Поверхностная плотность силы света в заданном направлении: Что известно о силе света и формула ее расчета. Световые величины и единицы

Единица сила света измеряется. Что известно о силе света и формула ее расчета

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Исходная величина

Преобразованная величина

кандела свеча (немецкая) свеча (брит.) десятичная свеча пентановая свеча пентановая свеча (мощностью 10 св) свеча Хефнера единица Карселя свеча десятичная (французская) люмен/стерадиан свеча (международная)

Общие сведения

Сила света — это мощность светового потока внутри определенного телесного угла. То есть, сила света определяет не весь свет в пространстве, а только свет, излучаемый в определенном направлении. В зависимости от источника света, сила света уменьшается или увеличивается по мере изменения телесного угла, хотя иногда эта величина одинакова для любого угла, если источник равномерно распространяет свет. Сила света — физическое свойство света. Этим она отличается от яркости, так как во многих случаях, когда говорят о яркости, то подразумевают субъективное ощущение, а не физическую величину. Также, яркость не зависит от телесного угла, а воспринимается в общем пространстве. Один и тот же источник с неизменной силой света может восприниматься людьми как свет разной яркости, так как это восприятие зависит от окружающих условий и от индивидуального восприятия каждого человека. Также, яркость двух источников с одинаковой силой света может восприниматься по-разному, особенно если один дает рассеянный свет, а другой — направленный. В этом случае направленный источник будет казаться ярче, несмотря на то, что сила света обоих источников одинакова.

Сила света рассматривается как единица мощности, хотя она отличается от привычного понятия о мощности тем, что она зависит не только от энергии, излучаемой источником света, но и от длины световой волны. Чувствительность людей к свету зависит от длины волны и выражается функцией относительной спектральной световой эффективности. Сила света зависит от световой эффективности, которая достигает максимума для света с длиной волны в 550 нанометров. Это — зеленый цвет. Глаз менее чувствителен к свету с большей или меньшей длиной волны.

В системе СИ сила света измеряется в канде́лах
(кд). Одна кандела приблизительно равна силе света, излучаемого одной свечой. Иногда также используются устаревшая единица, свеча
(или международная свеча), хотя в большинстве случаев эта единица заменена канделами. Одна свеча примерно равна одной канделе.

Если измерять силу света, используя плоскость, которая показывает распространение света, как на иллюстрации, то видно, что величина силы света зависит от направления на источник света. Например, если принять направление максимального излучения светодиодной лампы за 0°, то измеренная сила света в направлении 180° будет намного ниже, чем для 0°. Для рассеянных источников величина силы света для 0° и 180° не будет сильно отличаться, а возможно будет одинаковой.

На иллюстрации свет, распространяемый двумя источниками, красным и желтым, охватывают равную площадь. Желтый свет — рассеянный, подобно свету свечи. Его сила — примерно 100 кд, независимо от направления. Красный — наоборот, направленный. В направлении 0°, там, где излучение максимально, его сила равна 225 кд, но эта величина быстро уменьшается при отклонениях от 0°. Например, сила света равна 125 кд при направлении на источник 30° и всего 50 кд при направлении 80°.

Сила света в музеях

Сотрудники музеев измеряют силу света в музейных помещениях, чтобы определить оптимальные условия, позволяющие посетителям рассмотреть выставленные работы, и в то же время, обеспечить щадящий свет, наносящий как можно меньше вреда музейным экспонатам. Музейные экспонаты, содержащие целлюлозу и красители, особенно из натуральных материалов, портятся от продолжительного воздействия света. Целлюлоза обеспечивает прочность изделий из ткани, бумаги и дерева; часто в музеях встречается много экспонатов именно из этих материалов, поэтому свет в экспозиционных залах представляет большую опасность. Чем сильнее сила света, тем больше портятся музейные экспонаты. Кроме разрушения, свет также обесцвечивает материалы с целлюлозой, такие как бумага и ткани, или вызывает их пожелтение. Иногда бумага или холст, на которых написаны картины, портятся и разрушаются быстрее, чем краска. Это особенно проблематично, так как краски на картине восстановить проще, чем основу.

Вред, наносимый музейным экспонатам, зависит от длины световой волны. Так, например, свет в оранжевом спектре наименее вреден, а синий свет — самый опасный. То есть, свет с большей длиной волны безопаснее, чем свет с более короткими волнами. Многие музеи используют эту информацию и контролируют не только общее количество света, но и ограничивают синий свет, используя светло-оранжевые фильтры. При этом стараются выбирать фильтры настолько светлые, что они хоть и фильтруют синий свет, но позволяют посетителям в полной мере насладиться работами, выставленными в экспозиционном зале.

Важно не забывать, что экспонаты портятся не только от света. Поэтому трудно предсказать, основываясь только на силе света, как быстро происходит разрушение материалов, из которых они сделаны. Для долгосрочного хранения в музейных помещениях необходимо не только использовать слабое освещение, но и поддерживать низкую влажность, а также низкое количество кислорода в воздухе, по крайней мере, внутри выставочных витрин.

В музеях, где запрещают фотографировать со вспышкой, часто ссылаются именно на вред света для музейных экспонатов, особенно ультрафиолетового. Это практически необоснованно. Так же как и ограничение всего спектра видимого света намного менее эффективно, по сравнению с ограничением синего света, так и запрет на вспышки мало влияет на степень повреждения экспонатов светом. Во время экспериментов исследователи заметили небольшие повреждения на акварели, вызванные профессиональной студийной вспышкой только после более миллиона вспышек. Вспышка каждые четыре секунды на расстоянии 120 сантиметров от экспоната практически равносильна свету, который обычно бывает в экспозиционных залах, где контролируют количество света и фильтруют синий свет. Те, кто фотографируют в музеях, редко используют такие мощные вспышки, так как большинство посетителей — не профессиональные фотографы, и фотографируют на телефоны и компактные камеры. Каждые четыре секунды вспышки в залах работают редко. Вред от испускаемых вспышкой ультрафиолетовых лучей также в большинстве случаев невелик.

Сила света светильников

Свойства светильников принято описывать с помощью силы света, которая отличается от светового потока — величины, определяющей общее количество света, и показывающей насколько ярок этот источник в общем. Силу света удобно использовать для определения световых свойств светильников, например, светодиодных. При их покупке информация о силе света помогает определить с какой силой и в каком направлении будет распространяться свет, и подходит ли такой светильник покупателю.

Распределение силы света

Кроме самой силы света, понять, как будет вести себя лампа, помогают кривые распределения силы света. Такие диаграммы углового распределения силы света представляют собой замкнутые кривые на плоскости или в пространстве, в зависимости от симметрии лампы. Они охватывают всю область распространения света этой лампы. На диаграмме видно величину силы света в зависимости от направления ее измерения. График обычно строят либо в полярной, либо в прямоугольной системе координат, в зависимости от того, для какого источника света строится график. Его часто помещают на упаковке ламп, чтобы помочь покупателю представить, как будет себя вести лампа. Эти сведения важны дизайнерам и светотехникам, особенно тем, кто работает в области кинематографа, театра, и организации выставок и представлений. Распределение силы света также влияет на безопасность во время вождения, поэтому инженеры, разрабатывающие освещение для транспортных средств, используют кривые распределения силы света. Им необходимо соблюдать строгие правила, регулирующие распределение силы света в фарах, чтобы обеспечить максимальную безопасность на дорогах.

Пример на рисунке — в полярной системе координат. A — центр источника света, откуда свет распространяется в разные стороны, B — сила света в канделах, и C — угол измерения направления света, причем 0° — направление максимальной силы света источника.

Измерение силы и распределения силы света

Силу света и ее распределение измеряют специальными приборами, гониофотометрами
и гониометрами
. Существует несколько типов этих приборов, например с подвижным зеркалом, что позволяет измерять силу света под разными углами. Иногда вместо зеркала двигается сам источник света. Обычно эти устройства большие, с расстоянием между лампой и сенсором, измеряющем силу света, достигающим 25 метров. Некоторые устройства состоят из сферы с измерительным прибором, зеркалом и лампой внутри. Не все гониофотметры — большие, бывают и маленькие, которые двигаются вокруг источника света во время измерения. При покупке гониофотометра решающую роль, кроме прочих показателей, играют его цена, размер, мощность, и максимальный размер источника света, который он может измерить.

Угол половинной яркости

Угол половинной яркости, иногда также называемый углом свечения — одна из величин, помогающих описать источник света. Этот угол показывает, насколько направлен или рассеян источник света. Его определяют как угол светового конуса, при котором сила света источника равна половине его максимальной силы. В примере на рисунке максимальная сила света источника — 200 кд. Попробуем определить с помощью этого графика угол половинной яркости. Половина силы света источника равна 100 кд. Угол, при котором сила света луча достигает 100 кд., то есть угол половинной яркости, равен на графике 60+60=120° (половина угла изображена желтым цветом). Для двух источников света с одинаковым общим количеством света, более узкий угол половинной яркости означает, что его сила света больше, по сравнению со вторым источником, для углов между 0° и углом половинной яркости. То есть, у направленных источников — более узкий угол половинной яркости.

Преимущества есть и у широких, и у узких углов половинной яркости, и какой из них следует предпочесть — зависит от области применения этого источника света. Так, например, для подводного плавания стоит выбрать фонарь с узким углом половинной яркости, если в воде хорошая видимость. Если же видимость плохая, то не имеет смысла использовать такой фонарь, так как он только напрасно тратит энергию. В этом случае лучше подойдет фонарь с широким углом половинной яркости, который хорошо рассеивает свет. Также такой фонарь поможет во время фото и видео съемки, потому что он освещает более широкое пространство перед камерой. В некоторых фонарях для ныряния можно вручную настроить угол половинной яркости, что удобно, так как ныряльщики не всегда могут предвидеть, какая будет видимость там, где они ныряют.

Опубликуйте вопрос в TCTerms
и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Световой поток
— мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.

Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 — 3200.

Один люмен
равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).

Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π
люменам.

Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен
(лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм 2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.

Сила света
— пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.

Освещенность
— поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.

Единицей освещенности является люкс (лк)
, равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м 2 , т. е. равный 1 лм/1 м 2 .

Яркость
— поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.

Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м 2).

Светимость (светность)
— поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.

Единицей светимости является 1 лм/м 2 .

Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)

Примеры:

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК»
Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.
М.: Издательство МЭИ, 1998

Света. Эта статья раскроет читателям свойства фотонов, которые позволят определить, почему свет бывает разной яркости.

Частица или волна?

В начале двадцатого века ученых озадачивало поведение квантов света — фотонов. С одной стороны, интерференция и дифракция говорили об их волновой сущности. Следовательно, свет характеризовали такие свойства, как частота, длина волны и амплитуда. С другой стороны, убедили научное сообщество в том, что фотоны передают поверхностям импульс. Это было бы невозможно, не обладай частицы массой. Таким образом, физикам пришлось признать: электромагнитное излучение одновременно и волна, и материальный объект.

