნისას. მათ გარეშე შეუძლებელია თითოეული ინდივიდუალური სიტუაციისთვის განათების საჭირო დონის შეფასება.
ოთხი ყველაზე მნიშვნელოვანი განათების მახასიათებელი
ამ ფიზიკური ფენომენის გასაადვილებლად, აუცილებელია განიხილოს დიაგრამა, რომელიც ასახავს სიბრტყეს, რომელიც ასახავს სინათლის გავრცელებას.
დიაგრამა სინათლის ინტენსივობისთვის
დიაგრამა გვიჩვენებს, რომ Iv დამოკიდებულია რადიაციის წყაროს მიმართულებაზე. ეს ნიშნავს, რომ LED ნათურისთვის, რომლისთვისაც მაქსიმალური გამოსხივების მიმართულება იქნება მიღებული 0 °, მაშინ როდესაც ჩვენ გვჭირდება მნიშვნელობის გაზომვა 180 ° მიმართულებით, მიიღება უფრო მცირე მნიშვნელობა, ვიდრე 0 ° მიმართულებისთვის.
როგორც ხედავთ, დიაგრამაზე გამოსხივება, რომელიც გავრცელდება ორი წყაროთ (ყვითელი და წითელი) თანაბარ ფართობს მოიცავს. ამ შემთხვევაში ყვითელი გამოსხივება სანთლის შუქის ანალოგიით გაიფანტება. მისი სიმძლავრე იქნება დაახლოებით 100 cd-ის ტოლი. უფრო მეტიც, ამ მნიშვნელობის ღირებულება იგივე იქნება ყველა მიმართულებით. ამავე დროს, წითელი იქნება მიმართული. 0° პოზიციაზე მას ექნება მაქსიმალური მნიშვნელობა 225 cd. ამ შემთხვევაში, ეს მნიშვნელობა შემცირდება 0°-დან გადახრის შემთხვევაში.
SI პარამეტრის აღნიშვნა
ვინაიდან Iv არის ფიზიკური სიდიდე, მისი გამოთვლა შესაძლებელია. ამისათვის გამოიყენება სპეციალური ფორმულა. მაგრამ სანამ ფორმულას მიაღწევთ, აუცილებელია იმის გაგება, თუ როგორ იწერება სასურველი მნიშვნელობა SI სისტემაში. ამ სისტემაში ჩვენი მნიშვნელობა ნაჩვენები იქნება როგორც J (ზოგჯერ აღინიშნება როგორც I), რომლის ერთეული იქნება კანდელა (cd). საზომი ერთეული ასახავს Iv-ს გამოსხივებას სრული რადიატორისგან 1/600000 მ2 განივი ფართობზე. მიმართული იქნება მოცემული მონაკვეთის პერპენდიკულარული მიმართულებით. ამ შემთხვევაში, ემიტერის ტემპერატურა ახლოს იქნება იმ დონესთან, რომელზეც 101325 Pa წნევის დროს შეინიშნება პლატინის გამაგრება.
Შენიშვნა! კანდელას საშუალებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ დანარჩენი ფოტომეტრული ერთეულები.
ვინაიდან სივრცეში სინათლის ნაკადი არათანაბრად ნაწილდება, აუცილებელია ისეთი კონცეფციის შემოღება, როგორიცაა მყარი კუთხე. ის ჩვეულებრივ აღინიშნება სიმბოლოთი .
სინათლის ინტენსივობა გამოიყენება გამოთვლებისთვის, როდესაც გამოიყენება განზომილების ფორმულა.ამ შემთხვევაში, ეს მნიშვნელობა დაკავშირებულია მანათობელ ნაკადთან ფორმულების საშუალებით. ასეთ ვითარებაში მანათობელი ნაკადი იქნება Iv-ისა და იმ მყარი კუთხის ნამრავლი, რომელზეც გამოსხივება გავრცელდება.
