빛의 강도와 계산 공식에 대해 알려진 것
우리 세계에서 가장 흥미롭고 논쟁의 여지가 있는 현상 중 하나는 빛입니다. 물리학의 경우 이것은 수많은 계산의 기본 매개변수 중 하나입니다. 과학자들은 빛의 도움으로 우리 우주의 존재에 대한 단서를 찾고 인류에게 새로운 기회를 열 수 있기를 희망합니다. 일상 생활에서 조명은 특히 다양한 방에서 고품질 조명을 만들 때 매우 중요합니다.
빛의 중요한 매개 변수 중 하나는이 현상의 힘을 특징 짓는 강도입니다. 이 기사에서 다룰 것은 빛의 강도와 이 매개변수의 계산입니다.
개념에 대한 일반 정보
물리학에서 광도(IV)는 특정 입체각 내에서 결정되는 광속의 힘을 의미합니다. 이 개념에서 이 매개변수는 공간에서 사용할 수 있는 모든 빛을 의미하는 것이 아니라 특정 방향으로 방출되는 부분만을 의미합니다.
사용 가능한 방사선 소스에 따라 이 매개변수는 증가하거나 감소합니다. 그 변경 사항은 입체각 값의 직접적인 영향을 받습니다.
메모! 어떤 상황에서는 빛의 강도가 모든 각도에서 동일합니다. 이것은 광원이 공간의 균일한 조명을 생성하는 상황에서 가능합니다.
이 매개변수는 빛의 물리적 특성을 반영하므로 주관적인 감각을 반영하는 밝기와 같은 측정값과 다릅니다. 또한 물리학에서 빛의 강도는 힘으로 간주됩니다. 좀 더 정확히 말하면 힘의 단위로 추정된다. 동시에 여기의 권력은 일반적인 개념과 다릅니다. 여기서 전력은 조명 설비가 방출하는 에너지뿐만 아니라 파장과 같은 것에 의존합니다.
광선에 대한 사람의 민감도는 파장에 직접적으로 의존한다는 점에 유의해야 합니다. 이 의존성은 스펙트럼 발광 효율의 함수에 반영됩니다. 이 경우 광도 자체는 광효율에 의존하는 양이다. 550나노미터(녹색)의 파장에서 이 매개변수는 최대값을 갖습니다. 결과적으로 인간의 눈은 다른 파장의 광속에 다소 민감합니다.
이 지표의 측정 단위는 칸델라(cd)입니다.
메모! 촛불 하나에서 나오는 복사의 세기는 대략 1칸델라와 같습니다. 이전에 계산식에 사용된 국제 촛대는 1.005cd였습니다.
촛불 하나의 빛
드문 경우지만 오래된 측정 단위인 국제 양초가 사용됩니다. 그러나 현대 세계에서 이 양의 측정 단위인 칸델라는 이미 거의 모든 곳에서 사용됩니다.
측광 매개변수 다이어그램
Iv는 가장 중요한 측광 매개변수입니다. 이 값 외에도 가장 중요한 측광 매개변수에는 밝기와 조명이 포함됩니다. 이 네 가지 값은 모두 다양한 방에서 조명 시스템을 만들 때 적극적으로 사용됩니다. 그것들이 없으면 각 개별 상황에 필요한 조명 수준을 추정하는 것이 불가능합니다.
4가지 가장 중요한 조명 특성
이 물리적 현상을 이해하기 쉽도록 빛의 전파를 반사하는 평면을 묘사한 다이어그램을 고려할 필요가 있습니다.
광도 차트
다이어그램은 Iv가 방사선 소스를 향한 방향에 의존한다는 것을 보여줍니다. 즉, 최대 방사 방향을 0°로 하는 LED 전구의 경우 180° 방향으로 필요한 값을 측정할 때 0° 방향보다 작은 값이 얻어집니다.