Энергия фотона

Как доказал Эйнштейн, масса и есть энергия. Этот факт доказывает наше центральное светило, Солнце. Термоядерная реакция превращает массу сильно сжатого газа в чистую энергию. Но как определить мощность испускаемого излучения? Почему утром, например, сила света солнца ниже, чем в полдень? Описанные в предыдущем параграфе характеристики связаны между собой конкретными соотношениями. И все они указывают на энергию, которую несет электромагнитное излучение. Эта величина меняется в большую сторону при:

• уменьшении длины волны;
• возрастании частоты.

В чем кроется энергия электромагнитного излучения?

Фотон отличается от остальных частиц. Его масса и, следовательно, энергия существуют, только пока он движется сквозь пространство. При столкновении с препятствием квант света повышает его внутреннюю энергию или придает ему кинетический момент. Но сам фотон при этом перестает существовать. В зависимости от того, что именно выступает препятствием, происходят различные изменения.

1. Если препятствие — твердое тело, то чаще всего свет нагревает его. Также возможны следующие сценарии: фотон изменяет направление движения, стимулирует химическую реакцию или заставляет один из электронов покинуть свою орбиту и перейти в другое состояние (фотоэффект).
2. Если препятствие — единственная молекула, например, из разреженного облака газа в открытом космосе, то фотон заставляет все ее связи колебаться сильнее.
3. Если препятствие — массивное тело (например, звезда или даже галактика), то свет искажается и меняет направление движения. На этом эффекте основана возможность «заглянуть» в далекое прошлое космоса.

Наука и человечность

Научные данные часто кажутся чем-то абстрактным, неприменимым к жизни. Происходит это и с характеристиками света. Если речь идет об эксперименте или измерении излучения звезд, ученым требуется знать абсолютные величины (они называют фотометрическими). Эти понятия, как правило, выражаются в терминах энергии и мощности. Напомним, под мощностью подразумевается скорость изменения энергии в единицу времени, и в целом она показывает количество работы, которое может производить система. Но человек ограничен в способности ощущать реальность. Например, кожа чувствует тепло, но глаз не видит фотон инфракрасного излучения. Та же проблема и с единицами силы света: мощность, которую излучение демонстрирует на самом деле, отличается от мощности, которую способен воспринимать человеческий глаз.

Спектральная чувствительность человеческого глаза

Напоминаем, что речь ниже пойдет об усредненных показателях. Все люди разные. Некоторые вообще не воспринимают отдельные цвета (дальтоники). Для других культура цвета не совпадает с общепринятой научной точкой зрения. Например, японцы не различают зеленый и голубой, а англичане — голубой и синий. В этих языках разные цвета обозначаются одним словом.

Единица силы света зависит от спектральной чувствительности среднего человеческого глаза. Максимум дневного света приходится на фотон с длиной волны 555 нанометров. Это означает, что при свете солнца человек лучше всего видит зеленый цвет. Максимум ночного зрения — это фотон с длиной волны 507 нанометров. Следовательно, при Луне люди лучше видят голубые объекты. В сумерках все зависит от освещения: чем оно лучше, тем более «зеленым» становится максимум цвета, который человек воспринимает.

Строение человеческого глаза

Почти всегда, когда речь заходит о зрении, мы говорим, что видит глаз. Это неверное утверждение, ибо в первую очередь воспринимает мозг. Глаз — это только инструмент, который передает информацию о световом потоке в главный компьютер. И, как любой инструмент, вся система восприятия цветов имеет свои ограничения.

В сетчатке человека есть два различных типа клеток — колбочки и палочки. Первые отвечают за дневное зрение и лучше воспринимают цвета. Вторые предоставляют ночное зрение, благодаря палочкам человек различает свет и тень. Но они плохо воспринимают цвета. Палочки также более чувствительны к движениям. Именно поэтому, если человек идет по освещенному луной парку или лесу, он замечает каждое покачивание ветвей, каждый вздох ветра.

Эволюционная причина такого разделения проста: у нас одно солнце. Луна светит отраженным светом, а значит, ее спектр не сильно отличается от спектра центрального светила. Поэтому день делится на две части — освещенную и темную. Если бы люди жили в системе двух или трех звезд, то наше зрение, возможно, имело бы больше компонентов, каждый из которых был приспособлен к спектру одного светила.

Надо сказать, на нашей планете есть существа, чье зрение отличается от человеческого. Пустынные жители, например, глазами улавливают инфракрасный свет. Некоторые рыбы видят ближний ультрафиолет, так как это излучение проникает в толщу воды глубже всего. Наши домашние питомцы кошки и собаки иначе воспринимают цвета, и их спектр урезан: они лучше приспособлены к светотени.

Но и люди все разные, как мы уже упоминали выше. Некоторые представители человечества видят ближний инфракрасный свет. Нельзя сказать, что им были бы не нужны тепловизоры, но они способны воспринимать чуть более красные оттенки, чем большинство. У других развита ультрафиолетовая часть спектра. Такой случай описывается, например, в фильме «Планета Ка-Пэкс». Главный герой утверждает, что он прибыл из другой звездной системы. Обследование выявило у него способность видеть ультрафиолетовое излучение.

Доказывает ли это, что Прот — инопланетянин? Нет. Некоторым людям это под силу. К тому же ближний ультрафиолет вплотную прилегает к видимому спектру. Неудивительно, что кто-то воспринимает чуть больше. А вот Супермен точно не с Земли: рентгеновский спектр слишком далеко от видимого, чтобы такое зрение можно было объяснить с человеческой точки зрения.

Абсолютная и относительные единицы для определения светового потока

Независящая от спектральной чувствительности величина, которая показывает поток света в известном направлении, называется «кандела». Единица измерения мощности уже с более «человеческим» отношением произносится так же. Отличие состоит только в математическом обозначении этих понятий: абсолютное значение имеет нижний индекс «е», относительно человеческого глаза — «υ». Но не стоит забывать, что величины этих категорий буду сильно различаться. Это необходимо учитывать при решении реальных задач.

Перечисление и сопоставление абсолютных и относительных величин

Чтобы понять, в чем измеряется сила света, необходимо сопоставить «абсолютные» и «человеческие» значения. Справа приводятся понятия чисто физические. Слева располагаются величины, в которые они превращаются при прохождении сквозь систему человеческого глаза.

1. Сила излучения становится силой света. Понятия измеряются в канделах.
2. Энергетическая яркость превращается в яркость. Величины выражаются в канделах на квадратный метр.

Наверняка читатель увидел здесь знакомые слова. Много раз за свою жизнь люди говорят: «Очень яркое солнце, уйдем в тень» или «Сделай монитор поярче, фильм слишком мрачный и темный». Надеемся, статья слегка прояснит, откуда взялось это понятие, а также как называется единица силы света.

Особенности понятия «кандела»

Чуть выше мы уже упоминали этот термин. Также мы объяснили, почему одним и тем же словом называют совершенно разные понятия физики, связанные с мощностью электромагнитного излучения. Итак, единица измерения силы света называется «кандела». Но чему она равна? Одна кандела — это сила света в известном направлении от источника, который испускает строго монохроматическое излучение с частотой 5,4*10 14 , причем энергетическая сила источника в этом направлении равна 1/683 Ватт в единицу телесного угла. Перевести частоту в длину волны читатель вполне может сам, формула очень легкая. Подскажем: результат лежит в видимой области.

Единица измерения силы света носит название «кандела» неспроста. Те, кто знает английский язык, помнят, что candle — это свеча. Раньше многие области человеческой деятельности измерялись в естественных параметрах, например, лошадиных силах, миллиметрах ртутного столба. Так что неудивительно, что единица измерения силы света — это кандела, одна свеча. Только свеча это весьма своеобразная: со строго заданной длиной волны, и производящая конкретное число фотонов в секунду.

Одним из самых интересных и неоднозначным явлением нашего мира является свет. Для физики это один из основополагающих параметров многочисленных расчетов. С помощью света ученые надеются отыскать разгадку существования нашей вселенной, а также открыть для человечества новые возможности. В повседневной жизни свет также имеет большое значение, особенно при создании качественного освещения в различных помещениях.

Одним из важных параметров света является его сила, которая характеризует мощность данного явления. Именно силе света и расчету этого параметра будет посвящена данная статья.

Общие сведения о понятии

В физике под силой света (Iv) подразумевается мощность светового потока, определяемая внутри конкретного телесного угла.
Из этого понятия следует, что под данным параметром подразумевается не весь имеющийся в пространстве свет, а лишь та его часть, которая излучается в определенном направлении.

В зависимости от имеющегося источника излучения, данный параметр будет увеличиваться или уменьшаться. На его изменения будет оказывать прямое воздействие значения телесного угла.

Обратите внимание! В некоторых ситуациях сила света будет одинаковой для угла любого значения. Это возможно в тех ситуациях, когда источник светового излучения создает равномерное освещение пространства.

Этот параметр отражает физическое свойство света, благодаря чему он отличается от таких измерений, как яркость, которая отражает субъективные ощущения. Помимо этого сила света в физике рассматривается как мощность. Если быть точнее, она оценивается как единица мощности. При этом мощность здесь отличается от своего привычного понятия. Здесь мощность зависит не только от энергии, которую излучает осветительная установка, но и от такого понятия, как длина волны.
Стоит отметить, что чувствительность людей к световому излучению напрямую зависит от длины волны. Эта зависимость нашла отражение в функции относительно спектральной световой эффективности. При этом сама сила света является зависимой от световой эффективности величиной. При длине волны в 550 нанометров (зеленый цвет) данный параметр примет свое максимальное значение. В результате этого глаза человека будут более или менее чувствительны к световому потоку при различных параметрах длины волны.
Единица измерения для данного показателя является кандел (кд).

Обратите внимание! Сила излучения, которое исходит от одной свечки, будет примерно равна одной канделе. Ранее применявшаяся для формулы расчета международная свеча равнялась 1,005 кд.

Свечение одной свечи

В редких случаях применяется устаревшая единица измерения – международная свеча. Но в современном мире уже практически везде используется единица измерения для этой величины – кандела.

Диаграмма фотометрического параметра

Iv представляет собой наиболее важный фотометрический параметр. Кроме этой величины к важнейшим фотометрическим параметрам относится яркость, а также освещенность. Все эти четыре величины активно используются при создании системы освещения в самых разнообразных помещениях. Без них невозможно оценить требуемый уровень освещённости для каждой отдельной ситуации.

Четыре важнейших световых характеристики

Для простоты понимания данного физического явления необходимо рассмотреть диаграмму, которая изображает плоскость, отражающую распространение света.

