Işığın gücü ve hesaplanması için formül hakkında bilinenler
Dünyamızın en ilginç ve tartışmalı fenomenlerinden biri ışıktır. Fizik için bu, sayısız hesaplamanın temel parametrelerinden biridir. Bilim adamları ışığın yardımıyla evrenimizin varlığına dair bir ipucu bulmayı ve insanlık için yeni fırsatlar yaratmayı umuyorlar. Günlük yaşamda, özellikle çeşitli odalarda yüksek kaliteli aydınlatma oluştururken ışık da büyük önem taşır.
Işığın önemli parametrelerinden biri, bu fenomenin gücünü karakterize eden gücüdür. Bu makalenin ayrılacağı ışığın gücü ve bu parametrenin hesaplanmasıdır.
Konsept hakkında genel bilgiler
Fizikte ışık şiddeti (Iv), belirli bir katı açı içinde belirlenen ışık akısının gücü anlamına gelir. Bu kavramdan, bu parametrenin uzayda mevcut olan tüm ışığı değil, sadece belirli bir yönde yayılan kısmı anlamına geldiği sonucu çıkar.
Mevcut radyasyon kaynağına bağlı olarak bu parametre artacak veya azalacaktır. Değişiklikleri, katı açının değerinden doğrudan etkilenecektir.
Not! Bazı durumlarda, ışık yoğunluğu herhangi bir açı için aynı olacaktır. Bu, ışık kaynağının mekanda tek tip bir aydınlatma oluşturduğu durumlarda mümkündür.
Bu parametre ışığın fiziksel özelliğini yansıtır, bu da onu öznel duyuları yansıtan parlaklık gibi ölçümlerden farklı kılar. Ayrıca fizikte ışığın gücü güç olarak kabul edilir. Daha kesin olmak gerekirse, bir güç birimi olarak tahmin edilir. Aynı zamanda, buradaki güç, olağan kavramından farklıdır. Burada güç, sadece aydınlatma tesisatının yaydığı enerjiye değil, aynı zamanda dalga boyu gibi bir şeye de bağlıdır.
İnsanların ışık radyasyonuna duyarlılığının doğrudan dalga boyuna bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. Bu bağımlılık, spektral ışık veriminin bir fonksiyonu olarak yansıtılır. Bu durumda, ışık yoğunluğunun kendisi ışık verimliliğine bağlı bir niceliktir. 550 nanometre (yeşil) dalga boyunda bu parametre maksimum değerini alacaktır. Sonuç olarak, insan gözü farklı dalga boylarındaki ışık akısına az çok duyarlı olacaktır.
Bu göstergenin ölçü birimi kandeladır (cd).
Not! Bir mumdan gelen radyasyonun gücü yaklaşık olarak bir kandelaya eşit olacaktır. Daha önce hesaplama formülü için kullanılan uluslararası mum çubuğu 1.005 cd idi.
Bir mumun parıltısı
Nadir durumlarda, eski bir ölçü birimi kullanılır - uluslararası mum. Ancak modern dünyada, bu miktarın ölçü birimi olan kandela, hemen hemen her yerde kullanılmaktadır.
Fotometrik parametre diyagramı
IV en önemli fotometrik parametredir. Bu değere ek olarak, en önemli fotometrik parametreler, aydınlatmanın yanı sıra parlaklıktır. Bu dört değerin tümü, çok çeşitli odalarda bir aydınlatma sistemi oluşturulurken aktif olarak kullanılmaktadır. Onlar olmadan, her bir durum için gerekli aydınlatma seviyesini tahmin etmek imkansızdır.
En önemli dört aydınlatma özelliği
Bu fiziksel fenomeni anlamak için, ışığın yayılmasını yansıtan bir düzlemi gösteren bir diyagramı düşünmek gerekir.
Işık yoğunluğu tablosu
Diyagram, Iv'nin radyasyon kaynağına doğru yöne bağlı olduğunu göstermektedir. Bu, maksimum radyasyon yönü 0 ° alınacak bir LED ampul için, ihtiyacımız olan değeri 180 ° yönünde ölçerken, 0 ° yönünden daha küçük bir değer elde edileceği anlamına gelir.
Gördüğünüz gibi, şemada iki kaynaktan (sarı ve kırmızı) yayılan radyasyon eşit bir alanı kaplayacaktır. Bu durumda, sarı radyasyon, bir mum ışığına benzer şekilde saçılacaktır. Gücü yaklaşık olarak 100 cd'ye eşit olacaktır. Üstelik bu değerin değeri her yönde aynı olacaktır. Aynı zamanda, kırmızı yönlü olacaktır. 0° konumunda maksimum 225 cd değerine sahip olacaktır. Bu durumda 0°'den sapma durumunda bu değer azalacaktır.