보시다시피, 다이어그램에서 두 개의 소스(노란색 및 빨간색)에 의해 전파되는 방사선은 동일한 영역을 덮을 것입니다. 이 경우 노란색 방사선은 촛불의 빛과 유사하게 산란됩니다. 그 힘은 대략 100cd와 같습니다. 또한이 값의 값은 모든 방향에서 동일합니다. 동시에 빨간색은 방향입니다. 0° 위치에서 최대값은 225cd입니다. 이 경우 이 값은 0°에서 벗어나면 감소합니다.
SI 매개변수 표기법
Iv는 물리량이므로 계산할 수 있습니다. 이를 위해 특별한 공식이 사용됩니다. 그러나 공식에 도달하기 전에 원하는 값이 SI 시스템에 어떻게 쓰여지는지 이해할 필요가 있습니다. 이 시스템에서 값은 J(때로는 I로 표시됨)로 표시되며 단위는 칸델라(cd)입니다. 측정 단위는 1/600,000m2의 단면적에 걸쳐 전체 라디에이터에서 방출되는 Iv를 반영합니다. 주어진 단면에 수직인 방향으로 향하게 됩니다. 이 경우 에미터의 온도는 101325 Pa의 압력에서 백금의 응고가 관찰되는 수준에 가까울 것입니다.
메모! 칸델라를 통해 나머지 측광 단위를 결정할 수 있습니다.
공간의 광속은 불균일하게 분포되기 때문에 입체각과 같은 개념을 도입할 필요가 있다. 일반적으로 기호로 표시됩니다.
광도는 치수 공식이 적용될 때 계산에 사용됩니다.이 경우 이 값은 공식을 통한 광속과 관련이 있습니다. 이러한 상황에서 광속은 Iv와 방사선이 전파되는 입체각의 곱이 됩니다.
광속(Фv)은 광도와 광속이 전파되는 입체각의 곱입니다. Ф = 나 .
광속 공식
이 공식에서 Фv는 1칸델라에서 Iv가 존재할 때 특정 입체각(1 스테라디안) 내에서 전파되는 내부 플럭스입니다.
메모! 스테라디안은 이 구의 반지름의 제곱과 같은 구 표면의 단면을 잘라내는 입체각입니다.
이 경우 Iv와 power는 빛의 복사를 통해 관련될 수 있습니다. 결국, Fv는 특정 주파수의 방사선에 대한 감도를 갖는 평균적인 인간의 눈으로 인지될 때 광방사선 방출의 힘을 특징짓는 값으로 이해되기도 한다. 결과적으로 위의 공식으로부터 다음 방정식을 도출할 수 있습니다.
빛의 강도 공식
이것은 LED의 예에서 분명히 볼 수 있습니다. 이러한 광원에서 그 강도는 일반적으로 소비되는 전력과 같습니다. 결과적으로 전력 소비가 높을수록 방사선 수준이 높아집니다.
보시다시피, 필요한 값을 계산하는 공식은 그렇게 복잡하지 않습니다.
추가 계산 옵션
실제 소스에서 우주로 들어오는 방사선의 분포가 고르지 않기 때문에 Фv는 더 이상 소스의 완전한 특성으로 작용할 수 없습니다. 그러나 동시에 다양한 방향으로 방출된 방사선의 분포가 결정되지 않는 상황을 제외하고.
물리학에서 Фv의 분포를 특성화하기 위해 공간의 다른 방향에 대한 광속의 공간 복사 밀도와 같은 개념을 사용합니다. 이 경우 Iv의 경우 이미 친숙한 공식을 사용할 필요가 있지만 약간 보완 된 형식입니다.
두 번째 계산 공식
이 공식을 사용하면 다양한 방향에서 원하는 값을 추정할 수 있습니다.
결론
빛의 힘은 물리학뿐만 아니라 일상적인 순간에도 중요한 위치를 차지합니다. 이 매개 변수는 조명에 특히 중요합니다. 조명이 없으면 우리에게 친숙한 세계가 존재할 수 없습니다. 동시에이 값은보다 유리한 기술적 특성을 가진 새로운 조명 장치의 개발뿐만 아니라 백라이트 시스템 구성과 관련된 특정 계산에도 사용됩니다.
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