Диаграмма для силы света

Благодаря диаграмме видно, что Iv зависит от направления к источнику излучения. Это означает, что для светодиодной лампочки, для которой направление максимального излучения будет принято за 0°, тогда при измерении нужной нам величины в направлении 180° получится меньшее значение, чем для направления 0°.
Как видно, на диаграмме излучение, которое распространяется двумя источниками (желтый и красный), будет охватывать равную площадь. При этом желтое излучение будет рассеянным, по аналогии со светом свечи. Его мощность примерно будет равняться 100 кд. Причем значение этой величины будет одинаковой во всех направлениях. В тоже время красный будет направленным. В положении 0° он будет иметь максимальное значение в 225 кд. При этом данное значение будет уменьшаться в случае отклонения от 0°.

Обозначение параметра в СИ

Поскольку Iv является физической величиной, то ее можно рассчитать. Для этого используется специальная формула. Но прежде, чем дойти до формулы, необходимо разобраться в том, как искомая величина записывается в системе СИ. В этой системе наша величина будет отображаться как J (иногда она обозначается как I), единица измерения которой буде кандела (кд). Единица измерения отражает, что Iv, испускаемая полным излучателем на площади сечения 1/600000 м2. будет направляться в перпендикулярном данному сечению направлении. При этом температура излучателя будет раной уровню, при котором при давлении 101325 Па будет наблюдаться затвердение платины.

Обратите внимание! Через канделу можно определить остальные фотометрические единицы.

Поскольку световой поток в пространстве распространяется неравномерно, то необходимо ввести такое понятие, как телесный угол. Он обычно обозначается символом .
Сила света используется для расчетов, когда применяется формула размерности.
При этом данная величина через формулы связана со световым потоком. В такой ситуации световой поток будет произведением Iv на телесный угол, к которому и будет распространяться излучение.
Световой поток (Фv) есть произведение силы света на телесный угол, в котором распространяется поток. Ф=I .

Формула светового потока

Из этой формулы следует, что Фv представляет собой внутренний поток, распространяемый в пределах конкретного телесного угла (один стерадиан) при наличии Iv в одну канделу.

Обратите внимание! Под стерадианом понимают телесный угол, вырезающий на поверхности сферы участок, который равен квадрату радиуса данной сферы.

При этом через световое излучение можно связать Iv и мощность. Ведь под Фv понимается еще и величина, которая характеризует мощность излучения светового излучения при восприятии его усредненным человеческим глазом, имеющего чувствительностью к излучению определенной частоты. В результате из вышеприведенной формулы можно вывести следующее уравнение:

Формула для силы света

Это отлично видно на примере светодиодов. В таких источниках светового излучения его сила обычно оказывается равной потребляемой мощности. В результате, чем выше будет потребление электроэнергии, тем выше будет уровень излучения.
Как видим, формула для расчета нужной нам величины не так и сложна.

Дополнительные варианты расчета

Поскольку распределение излучения, идущего от реального источника в пространство, будет неравномерно, то Фv уже не сможет выступать в роли исчерпывающей характеристикой источника. Но только за исключением ситуации, когда одновременно с этим не будет определяться распределение испускаемого излучения по разнообразным направлениям.
Чтобы охарактеризовать распределение Фv в физике используют такое понятие, как пространственной плотности излучения светового потока для различных направлений пространства. В данном случае для Iv необходимо использовать уже знакомую формулу, но в несколько дополненном виде:

Вторая формула для расчета

Эта формула позволит оценить нужную величину в различных направлениях.

Заключение

Сила света занимает важное место не только в физике, но и в более приземленных, бытовых моментах. Это параметр особенно важен для освещения, без которого невозможно существование привычного нам мира. При этом данное значение используется не только в разработке новых осветительных приборов с более выгодными техническими характеристиками, но и при определенных расчетах, связанных с организацией системы подсветки.

Подсветка зданий грунтовыми светильниками- обзор самых популярных, монтаж

Детские люстры для комнаты девочки:критерии выбора

Чтобы быстро и качественно выполнялась любая производственная задача, обязательно должно быть правильно организовано освещение рабочего места специалиста. Для этого подбираются светильники с определёнными фотометрическими показателями.

Освещение на рабочем месте определяется разными физическими величинами, основной из которых является освещённость. Её показатели рассчитаны для рабочего места любого специалиста и регламентируются соответствующими СНиПами.

Освещённость – это характеристика, которая определяется как световой поток, приходящийся на единицу площади.

Световой поток (Ф)

Данный физический параметр определяется как мощность видимого излучения источника или световая энергия, которая излучается светильником за единицу времени.

В то же время, световая энергия представляет собой энергию, распространяющуюся по всем направлениям и вызывающую зрительные ощущения. У каждого человека на одни и те же источники излучения разные зрительные ощущения, поэтому для расчётов берутся усреднённые показатели.

В физике для расчёта используется формула:

Ф = W/t, где:

• W – энергия, излучаемая источником, измеряется в ваттах,
• t – время работы прибора в секундах.

Также это величина, которая характеризует количество света, излучаемое осветительным прибором во всех направлениях.

Таким образом, вторая формула расчёта имеет вид:

Ф = I · w, где:

• I – сила света, измеряется в канделах,
• w – телесный угол, рассчитывается в стерадианах.

Люмен

Единицей измерения светового потока является люмен.

Для того чтобы определить, какой источник выгоднее приобрести, рассмотрим сначала, что такое люмен.

Слово lumen в переводе с латинского обозначает свет.

Люмен определяется как световой поток, который излучается точечным источником, имеющим силу света 1 кандела в телесный угол, равный 1 стерадиану:

1лм = 1Вт / 1с.

С другой стороны,
единица измерения люмен (лм) может быть найдена как:

1 лм = 1 кд · 1 ср.

Если телесный угол равен 4π радиан, а сила света – 1 кд, то в этом случае говорят о полном световом потоке, который равен 4π лм или 4 · 3,14 лм.

Рассчитали, что этот показатель для солнечного излучения соответствует 8 лм, а звёздного неба – всего 0,000000001 лм.

Для любого искусственного источника освещения имеются таблицы расчёта этого фотометрического параметра.

В светотехнике используются производные величины, которые образуются с помощью стандартных приставок международной системы СИ, например:

• 1 клм = 103 лм или 1клм = 103 лм;
• 1 Млм = 106 лм;
• 1 слм = 10-3 лм;
• 1 мклм = 10-6 лм.

Измерительные приборы

Для измерения фотометрических величин в промышленности используются специальные устройства, которые называются сферическими фотометрами и гониофотометрами. Они позволяют определять, как световой поток, так и силу света от различных светильников.

Фотометры бывают визуальными и объективными.

Принцип действия визуальных приборов основан на способности глаза определять одинаковость яркости освещения двух сравниваемых поверхностей, освещённых одинаковым цветом.

В настоящее время популярными являются объективные электрические фотометры, которые позволяют выполнять измерение световых параметров не только в видимой зоне, но и за её пределами.

Гониофотометры позволяют получать данные о величине светового потока, силе света, а также показатели других фотометрических величин, например, яркости, распределения освещённости и др.

Рекомендации по организации правильного освещения рабочего места

При освещении рабочих мест используют два вида источников: искусственные и естественные.

Искусственные представляют собой приборы с лампами различного типа: люминисцентные, накаливания, светодиодные и т.д.

Для каждого типа ламп существуют таблицы с указанием количества люменов, излучаемых данным светильником.

Эта величина указывается на упаковке товара, поэтому при покупке обязательно нужно подбирать лампочку, руководствуясь информацией, размещённой производителем на коробке. На упаковке светильника указывается полный световой поток, в который входит и рассеянный свет.

Внимание!
При приобретении светильника важно помнить, что этот показатель не отражает полностью его яркость, так как она может повышаться за счёт использования системы отражателей, линз и зеркал, размещённых в приборе.

Подбор электроламп

Перед приобретением электролампочек нужно сначала выбрать, какие приборы вам нужны для создания правильного освещения рабочего места. Если комната прямоугольная, то расчёт нужного количества люменов выполняется следующим образом: нужно перемножить показатели нормы освещённости объекта (определяется согласно СНиП), площади помещения и коэффициента, зависящего от высоты потолка помещения.

Означает лм. Единица измерения светового потока люмен

Об этом вы узнаете прочитав статью ниже.

Люмен (лм, lm) — единица измерения светового потока в системе исчислений (СИ).

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4 люменам.

Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминисцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм.

Люмен — Полный световой поток от источника. Однако, это измерение обычно не принимает во внимание сосредотачивающую эффективность отражателя или линзы и поэтому не является прямым параметром оценки яркости или полезной производительности луча фонаря. У широкого светового луча может быть тот же самый показатель люмен, как и у узкосфокусированного. Люмены не могут использоваться, чтобы определить интенсивность луча, потому что оценка в люменах включает в себя весь рассеянный, бесполезный свет.

Люкс (обозначение: лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.

Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен.

100 люменов собрали и спроецировали на 1-метровую квадратную область.

Освещенность области составит 100 люкс.

Те же самые 100 люменов направленные на 10 квадратных метров дадут освещенность 10 люкс.

Кандела (обозначение: кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·1012 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.

Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо?льшая энергетическая интенсивность.

Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 см? при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.

Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.

Еще десять лет назад выбрать нужную лампочку было проще, ведь лампы накаливания имели маркировку с максимальной мощностью. В настоящее время все большую популярность приобретают новые LED-лампы. Выбрать изделие нужной мощности в современную эпоху освещения сложнее, ведь LED-лампы, компактные люминесцентные и другие энергосберегающие лампы полностью изменили значения мощности. Теперь ориентироваться на ватты будет не совсем правильно, да и не всегда возможно. Если в обычном магазине специалист еще может помочь подобрать нужную лампочку, то совершая покупку через интернет, ватт в описании этой лампочки вы вряд ли найдете.

Что такое световой поток?

Ватты означают количество потребляемой энергии. Например, больше энергии использует лампочка мощностью 100 Вт, чем лампочка в 60 Вт. Это значение показывает то, сколько энергии будет тратиться – оно никак не показывает количество световых лучей, которое дает лампа. То, сколько света вы получаете от лампочки, показывает 1 люмен.

Люмен — это единица измерения
светового потока в системе исчислений. Чем ярче лампочка, тем больше будет это значение. Например, обычная лампа накаливания мощностью 40 Вт обладает световым потоком 300 люмен. Перевести люмены в ватты не так просто, как кажется.

На упаковке каждого изделия обязательно должна быть информация о том, какое количество света дает данное изделие. Когда электроэнергия преобразовывается в световые лучи, часть ее теряется и поэтому большие значения не достигаются. Можно заметить, что этот показатель ламп накаливания равен 12 люмен к одному ватту, тогда как люминесцентные лампы дают 60 люмен к одному ватту. У светодиодных ламп максимальное освещение при минимальном потреблении энергии – до 90 люмен на ватт.