SI parametre gösterimi
Iv fiziksel bir büyüklük olduğu için hesaplanabilir. Bunun için özel bir formül kullanılır. Fakat formüle ulaşmadan önce SI sisteminde istenilen değerin nasıl yazıldığını anlamak gerekir. Bu sistemde değerimiz J (bazen I olarak gösterilir) olarak gösterilecektir, birimi kandela (cd) olacaktır. Ölçü birimi, 1/600.000 m2'lik bir kesit alanı üzerinde tam bir radyatör tarafından yayılan Iv'yi yansıtır. verilen bölüme dik bir yönde yönlendirilecektir. Bu durumda, emitörün sıcaklığı, 101325 Pa'lık bir basınçta platin katılaşmasının gözlemleneceği seviyeye yakın olacaktır.
Not! Kandela aracılığıyla fotometrik birimlerin geri kalanını belirleyebilirsiniz.
Uzaydaki ışık akısı eşit olmayan bir şekilde dağıldığından, katı açı gibi bir kavramı tanıtmak gerekir. Genellikle sembolü ile gösterilir.
Boyut formülü uygulandığında hesaplamalar için ışık şiddeti kullanılır. Bu durumda, bu değer formüller aracılığıyla ışık akısı ile ilgilidir. Böyle bir durumda, ışık akısı Iv ve radyasyonun yayılacağı katı açının çarpımı olacaktır.
Işık akısı (Фv), ışık yoğunluğunun ve akının yayıldığı katı açının ürünüdür. Ф=Ben .
Işık akısı formülü
Bu formülden, Фv'nin, bir kandelada Iv varlığında belirli bir katı açı (bir steradian) içinde yayılan iç akı olduğu sonucu çıkar.
Not! Bir steradian, bir kürenin yüzeyinde, bu kürenin yarıçapının karesine eşit olan bir bölümü kesen katı bir açıdır.
Bu durumda, Iv ve güç, ışık radyasyonu yoluyla ilişkilendirilebilir. Sonuçta Fv, belirli bir frekansın radyasyona duyarlılığı olan ortalama insan gözü tarafından algılandığında ışık radyasyonu emisyonunun gücünü karakterize eden bir değer olarak da anlaşılır. Sonuç olarak, yukarıdaki formülden aşağıdaki denklem türetilebilir:
Işığın yoğunluğu için formül
Bu, LED örneğinde açıkça görülmektedir. Bu tür ışık radyasyonu kaynaklarında, gücü genellikle tüketilen güce eşittir. Sonuç olarak, elektrik tüketimi ne kadar yüksek olursa, radyasyon seviyesi o kadar yüksek olur.
Gördüğünüz gibi, ihtiyacımız olan değeri hesaplama formülü o kadar karmaşık değil.
Ek hesaplama seçenekleri
Gerçek bir kaynaktan gelen radyasyonun uzaya dağılımı eşit olmayacağından, Фv artık kaynağın kapsamlı bir özelliği olarak hareket edemeyecek. Ancak, aynı zamanda, yayılan radyasyonun çeşitli yönlerde dağılımının belirlenmeyeceği durum dışında.
Fizikte Фv dağılımını karakterize etmek için, uzayın farklı yönleri için ışık akısının uzaysal radyasyon yoğunluğu gibi bir kavram kullanırlar. Bu durumda, Iv için, zaten bilinen formülü kullanmak gerekir, ancak biraz eklenmiş bir biçimde:
Hesaplamak için ikinci formül
Bu formül, istenen değeri çeşitli yönlerde tahmin etmenizi sağlayacaktır.
Çözüm
Işığın gücü sadece fizikte değil, aynı zamanda daha sıradan, günlük anlarda da önemli bir yer tutar. Bu parametre, bize tanıdık dünyanın varlığının imkansız olduğu aydınlatma için özellikle önemlidir. Aynı zamanda, bu değer sadece daha uygun teknik özelliklere sahip yeni aydınlatma cihazlarının geliştirilmesinde değil, aynı zamanda arka ışık sisteminin organizasyonu ile ilgili bazı hesaplamalarda da kullanılır.
Binaların zemin lambalarıyla aydınlatılması - en popüler kuruluma genel bakış
Bir kız odası için çocuk avizeleri: seçim kriterleri