მანათობელი ნაკადი (Фv) არის მანათობელი ინტენსივობისა და მყარი კუთხის პროდუქტი, რომელშიც ნაკადი ვრცელდება. Ф=I .
მანათობელი ნაკადის ფორმულა
ამ ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ Фv არის შიდა ნაკადი, რომელიც ვრცელდება სპეციფიკურ მყარ კუთხეში (ერთი სტერადიანი) Iv-ის თანდასწრებით ერთ კანდელაში.
Შენიშვნა! სტერადიანი არის მყარი კუთხე, რომელიც ჭრის სფეროს ზედაპირზე, რომელიც უდრის ამ სფეროს რადიუსის კვადრატს.
ამ შემთხვევაში, Iv და სიმძლავრე შეიძლება იყოს დაკავშირებული სინათლის გამოსხივების საშუალებით. ყოველივე ამის შემდეგ, Fv ასევე გაგებულია, როგორც მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს სინათლის გამოსხივების ძალას, როდესაც ის აღიქმება საშუალო ადამიანის თვალით, რომელსაც აქვს მგრძნობელობა გარკვეული სიხშირის გამოსხივების მიმართ. შედეგად, შემდეგი განტოლება შეიძლება გამოვიდეს ზემოაღნიშნული ფორმულიდან:
სინათლის ინტენსივობის ფორმულა
ეს აშკარად ჩანს LED-ების მაგალითზე. სინათლის გამოსხივების ასეთ წყაროებში მისი სიძლიერე ჩვეულებრივ უდრის მოხმარებულ ენერგიას. შედეგად, რაც უფრო მაღალია ელექტროენერგიის მოხმარება, მით უფრო მაღალია რადიაციის დონე.
როგორც ხედავთ, ჩვენთვის საჭირო მნიშვნელობის გამოთვლის ფორმულა არც ისე რთულია.
დამატებითი გაანგარიშების პარამეტრები
ვინაიდან რეალური წყაროდან კოსმოსში გამოსხივების განაწილება არათანაბარი იქნება, მაშინ Фv ვეღარ იმოქმედებს, როგორც წყაროს ამომწურავი მახასიათებელი. მაგრამ მხოლოდ იმ სიტუაციის გამოკლებით, როდესაც, ამავე დროს, გამოსხივებული გამოსხივების განაწილება სხვადასხვა მიმართულებით არ იქნება განსაზღვრული.
ფიზიკაში Фv განაწილების დასახასიათებლად გამოიყენება ისეთი კონცეფცია, როგორიცაა სინათლის ნაკადის გამოსხივების სივრცითი სიმკვრივე სივრცის სხვადასხვა მიმართულებისთვის. ამ შემთხვევაში, ივ-სთვის აუცილებელია უკვე ნაცნობი ფორმულის გამოყენება, მაგრამ ოდნავ დამატებული ფორმით:
გაანგარიშების მეორე ფორმულა
ეს ფორმულა საშუალებას მოგცემთ შეაფასოთ სასურველი მნიშვნელობა სხვადასხვა მიმართულებით.
დასკვნა
სინათლის ძალას მნიშვნელოვანი ადგილი უჭირავს არა მხოლოდ ფიზიკაში, არამედ უფრო ამქვეყნიურ, ყოველდღიურ მომენტებშიც. ეს პარამეტრი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია განათებისთვის, რომლის გარეშეც ჩვენთვის ნაცნობი სამყაროს არსებობა შეუძლებელია. ამავდროულად, ეს მნიშვნელობა გამოიყენება არა მხოლოდ ახალი განათების მოწყობილობების შემუშავებაში, უფრო ხელსაყრელი ტექნიკური მახასიათებლებით, არამედ გარკვეული გამოთვლებით, რომლებიც დაკავშირებულია განათების სისტემის ორგანიზებასთან.
შენობების განათება მიწისქვეშა ნათურებით - ყველაზე პოპულარული, ინსტალაციის მიმოხილვა
ბავშვთა ჭაღები გოგონას ოთახისთვის: შერჩევის კრიტერიუმები