Воспользовавшись таким подходом, не всегда можно получить верные результаты, ведь даже у лампочек одного типа с одинаковой мощностью может быть разное отношение светового потока к энергетическим затратам, причем разница может быть довольно значительна. Ниже приведена таблица, которая позволяет осуществить перевод ватт в люмены для светильника при первом использовании. С ее помощью можно легко узнать, сколько люмен в лампе накаливания, например.

Из таблицы следует, что светодиодная лампа со световым потоком 600 лм не является эквивалентом лампы накаливания 60 Вт, а 1 000 лм – не эквивалент лампы накаливания 100 Вт.

Параметры, определяющие показатель светового потока и его расчет

Луч состоит из потока частичек – фотонов. Когда эти частички попадают человеку в глаза, возникают определенные зрительные ощущения. Чем больше фотонов попало на сетчатку глаза в определенный промежуток времени, тем более освещенным кажется нам предмет. Таким образом, лампы испускают световой поток из фотонов, которые, попадая в глаза, позволяют нам хорошо видеть предметы перед собой.

К сожалению, чем дольше лампочка используется, тем меньшую яркость она сможет давать. Ухудшить показатель освещенности может также сама лампа, ведь часто потери зависят от качества материала лампы. Самые большие потери светового потока наблюдаются у газоразрядных источников, у люминесцентных ламп эти потери могут составлять 20–30%, у ламп накаливания – 10–15%. Светодиодные лампы обладают наибольшей светоотдачей – световые потери составляют менее 5%.

Чтобы перевести в люмены световой поток лампы, используйте средние значения светоотдачи:

• для диодных изделий умножьте мощность на 80–90 лм/вт для лампочек с матовой колбой и получите светопоток;
• для диодных филаментных (прозрачные изделия с желтыми полосками) умножайте энергопотребление на 100 лм/вт;
• люминесцентные энергосберегающие лампы умножайте на 60 лм/вт;
• для лампы ДНаТ это значение будет 66 лм/вт для 70W; 74 лм/вт для 100W, 150W, 250W; 88 лм/вт у 400W;
• для дуговой ртутной лампы множитель будет 58 лм/вт;
• лампа накаливания мощностью 100 Вт дает поток примерно 1 200 люмен. Если мощность уменьшить до 40 Вт, поток достигнет 400 лм. А вот лампочка в 60 ватт имеет показатель около 800 лм.

Если необходимо точно определить световой поток, понадобится прибор люксометр. С его помощью можно вычислить,
какой световой поток будет в выбранных точках помещения по известной методике.

Один люкс соответствует определенному световому потоку, попадающему на освещаемую поверхность площадью в один квадратный метр. Определить приблизительное значение светового потока, создаваемое определенным источником, можно, воспользовавшись формулой:

Ф = Е х S,
где S – это площадь всех поверхностей исследуемого вами помещения (в кв. метрах), а Е – это освещенность (в люксах).

Так если площадь поверхности 75 кв. метров, а освещенность 40 люкс, световой поток равен 3 000 люмен. Для точного расчета светового потока придется учитывать множество других пространственных факторов.

Если вы правильно, по всем параметрам подберете светодиодную лампу, при соблюдении всех требований завода-изготовителя она гарантированно прослужит долгие годы. В настоящее время наименее энергозатратные и обеспечивающие наибольшую освещенность изделия стоят недешево, но со временем они станут доступны всем потребителям.

Как правильно выбрать светодиодную лампу
.

Что написано на коробках, что означают те или иные параметры.

LED («Light Emitting Diode») — значит светодиодные.

Для того чтобы определиться с выбором лампы.

Самый важный показатель лампы это

Световой поток
— это количество видимого света.

Обозначается Lm
(люмен
). Для того чтобы понять много или мало.

Достаточно знать, что обычная лампа накаливания 60 ватт — это примерно 660 lm.

Лампа 100 ватт — это 1140 lm.

Указывается в ваттах
(W
) — это то сколько потребляется электроэнергии («сколько накручивает счетчик»). Мощнее лампа — не значит ярче.

Энергосберегающая лампа определяется именно соотношением этих 2-х параметров — как можно больше получить света Lm и как можно меньше потратить на это электроэнергии W. Наши светодиодные лампы примерно 85-115 lm/W.

Напряжение.

Обозначается V
(вольт
), как правило, лампы работают от 220 вольт, или 12V (через понижающий трансформатор или автомобильные), еще реже бывают на 24-36v (суда и производственные помещения с высокой влажностью). На коробке пишут пределы от и до (насколько лампа чувствительна к перепадам напряжения). Светодиодные лампы работают в диапазоне от 100 до 240v.

Температура света.

Обозначается К (Кельвин)
насколько «теплый» или «холодный» свет от лампы.

Никак не связано с физическим нагревом лампы! Меняется от количества Ватт только для ламп с нитью накаливания.

Немного лукавый показатель, ее имеющий точного измерения. Разные лампы с одним и тем же показателем могут отличаться в оттенках свечения.

В энергосберегающих и светодиодных лампах
этот показатель достигается при добавлении во время производства того или иного люминофора

Многие покупая лампу не обращают на этот показатель внимания, а установив лампу недовольны тем, что «Свет какой-то призрачный или холодный» или наоборот что он слишком «желтый».

Что бы этого не произошло и Вы не ошиблись в ожиданиях, приведем ниже таблицу

Чем меньше показатель тем свет теплее, чем выше тем холоднее.

Из бытовых примеров лампа накаливания 60 ватт имеет показатель 2700К

Дневной свет в пасмурную погоду — 6500- 7000 К.

Лампы в основном имеют показатели

2700К
(теплый белый)

4100К
(нейтральный белый)

6500К
(холодный)

7500 (белый дневной).

Теплый свет — более домашний и уютный, для комфорта и отдыха. Лампы с теплым светом устанавливают в спальнях и гостиных.

Нейтральный и холодный свет — более эффектный и настраивает на рабочий лад, отчетливее показывает предметы как они есть. Лампы с нейтральным и холодным светом устанавливают для освещения рабочих зон, кабинетах, гардеробных, хобби комнатах.

Нейтральное и холодное голубое излучение само по себе может влиять на биологические часы человека, поэтому для освещения помещений следует выбирать качественные лампы с цветовой температурой 4000К-6500К, которая соответствует естественному дневному свету.

Виды цоколей лампы

Индекс цветопередачи.

Обозначается Ra (он же CRI).

Это показатель того насколько точно передаются оттенки освещаемых объектов.

Ra 0 — все в черно-белом цвете.

От этого показателя зависит то, насколько правильно будут восприниматься цвета при данном освещении. Например, для музеев и картинных галерей требуются источники света с Ra>95, для магазинов одежды и бутиков подходит свет с Ra>90. Домой рекомендуется выбирать лампы и светильники со значением индекса цветопередачи не менее Ra80

Более низкие показатели допускаются для освещения, подсобных и хозяйственных помещений, дорог, дворов территорий где качество света не важно, а главное энергосбережение.

У наших светодиодных ламп показатель 80 — 92 Ra

Угол светового потока
.

Бывает 20, 35. Самый распространенный для точечных светильников — 120 градусов.

При одинаковом световом потоке совершенно разный эффект освещения.

Для акцентного света (если надо осветить что-то конкретно) лучше выбрать лампу с малым углом.

Для общего освещения (потолочные) лучше выбрать лампу с широким углом например 120 градусов.

Про точечные потолочные светильники есть подробная

Теплоотвод в светодиодных лампах:

У любой светодиодной лампы должен быть теплоотвод.

В нашем понимании светодиодные лампы не нагреваются, тем не менее для светодиодов губительно свое собственное тепло
. Именно для этого делается радиатор.

Чем лучше и больше радиатор, тем дольше прослужит светодиодная лампа.

К сожалению на данный момент невозможно изготовить, одновременно мощную, маленькую и долговечную светодиодную лампу. (Один из параметров будет уменьшаться за счет других). Чем мощнее LED лампа — тем она больше
(если мы говорим о качественных светодиодных лампах)

Некоторые недоброкачественные производители для удешевления продукции любой ценой, уменьшают радиатор, по принципу «год прослужит, ну и ладно».

Большинство покупателей выбирают светодиодные лампы руководствуясь 2-мя критериями мощность/цена, что в корне неправильно, так как больше мощность — не значит больше света
.

Качественные радиатор — аллюминий с добавлением серебра и меди, является гарантий для длительного срока службы без снижения светового потока со временем.

Пульсация в светодиодных лампах.
не видима не вооруженным глазом

В качественных светодиодных лампах пульсация отсутствует или минимальна.

Производители качественных ламп указывают например:

• Без пульсации
• 0% коэффициент пульсации.

Это очень важный показатель. Так как пульсация негативно влияет на зрение, и на утомляемость, особенно при работе с движущимися предметами, при чтении. Может вызвать головные боли, резь в глазах и так далее в зависимости от степени пульсации и времени нахождения в таком освещении.

Невооруженным взглядом этот эффект сложно заметить. Лампа мерцает так часто, что глаз ее (пульсацию) не видит, но идет нагрузка на мозг и зрение.

Самый простой способ определить есть ли в светодиодной лампе пульсация — навести на нее камеру смартфона.

Получится примерно такая картинка с движущимися полосами.

Это характерно для дешевых и не очень качественных ламп, производители которых этот показатель на упаковке не указывают и замалчивают. Это обусловлено неправильной конструкцией драйвера, который дает не постоянный, а пульсирующий ток.

Для основного домашнего и рабочего освещения такие лампы не подходят.

Но их вполне можно использовать для дополнительного, не основного освещения: освещение кладовок, чердаков, подвалов, некоторые уличные, дежурные светильники.

Или для локального освещения: подсветка для картин, в холодильник и т.п.

Но точно не нужно устанавливать такие лампы в люстры, бра (особенно для чтения), светильники для работы.

Категорически запрещено использовать лампы с высокой степенью пульсации при работе с движущимися механизмами, станками. Частота вращения может совпасть с частотой мерцания и покажется что механизм не подвижен, что может повлечь за собой серьезные травмы.

в хрустальные светильники ставят ТОЛЬКО прозрачные лампы (накаливания или светодиодные), что бы хрусталь «играл» и ломал свет нужен точечный источник света (солнце, свеча, вольфрамовая нить накала, открытый светодиод).

Это по сути обычная лампа накаливания, бывают разной формы.

За счет увеличенной длины вольфрамовой нити она выглядит более эффектно. Их часто ставят в светильники в стиле лофт.

Колба с желтоватым оттенком поэтому свет получается более теплым чем у обыкновенной лампы накаливания 2100-2400К. Прослужит такая лампа около 2-х лет.

Эти лампы подходят для дополнительного освещения, создания более уютной атмосферы. Не желательно использовать ее для основного и рабочего освещения.

Купить светодиодные лампы дешево?

Дешевые светодиодные лампы существуют на рынке, но, как правило, это лампы с низким КПД у которых потребляемая мощность больше, а световой поток которых низкий, либо их конструкция позволяет производителю не затрачивать значительных средств на устройство драйвера и радиатора охлаждения.

Качественные лампы или сложные декоративные светодиодные изделия не могут иметь низкую цену. Низкая цена может быть обусловлена сырьем сомнительного качества.Светодиодные лампы известных брендов часто подделывают и могут продавать дешевле средней рыночной стоимости, хотя чаще стараются держать цены на соответствующем уровне для получения сверхприбыли. LED лампы низкого качества могут нанести серьезный вред здоровью и зрению. В них содержатся токсичные материалы, которые при нагревании лампы в процессе работы часто имеют явный химический запах. Свет от LED-подделок не соответствует заявленной цветовой температуре и мощности. Рассеиватели на дешевых лампах выполняют сугубо эстетическую функцию, следовательно, не могут защитить глаза от слишком яркого излучения и способны спровоцировать ожог сетчатки глаза. Качественные светодиоды не имеют в своем спектре инфракрасного или ультрафиолетового излечения.

Возможно вас заинтересует

Любой кто начинает изучать характеристики светильников и отдельных видов ламп, обязательно сталкивается с такими понятиями как освещенность, световой поток и сила света. Что они означают и чем отличаются друг от друга?

Давайте попробуем простыми, понятными для всех словами, разобраться в этих величинах. Как они связаны между собой, их единицы измерения и каким образом все это дело можно замерить без специальных приборов.

Что такое световой поток

В старые добрые времена, основным параметром по которому выбирали лампочку в прихожую, на кухню, в зал, была ее мощность. Никто никогда и не задумывался спрашивать в магазине про какие-то люмены или канделы.

Сегодня с бурным развитием светодиодов и других видов ламп, поход в магазин за новыми экземплярами сопровождается кучей вопросов не только по цене, но и по их характеристикам. Одним из наиболее важных параметров является световой поток.

Говоря простыми словами, световой поток – это количество света, которое дает светильник.

Однако не путайте световой поток светодиодов по отдельности, со световым потоком светильников в сборе. Они могут существенно отличаться.

Надо понимать, что световой поток это всего лишь одна из множества характеристик источника света. Причем его величина зависит:

• 
  от мощности источника

Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников:

А это таблицы их сравнения с другими видами ламп накаливания, люминесцентных, ДРЛ, ДНаТ:

Лампочка накаливания
Люминесцентная лампа
Галогенная
ДНаТ
ДРЛ

Однако есть здесь и нюансы. Светодиодные технологии до сих пор еще развиваются и вполне возможен вариант, когда светодиодные лампочки одинаковой мощности, но разных производителей, будут иметь абсолютно разные световые потоки.

Просто некоторые из них ушли более вперед, и научились снимать с одного ватта больше люмен, чем другие.

Кто-то спросит, для чего нужны все эти таблицы? Для того, чтобы вас тупо не обманывали продавцы и производители.

На коробочке красиво напишут:

• 
  светопоток 1000Лм

• 
  аналог лампы накаливания 100Вт

На что вы будете смотреть в первую очередь? Правильно, на то что более знакомо и понятно — показатели аналога лампы накаливания.

Но с такой мощностью вам и близко не будет хватать прежнего света. Начнете ругаться на светодиоды и технологии их несовершенства. А дело то оказывается в недобросовестном производителе и его товаре.

• 
  от эффективности

То есть, насколько эффективно тот или иной источник преобразует электрическую энергию в световую. Например, обычная лампа накаливания имеет отдачу 15 Лм/Вт, а натриевая лампа высокого давления уже 150 Лм/Вт.

Получается, что это в 10 раз более эффективный источник, чем простая лампочка. При одной и той же мощности, вы имеете в 10 раз больше света!

Измеряется световой поток в Люменах – Лм.

Что такое 1 Люмен? Днем при нормальном свете, наши глаза больше всего чувствительны к зеленному цвету. К примеру, если взять два светильника с одинаковой мощностью синего и зеленого цвета, то для всех нас более ярким покажется именно зеленый.

Длина волны зеленого цвета равна 555 Нм. Такое излучение называется монохроматическим, потому что содержит в себе очень узкий диапазон.

Конечно, в реалии зеленый дополняется и другими цветами, чтобы в итоге можно было получить белый.

Но так как чувствительность человеческого глаза максимальна именно к зелени, то и люмены привязали к нему.

Так вот, световой поток в один люмен, как раз таки и соответствует источнику, который излучает свет с длиной волны 555 Нм. При этом мощность такого источника равняется 1/683 Вт.

Почему именно 1/683, а не 1 Вт для ровного счета? Величина 1/683 Вт возникла исторически. Изначально, основным источником света была обычная свечка, и излучение всех новых ламп и светильников как раз таки и сравнивались со светом от свечи.

В настоящее время эта величина 1/683 узаконена многими международными соглашениями и принята повсеместно.

Для чего нам нужна такая величина как световой поток? С ее помощью можно легко произвести расчет освещенности помещения.

Это напрямую влияет на зрение человека.

Отличие освещенности от светового потока

При этом многие путают единицы измерения Люмены с Люксами. Запомните, в люксах измеряется именно освещенность.

Как наглядно объяснить их разницу? Представьте себе давление и силу. С помощью всего лишь маленькой иголки и небольшой силы, можно создать высокое удельное давление в отдельно взятой точке.

Также и с помощью слабого светового потока, можно создать высокую освещенность в отдельно взятом участке поверхности.

1 Люкс – это когда 1 Люмен попадает на 1м2 освещаемой площади.

Допустим, у вас есть некая лампа со световым потоком в 1000 Лм. Внизу этой лампы стоит стол.

На поверхности этого стола должна быть определенная норма освещенности, чтобы вы могли комфортно работать. Первоисточником для норм освещенности служат требования сводов правил СП 52.13330

Для обычного рабочего места это 350 Люкс. Для места, где производятся точные мелкие работы – 500 Лк.

Данная освещенность будет зависеть от множества параметров. К примеру, от расстояния до источника света.

От посторонних предметов рядом. Если стол находится около белой стены, то и люксов соответственно будет больше, чем от темной. Отражение обязательно скажется на общем итоге.

Любую освещенность можно замерить. Если у вас нет специальных люксометров, воспользуйтесь программами в современных смартфонах.

Правда заранее приготовьтесь к погрешностям. Но для того, чтобы сделать навскидку первоначальный анализ, телефон вполне сгодится.

Расчет светового потока

А как узнать примерный светопоток в люменах, вообще без измерительных приборов? Здесь можно воспользоваться значениями светоотдачи и их пропорциональной зависимости к потоку.

Световой поток
— мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.

Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 — 3200.

Один люмен
равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).

Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π
люменам.

Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен
(лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм 2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.

Сила света
— пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.

Освещенность
— поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.

Единицей освещенности является люкс (лк)
, равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м 2 , т. е. равный 1 лм/1 м 2 .

Яркость
— поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.

Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м 2).

Светимость (светность)
— поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.

Единицей светимости является 1 лм/м 2 .

Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)

Примеры:

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК»
Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.
М.: Издательство МЭИ, 1998

Рекомендуем также

Занятие 1. Фотометрические величины

 Для характеристики оптического излучения вводится ряд энер­гетических и фотометрических характеристик. Рассмотрим важ­нейшие из них.

Энергетические величины. Пусть на какую-либо поверхность падает за время t излучение, энергия которого W. Потоком излучения называется средняя мощность излучения за время, зна­чительно большее периода электромагнитных колебаний:

Ф_е=W/t = P 

Единица СИ потока излучения — ватт (Вт).

В целом ряде измерений (например, астрономических) важно знать не только сам поток, но и поверхностную плотность потока излучения. Поверхностная плотность потока излучения равна отношению потока излучения к площади поверхности, через ко­торую проходит этот поток:

I_e=Ф_e/S = P/S=W/(St)

Часто эту величину называют облученностью и обозначают Е_е. Мы видим, что поверхностная плотность потока излучения определяется средним значением энергии, которую электромагнит­ная волна переносит через единицу площади в единицу времени. Поэтому единица поверхностной плотности потока излучения — ватт на квадратный метр(Вт/м2) —поверхностная плот­ность такого потока излучения, при котором электромагнитная волна переносит через 1 м2 поток излучения 1 Вт.

Представим себе, что через поверхность площадью S за вре­мя t волна переносит в среднем энергию, содержащуюся в па­раллелепипеде объемом V=St = S_ct.

  В этом объеме полная энергия равна W=w_cpV, а поверхностная плотность потока излучения

I_e = w_cp_c

Термин «поверхностная плотность потока излучения» аналогичен термину интенсивность волны. В астрономии применяется термин светимость, который имеет аналогичный смысл и выражается в тех же единицах (Вт/м²).

Точечный источник Телесный угол

При изучении физики мы уже использовали ряд идеализированных моделей (материальная точка, идеальный газ и др.), которые помогали нам при рассмот­рении физических явлений и законов. В фотометрии удобно использовать еще одну идеализацию — точечный источник.

Считается, что такой источник равномерно излучает свет во все стороны, а размеры его много меньше расстояния до освещаемой поверхности. Например, если лампа диаметром 10 см освещает поверхность на расстоянии 100 м, то эту лампу можно считать точечным источником. Но если расстояние до поверхности

50 см, то такое предположение сделать нельзя. Типичный пример точечных источников света — звезды. Их размеры огромны (диа­метры звезд составляют десятки и сотни тысяч километров), но расстояние от них до Земли на много порядков больше. Понятие телесного угла было введено в десятом классе, при формулировке теоремы Гаусса. Кратко напомним смысл этого по­нятия. Телесный угол характеризует область пространства, ограни­ченную конической поверхностью. Для измерения телесного угла следует найти отношение площади поверхности шарового сегмента So к квадрату радиуса сферы с центром в вершине конуса:

W = S₀/R²

Единица телесного угла — стерадиан (ср). 1 ср равен телес­ному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на по­верхности сферы площадь, равную площади квадрата со сторо­ной, равной радиусу сферы. Зная площадь поверхности сферы, можно определить полный телесный угол вокруг точки:

W = 4pR²/R² = 4p ср

Зависимость интенсивности волны от расстояния до источника и угла падения. Определим, как интенсивность волны зависит от расстояния точечного источника до облучаемой поверхности. Пусть точечный источник находится в центре двух концентри­ческих сфер радиусами R₁и R₂.

Если среда не погло­щает (например, вакуум), то полная энергия, переносимая в еди­ницу времени через поверхностьи этих сфер, будет одной и той же. Поэтому

I₁=W/(4pR₁²t),  I₂=W/(4pR₂²t),

  откуда следует:

I₁/I₂=R₂²/R₁² 

В астрономии расстояния до звезд определяют, сравнивая   интенсивности  их   излучения   (т. е.   их  светимости).

Для целого ряда практических случаев важна зависимость поверхностной плотности потока излучения от угла между направ­лением распространения волны и нормалью к освещаемой по­верхности.

Из рисунка следует, что через поверх­ности площадью S и S_o переносится волной одинаковая энергия. Поэтому I₀=W/(S_ot) и I=W/(St) и отношение интенсивностей

I/I₀=S₀/S=cosa,

откуда

I= I₀cosa.

Именно этой формулой и пользуются в большей части случаев для расчетов, ведь крайне редко поверхность расположена перпен­дикулярно световому потоку.

Фотометрические величины

Наряду с энергетическими харак­теристиками важную роль в науке, технике и практической дея­тельности играют фотометрические характеристики, описывающие видимое излучение, т. е. ту часть спектра электромагнитных волн, которая воспринимается нашим глазом. Так, с потоком излучения непосредственно связана субъективная характеристика света — световой поток: мощность оптического излучения, оцени­ваемая по вызываемому им световому ощущению. Световой по­ток обозначается буквой Ф_v. Единицей светового потока в СИ служит люмен (лм).

Важнейшая характеристика любого источника света — сила света I_v. Она определяется отношением светового потока Ф_v к телесному углу W, внутри которого этот поток распространяется:

I_v = Ф_v/W. 

Так как телесный угол вокруг точки равен 4p, то сила света точечного источника определяется из соотношения:

I_v = Ф_v/4p 

В Международной системе единиц единица силы света — к а н д е л а (кд) — является основной. Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохрома­тическое излучение частотой 5,40*10¹⁴ Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1,683 Вт/ср. За­метим, что данная частота соответствует максимальной чувстви­тельности человеческого глаза, т. е. длине волны в вакууме, равной 555 нм.

Все остальные фотометрические единицы выражаются через канделу. Так, люмен равен световому потоку, испускаемому точечным источником силой света 1 кд в телесном угле, равном 1 ср.

Пусть на некоторую поверхность падает световой поток Ф₀. Очевидно, чем больше площадь этой поверхности, тем меньшая часть светового потока попадает на каждый участок, тем темнее этот участок. Освещенность E_v связывает световой поток с пло­щадью той поверхности, на которую этот поток падает. Освещен­ность в данной точке поверхности равна отношению светового потока, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента:

E_v = DФ_v/DS

Единица освещенности в СИ — л ю к с (лк) — равен освещен­ности поверхности площадью 1 м² при падающем на нее световом потоке  1  лм, равномерно распределенном по этой поверхности.

Законы освещенности

Выясним, от чего зависит освещен­ность поверхности, на которую падает световой поток.

Прежде всего очевидно, что освещенность прямо пропорцио­нальна силе света источника. Ведь, чем больше сила света, тем больше световой поток, освещающий данную поверхность. Поэтому

E_v ~I_v

Но освещенность поверхности зависит не только от силы света источника, но и от расстояния до него. Пусть в центре сферы находится точечный источник, испускающий световой поток во все стороны. Площадь поверхности сферы равна 4pR², тогдаполный световой поток Ф_v = 4pI_v Поэто­му выражение для освещенности имеет вид:

E_v=Ф_v/S=(4pI_v)/(4pR²)=I_v/R²

Значит, освещенность поверхности, создаваемая точечным ис­точником света, обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника.

Но в большин­стве случаев световой поток падает на освещаемую поверхность не перпендикулярно к ней, а под некоторым углом. Пусть свето­вой поток падает на элемент поверхности площадью DS, расположенный под углом j к направлению светового луча.

Площадь DS связана с площадью DS_o элемента сферической поверхности соотношением

DS₀ = DS cosj

Телесный угол

DW=DS_o/R²= DS cosj/R²

Используя полученное выраже­ние, найдем освещенность данной поверхности:

 E_v=DФ_v/DS=I_vDW/DS=I_vDSCosj/DSR²=I_vCosj/R²

Соответственно освещенность E_v наклонной площадки свя­зана с освещенностью E₀ площадки, перпендикулярной световым лучам, соотношением:

E_v=E₀Cosj

Мы получили еще один закон: освещенность поверхности прямо пропорциональна косинусу угла падения лучей.

Таким образом, выражение E_v=I_vCosj/R² представляет собой обоб­щенный закон освещенности: освещенность поверхности, создавае­мая точечным источником, прямо пропорциональна силе света ис­точника, косинусу угла падения лучей и обратно пропорцио­нальна квадрату расстояния от источника до освещаемой по­верхности.

В том случае, когда одну поверхность освещают несколько независимых источников, общая освещенность поверхности равна сумме освещенностей, созданных каждым источником в отдель­ности.

Люмены в ватты. Основные световые единицы и величины

Чтобы быстро и качественно выполнялась любая производственная задача, обязательно должно быть правильно организовано освещение рабочего места специалиста. Для этого подбираются светильники с определёнными фотометрическими показателями.

Освещение на рабочем месте определяется разными физическими величинами, основной из которых является освещённость. Её показатели рассчитаны для рабочего места любого специалиста и регламентируются соответствующими СНиПами.

Освещённость – это характеристика, которая определяется как световой поток, приходящийся на единицу площади.

Световой поток (Ф)

Данный физический параметр определяется как мощность видимого излучения источника или световая энергия, которая излучается светильником за единицу времени.

В то же время, световая энергия представляет собой энергию, распространяющуюся по всем направлениям и вызывающую зрительные ощущения. У каждого человека на одни и те же источники излучения разные зрительные ощущения, поэтому для расчётов берутся усреднённые показатели.

В физике для расчёта используется формула:

Ф = W/t, где:

• W – энергия, излучаемая источником, измеряется в ваттах,
• t – время работы прибора в секундах.

Также это величина, которая характеризует количество света, излучаемое осветительным прибором во всех направлениях.

Таким образом, вторая формула расчёта имеет вид:

Ф = I · w, где:

• I – сила света, измеряется в канделах,
• w – телесный угол, рассчитывается в стерадианах.

Люмен

Единицей измерения светового потока является люмен.

Для того чтобы определить, какой источник выгоднее приобрести, рассмотрим сначала, что такое люмен.

Слово lumen в переводе с латинского обозначает свет.

Люмен определяется как световой поток, который излучается точечным источником, имеющим силу света 1 кандела в телесный угол, равный 1 стерадиану:

1лм = 1Вт / 1с.

С другой стороны,
единица измерения люмен (лм) может быть найдена как:

1 лм = 1 кд · 1 ср.

Если телесный угол равен 4π радиан, а сила света – 1 кд, то в этом случае говорят о полном световом потоке, который равен 4π лм или 4 · 3,14 лм.

Рассчитали, что этот показатель для солнечного излучения соответствует 8 лм, а звёздного неба – всего 0,000000001 лм.

Для любого искусственного источника освещения имеются таблицы расчёта этого фотометрического параметра.

В светотехнике используются производные величины, которые образуются с помощью стандартных приставок международной системы СИ, например:

• 1 клм = 103 лм или 1клм = 103 лм;
• 1 Млм = 106 лм;
• 1 слм = 10-3 лм;
• 1 мклм = 10-6 лм.

Измерительные приборы

Для измерения фотометрических величин в промышленности используются специальные устройства, которые называются сферическими фотометрами и гониофотометрами. Они позволяют определять, как световой поток, так и силу света от различных светильников.

Фотометры бывают визуальными и объективными.

Принцип действия визуальных приборов основан на способности глаза определять одинаковость яркости освещения двух сравниваемых поверхностей, освещённых одинаковым цветом.

В настоящее время популярными являются объективные электрические фотометры, которые позволяют выполнять измерение световых параметров не только в видимой зоне, но и за её пределами.

Гониофотометры позволяют получать данные о величине светового потока, силе света, а также показатели других фотометрических величин, например, яркости, распределения освещённости и др.

Рекомендации по организации правильного освещения рабочего места

При освещении рабочих мест используют два вида источников: искусственные и естественные.

Искусственные представляют собой приборы с лампами различного типа: люминисцентные, накаливания, светодиодные и т.д.

Для каждого типа ламп существуют таблицы с указанием количества люменов, излучаемых данным светильником.

Эта величина указывается на упаковке товара, поэтому при покупке обязательно нужно подбирать лампочку, руководствуясь информацией, размещённой производителем на коробке. На упаковке светильника указывается полный световой поток, в который входит и рассеянный свет.

Внимание!
При приобретении светильника важно помнить, что этот показатель не отражает полностью его яркость, так как она может повышаться за счёт использования системы отражателей, линз и зеркал, размещённых в приборе.

Подбор электроламп

Перед приобретением электролампочек нужно сначала выбрать, какие приборы вам нужны для создания правильного освещения рабочего места. Если комната прямоугольная, то расчёт нужного количества люменов выполняется следующим образом: нужно перемножить показатели нормы освещённости объекта (определяется согласно СНиП), площади помещения и коэффициента, зависящего от высоты потолка помещения.

Световой поток
— мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.

Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 — 3200.

Один люмен
равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).

Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π
люменам.

Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен
(лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм 2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.

Сила света
— пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.

Освещенность
— поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.

Единицей освещенности является люкс (лк)
, равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м 2 , т. е. равный 1 лм/1 м 2 .

Яркость
— поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.

Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м 2).

Светимость (светность)
— поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.

Единицей светимости является 1 лм/м 2 .

Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)

Примеры:

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК»
Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.
М.: Издательство МЭИ, 1998

Характеристика основных показателей в применении к освещению: люксы, люмены, кельвины, ватты. Читайте!

Учитывая сложившуюся в нашей стране экономическую ситуацию, сейчас самое время перейти на светодиодное освещение. Почему? Светодиодные лампы потребляют намного меньше электроэнергии по сравнению с другими источниками света, а по своим техническим характеристикам значительно превосходят, к примеру, те же лампы накаливания.

Однако прежде чем отправиться в магазин светодиодного оборудования, необходимо знать некоторые характеристики таких устройств, учитывая которые вы сможете выбрать именно тот осветительный прибор, чьи характеристики будут полностью соответствовать условиям эксплуатации. В данной статье мы расскажем о том, что означают ватты, люмены, люксы и кельвины на маркировке светодиодов, а также поговорим о преимуществах светодиодных устройств перед другими источниками света.

Ватты, люксы, люмены, кельвины, как основные характеристики светодиодов

При покупке ламп накаливания потребитель ориентируется на количество ватт, указанных на маркировке, определяя тем самым, насколько ярко будет светить изделие. В светодиодах, данный показатель имеет совсем другое значение.

Количество ватт, которое указывает производитель на упаковке, характеризуют не яркость устройства, а количество потребляемой электроэнергии за один час работы. Естественно, можно провести параллель между лампами накаливания и светодиодами, ориентируясь только на мощность. Для этого даже существуют специальные таблицы. Так, к примеру, светодиодное устройство мощностью 8-12 ватт будет светить так же ярко, как и лампа накаливания с характеристикой 60 ватт. Однако основной единицей, определяющей яркость светодиодных ламп, является люмен.

Что такое люмены в светодиодных лампах

Под люменом подразумевают величину светового потока, которая излучается источником освещения с силой, равной одной канделе в угол величиной в один стерадиан.

Для примера! Лампа накаливания, имеющая мощность 100 Вт, в состоянии создать световой поток, равный 1300 люменам, тогда как светодиод гораздо меньшей мощности способен выдать аналогичный показатель

Однако помимо люменов, светодиодное оборудование характеризуется ещё и по величине освещённости, которая измеряется в люксах.

Что такое люкс в освещении

Люкс – это единица измерения освещённости, которая равняется освещённости поверхности площадью один квадратный метр при световом потоке, равном одному люмену. Так, к примеру, если спроецировать 100 люменов на площадь в 1 квадратный метр, то показатель освещённости составит 100 люкс. А если аналогичный световой поток направить на десять метров квадратных, то освещённость составит всего 10 люкс.

Теперь, когда вас спросят: «люксы и люмены, в чём разница?», вы сможете блеснуть своими познаниями и дать собеседнику исчерпывающий ответ на его вопрос.

Что такое Кельвин в освещении

Как вы наверняка замечали, свет от ламп накаливания имеет тёплый желтоватый оттенок, в то время как светодиоды обладают широкой цветовой гаммой. Так, светодиодное оборудование способно отображать цвета от фиолетового до красного (в спектре белых и жёлтых цветов). Однако наиболее распространёнными, всё же, являются ярко-белые, мягко- или тёпло-белые цвета. Зачем мы вам это рассказываем? Всё дело в том, что определить цвет света можно по маркировке изделия. Для этого необходимо посмотреть такую техническую характеристику, как цветовая температура, которая измеряется в Кельвинах. Чем меньше число, тем желтее (теплее) будет излучаемый свет.

К примеру, обычная лампа накаливания имеет цветовую температуру, которая находится в диапазоне между 2700 – 3500 Кельвинов. Таким образом, если вы захотите приобрести светодиодный осветительный прибор, который бы имел такой же цвет, как и лампа накаливания, выбирайте светодиодное устройство с аналогичным показателем цветовой температуры.

Различные типы промышленных ламп, их достоинства и недостатки

Ниже, приведена сравнительная таблица различных видов промышленных ламп.

Исходя из данной таблицы, можно сделать вывод, что светодиодные лампы практически по всем показателям превосходят другие типы осветительных элементов. А что касается цены, то вряд ли этот фактор можно назвать существенным недостатком. К тому же, при к вопросу выбора и установки светодиодного оборудования, к примеру на , оно окупит себя в относительно короткие сроки.

Проконсультироваться по поводу технических характеристик и светодиодных промышленных светильников, а также выбрать из необходимое вам изделие, вы можете на нашем сайте. Также наши специалисты проведут текущего освещения на вашем объекте и предложат подходящий по модернизации системы.

Подробнее

Экспортные истории: как Украина «несет свет» в Европу

Подробнее

Модернизация системы электроосвещения на ДТЭК Добропольская ЦОФ

Подробнее

Что такое теплоотвод в светодиодном светильнике?

Подробнее

Сколько в год можно сэкономить на электроэнергии с использованием светодиодного освещения?

Подробнее

20

Сен

Энергоэффективное освещение, как конкурентное преимущество

Подробнее

Особенности эксплуатации светодиодного освещения

Подробнее

Автоматизация освещения

Подробнее

Окупаемость инвестиций в модернизацию системы освещения

Подробнее

Оптическая система LED светильника: линзы, отражатели

Споры на тему сравнения светового потока диодных и других типов ламп, постоянно возникают на необъятных просторах интернета. Виной тому уникальность технических параметров светодиодов как источника света, а именно специфика точечных источников.

Все источники света, будь то лампочка накаливания либо люминесцентная, имеют круговую диаграмму рассеивания света, когда у светодиода это луч с углом рассеивания около 120 0 . Поэтому и характеристики освещения диода зависят от того под каким ракурсом их оценивать.

Сравнение света разных источников

Например, часто на упаковке светодиодов мощностью 4Вт со световым потоком 400 лм изображают в качестве эквивалента лампу накаливания на 50Вт. На самом деле общий световой поток второй почти на четверть выше.

А вот если сравнить эффективную освещенность поверхности стола
от настольного светильника с обыкновенной лампой и на диодах, выигрыш на стороне LED, поскольку у них меньший диаметр светового пятна и значительно меньшее рассеивание света.

Разброс параметров светового потока обусловлен его зависимостью от цветовой температуры. У диодов холодного белого света (цветовая температура 5000-7000 К) световой поток выше светодиодов тёплого света (2800-3500 К).

Давайте рассмотрим эту информацию с практической точки зрения.

При выборе обыкновенной лампочки накаливания мы интуитивно понимаем, что в ванную комнату надо 75 ватт, в коридоре можно обойтись 60 ваттами, а в гостиную придется вкручивать три по сто. И никто не задаётся вопросом, сколько там в них люмен.

Что такое люмены в светодиодных лампах

С переходом на LED понятие яркости и освещенности приходится рассматривать совершенно в другом ракурсе. Как видно из таблиц, мощность светодиодов при замене лампы накаливания должна быть примерно в десять раз меньше. Но тут необходимо учитывать целевое назначение освещения.

Если говорить об освещении помещений, сто ватт накаливания дают столько люмен, сколько и десяти ваттные светодиоды. С единственной оговоркой – в качестве диодной лампочки используются изделия радиальной конструкции
. Как на рисунке.

Освещение рабочей поверхности

Для освещения рабочих поверхностей используют плоские LED модули, поскольку освещать внутреннюю поверхность плафона нет резона.

В такой системе эффективная яркость накаливания не превышает 60% от номинального показателя. Чистый световой поток от 60Вт будет около 350 люмен (630 * 0,6). А вот КПД светодиодов в такой системе практически 100%.

Соответственно расчётная мощность светодиодов не превысит 5Вт.

Освещённость и световой поток

Для рядового потребителя не столь важно, сколько люксов выдаёт источник света. Важнее что бы при этом уровне освещенности было комфортно зрению при чтении либо письме.

Все санитарные правила нормируют освещение рабочей поверхности в люксах. Будь то страничка книги либо лист бумаги, для комфортной работы на их поверхности должно быть 300 люкс, что соответствует 30Лм/м.кв.

Сколько люмен в лампе накаливания 100Вт важно, например, для организации рабочего места ребёнка, где он будет делать уроки либо заниматься другими делами.

Рассчитать освещенность поверхности, даже зная, сколько люмен в лампочке 100Вт, крайне сложно, поскольку большая часть этого потока доходит в виде отражённого света. Для диодов же достаточно элементарной формулы из школьного курса геометрии.

H
– расстояние от светодиодов до поверхности;

D
– диаметр светового пятна;

D = 2 * Tg60 0 * h = 1.16 * h;

Площадь круга = 3,14 * D 2 / 4 = 0,785 * D * D;

Освещённость = световой поток / площадь круга
.

Итого: светодиодный источник света мощностью 15Вт и световым потоком 800Лм, размещённый на потолке над столом, обеспечит около 300 люкс.

Освещённость – самая распространённая фотометрическая величина, в повседневной жизни определяется простыми терминами: светло, темно, сумерки и т. д. Уровень освещённости оказывает значительное влияние на самочувствие и трудоспособность человека, его возможность получать информацию от самых разных источников с помощью зрения. Для создания комфортных условий необходимо измерить освещённость и определить оптимальные величины.

Понятие освещённости

Определение освещённости невозможно без применения других параметров видимого света – световых единиц:

• Кандела (кд). Сила света относится к основным единицам международной системы СИ. Ранее применявшееся название – свеча, служившая эталоном для измерений. Сейчас одна кандела – это световая эффективность монохромного излучателя на строго определённой частоте, с заданной энергией. В бытовом применении одной канделе соответствует сила света одной обычной свечи, 100 кд – лампа накаливания мощностью100 Вт;
• Световой поток – люмен (лм), производная единица измерения. Определение тесно связано с силой света. 1 люмен – это световой поток излучателя силой в одну канделу, распределённый в один стерадиан (телесный угол): 1 лм = 1 кд ∙ 1 ср. Типичное значение для ламп накаливания 100 Вт с прозрачной колбой составляет 1300-1400 лм.

Освещённость зависит от этих характеристик источника света и указывает на величину светового потока, падающего на некоторую площадь, измеряется в люксах (лк). За единицу освещённости принимается люкс – это световой поток в один люмен, падающий перпендикулярно на 1 м2 освещаемой площади и равномерно по ней распределённый. Так же определяется как освещённость сферы радиусом 1 метр, находящимся внутри излучателем с силой света 1 кд. Находится в прямо пропорциональной зависимости от интенсивности источника и в обратной – от квадрата расстояния до него. За источник принимается равномерно испускающий свет во все стороны (изотропный) точечный излучатель.

Вычисление конкретного значения кандел, люменов и люксов производится по формулам:

E = F / S, где Е – освещённость, люкс; S – площадь, м2.

E = I / R2, где R – расстояние до источника.

Из этих соотношений понятно, как перевести люксы в люмены, рассчитать требуемый поток при определённой освещённости:

F = E × S, где F – искомый световой поток в люменах, E – известная освещённость, люкс, S – площадь, м2 .

Величина уменьшается в том случае, если свет падает под углом, тогда результат необходимо умножить на значение косинуса угла падения лучей:

E = (F / S) × cos i;

E = (I / R2) × cos i.

В традиционной английской и американской системе измерений применяется понятие фут – кандела. Определяется как освещённость на расстоянии один фут, создаваемая источником силой света в одну канделу. Больше одного люкса приблизительно в десять раз, для пересчёта удобно использовать онлайн калькуляторы.

Средние значения для некоторых распространённых естественных и искусственных источников освещения:

• Солнце, в средних широтах, полдень – до 400000 лк;
• Пасмурная погода – 3000 лк;
• Восход солнца – 1000 лк;
• Полная луна без облаков – до 1 лк;
• Стадион при искусственном освещении – до 1300 лк.

Указанные величины ориентировочные и не могут применяться для расчётов – разница в измерениях бывает очень велика.

Основные требования

Освещённость любого объекта, на который падает световой поток, никак не зависит от его свойств – они определяют только отражающую способность поверхности, которую принято называть светимостью или яркостью. Отражённый свет от потолка, зеркал и других конструкций часто используется для усиления эффективности основного освещения, так в большинстве конструкций подвесных светильников предусмотрено направление части света в верхнюю полусферу.

• Гостиная – 200 лк;
• Санузел, душевая – 80 лк;
• Кабинет – 300 лк;
• Подсобные помещения – 50 лк.

Для производственных и служебных объектов установлены нормированные величины, указанные в своде правил СНиП.

Расчёт освещения производится с помощью громоздких формул, куда входит множество параметров: люксы и люмены, площадь, различные коэффициенты, сколько светильников и пр. Для простых применений в Интернете существует множество калькуляторов, значительно облегчающих вычисления.

Измерение

Прямое измерение освещённости производится специальным прибором – люксметром, который отображает результат непосредственно в люксах. Работает на принципе фотоэффекта, свойственного некоторым материалам: селеновый элемент или полупроводники. В фотографии применяются экспонометры, дающие результат в экспозиционных числах EV.

Люксметр регистрирует световой поток в конкретном месте, с учётом всех видов освещения: искусственного, естественного, отражённого.

Обозначения на источниках света

Способность светотехнического изделия создать определённый уровень освещённости указывается в виде значения светового потока в люменах.

Энергетические и световые величины и их единицы

Производные единицы световых величин и величин энергетической фотометрии приведены в табл. 4.7.  [c.91]

Особенностью физических величин в оптико-физических измерениях является то, что они могут выражаться через энергетические характеристики или световые величины. Применение единиц СИ для энергетической фотометрии не вызывает каких-либо трудностей, так как единица потока излучения — ватт — является основой образования других единиц в этой области.  [c.62]

Энергетические и световые величины и их единицы  [c. 105]

Рассмотрим световые величины и их единицы, а затем найдем связь этих величин с энергетическими.  [c.106]

Для механических величин система СГС опирается исключительно на три основные единицы, из которых в качестве производных выводят остальные. Для тепловых величин требуется применение четвертой единицы — градуса как единицы температуры. Для световых — введение дополнительной единицы силы света — канделы или функции видности, служащей переходной функцией от энергетических величин лучистой энергии к световым величинам.  [c.119]

Применение единиц СИ в оптике имеет особенности, связанные с единицами для измерения длин волн в спектроскопии и переходом от энергетических характеристик излучения к световым величинам и единицам.  [c.179]

Часто возникает необходимость измерять фотометрические величины в энергетических единицах. Для этого достаточно перейти от светового потока к энергетическому. Пользуясь известными соотношениями между фотометрическими величинами, легко установить энергетическую единицу измерения для каждой из них. В этом случае (в системе СГС) световой поток, сила света, освещенность (а также светимость) и яркость будут измеряться соответственно в  [c.15]

В соответствии с этим при многочисленных световых измерениях необходимо принимать во внимание особенности глаза, заставляющие выделять определенный узкий участок длин волн из всего многообразия электромагнитных колебаний. Нередко термином свет называют именно узкий интервал, заключенный примерно между 400 и 800 нм. С этой точки зрения интерес представляет не просто восприятие энергии, а световое восприятие ее. Поэтому следует установить переход от энергетических величин к величинам, характеризующим световое восприятие, и целесообразно ввести специальную систему единиц, приспособленную к свойствам глаза человека.  [c.51]

В светотехнике существенными являются величины, характеризующие субъективное восприятие света. Поэтому использование при определении единиц этих величин только энергетических параметров лишит их важнейшего качества — характеристики воздействия на наше зрение. Это потребовало введения специфических величин — силы света, светового потока, освещенности, яркости и др. Единица одной из них — силы света — бьша включена в число основных единиц.  [c.44]

Энергетическая светимость, энергетическая освещенность есть плотность потока световой энергии у светящейся или освещенной поверхности. Единица этой величины — эрг в секунду на квадратный сантиметр  [c.81]

Светотехнические величины применяются для оценки визуального действия лучистого потока. Определения этих величин аналогичны определениям соответствующих энергетических величин, но количественно они не равны аналогичным энергетическим величинам. Согласно ГОСТу 7932—56 Световые единицы , а также ГОСТу 9867—61 Международная система единиц , за основную светотехническую единицу принята единица силы света — свеча.  [c.53]

Система, построенная на трех основных единицах, могла бы, разумеется, быть применена для любых других, в частности тепловых и световых, измерений, для чего следовало связать определяющими соотношениями соответствующие величины. Например, не составило бы труда сделать температуру производной величиной, используя ее связи с другими физическими величинами, такими, как средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа, плотность теплового излучения абсолютно черного тела и т. п. Однако чрезвычайно широкое распространение, которое имеет в науке, технике и повседневной жизни температура, делает практически целесообразным выделение ее в число основных величин. В светотехнике существенными являются величины, характеризующие субъективное восприятие света (сила света, освещенность, яркость). Поэтому использование при определении этих величин только энергетических параметров лишит их важнейшего качества — характеристики воздействия на наше зрение.  [c.38]

При проведении фотометрических работ (для оценки тех или иных характеристик источников излучения или характеристик освещаемых объектов) используются две системы фотометрических величин и единиц энергетическая и световая (визуальная). Тождественные фотометрические величины в обеих системах имеют одни и те же буквенные обозначения и различаются введением индекса для энергетической системы е, а для визуальной — и.  [c.10]

Световая (визуальная) система фотометрических величин и единицы их измерения. В визуальной системе единиц фотометрические величины образуются от величин энергетической системы путем преобразования по формуле =  [c.15]

Важнейшее значение для оптических методов приобретает вопрос о единицах измерения. Как известно, система световых (эффективных) величин построена на основании кривой видности, отражающей среднюю относительную спектральную чувствительность глаза человека. Эта кривая получена экспериментально при изучении зрительного анализатора человека и принята за эталон международной комиссией по освещению (МКО). Однако эффекты поглощения в жидкостях, исследуемых в лабораторной практике, как правило, имеют спектральные характеристики, существенно отличающиеся от кривой видности. Таким образом, использование светотехнических единиц нельзя считать целесообразным. Введение же особых единиц, учитывающих особенности поглощения в каждой из исследуемых жидкостей, также не оправдано. Поэтому наиболее удобным является применение системы лучистых (энергетических) величин.  [c.84]

Выражения, связывающие световые и энергетические величины, устанавливают некоторую пропорцию между фотометрическими и энергетическими характеристиками излучения. Эта пропорция (например, число люменов светового потока на ватт излучения или число нит на единицу энергетической яркости — вт/ м -стер) — рассматриваемой поверхности) остается неизменной до тех пор, пока сохраняется спектральный состав излучения и спектральная чувствительность глаза. Зависимость этой пропорции от состава излучения очевидна. Достаточно указать на изменение числа люменов на ватт в излучении абсолютно черного тела, происходящее при повышении его температуры (см. 4-2). Пример изменения этой пропорции, связанный с изменением спектральной чувствительности глаза, встретится нам Б следующем параграфе.  [c.38]

Единицы оптико-физических величин. Особенностью физических величин в оптико-физических измерениях является то, что они могут выражаться через энергетические или световые характеристики.  [c.82]

Переход от энергетических величин к фотометрическим, т. е. к величинам, которые характеризуются физиологическими свойствами человеческого глаза, совершается при помощи кривой видимости или функции видимости V А,) человеческого глаза. Наибольшую чувствительность глаз имеет к излучениям участка спектра 0,556 мк (рис. 16. 6). В светотехнике за единицу светового потока принят люмен. Эта единица, учитывающая физиологические свойства глаза, не является энергетической величиной. С энергетическими величинами люмен связан определенными соотношениями. Так, для А, = 0,556 мк световому потоку в 1 ДЛ соответствует энергетический поток в 0,00161 вт. Или 1 вт энергетического потока соответствует 621 лм  [c. 328]

Все приведенные энергетические характеристики излучения измеряются в механических единицах, например по производимому ими тепловому действию. Так, в системе СИ лучистый поток измеряется в ваттах (Вт), интенсивность излучения — в ваттах на стерадиан-квадратный метр (Вт/ср м ), объемная плотность лучистой энергии — в джоулях на кубический метр (Дж/м> ). Такие единицы применяются, например, в теории теплового излучения. Однако в видимой области спектра представляет интерес характеризовать излучение по зрительному или световому ощущению, оцениваемому по действию света на глаз человека. Соответствующие характеристики и их единицы называются световыми, или фотометрическими, в отличие от энергетических величин и единиц,  [c.146]

СВЕТОВЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ  [c.316]

Структура этих формул для фотометрических и энергетических расчетов одинакова. Они отличаются лишь в некоторой степени обозначениями (которые были рассмотрены выше) и единицами измерения используемых величин. Отличие, связанное с единицами измерения, может быть исключено введением единицы мощности видимого излучения — светового ватта , равного 681 лм.  [c.35]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОСВЕЩЁННОСТЬ (облучённость)— поверхностная плотность лучистого потока равна отношению потока излучения к площади облучаемой поверхности. Единица измерения Э. о.— Вт/м . В системе световых величин аналогом Э. о. является освещённость. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИЛА СВЕТА (сила излучения)—равна отношению потока излучения, распространяющегося от источника внутри нек-рого телесного угла, к величине этого телесного угла. Единица измерения Э. с. с.— Вт/ср. В системе световых величин аналогом Э. с. с, является сила света.  [c.613]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭКСПОЗИЦИЯ (количество облучения, доза Н,) — отношение энергии dQ,. падающего на элемент поверхности излучения к площади dA этого элемента, Эквивалентное определение Э. э. есть произведение энергетической освещённости на длительность облучения dt. H, = dQJdA = E dt. Единица измерения 3. э.— Дж-м , В системе световых величин аналогичная Э, э. величина наз. экспозицией. Понятием Э. э. широко пользуются также при работе с корпускулярным излучением.  [c.613]

VII. Пооизводные единицы световых величин и энергетических величин, характеризующих оптическое излучение  [c.9]

J аиболее старый метод измерения энергии излучения в видимой области спектра — визуальный. Здесь приемником излучения служит глаз, а основным способом количественных измерений — визуальное уравнивание яркости двух фотометрических полей стандартного и измеряемого. При таких измерениях играет роль только та часть энергии излучения, которая непосредственно вызывает световое ощущение. Чувствительность среднего глаза к монохроматическому излучению разных длин волн характеризуется спектральной световой эффективностью, или видностью (см. кривую на переднем форзаце). Очевидно, что при измерениях энергии светового излучения, основанных на зрительных ощущениях, обычные энергетические характеристики излучения оказываются недостаточными. В таких случаях применяют специальные световые величины, базирующиеся на использовании установленного международным соглашением стандартного источника светового эталона) с определенным распределением энергии по спектру. В качестве эталонного выбрано излучение абсолютно черного тела (см. 9.1) при температуре затвердевания чистой платины (2042 К). Основной светотехнической единицей (входящей в число основных единиц СИ) установлена единица силы света J кандела (от лат. andela — свеча). Кандела (кд) —это сила света, испускаемого с 1/60 см поверхности эталонного источника в направлении нормали.  [c.69]

Все величины в световой системе тождественны по смыслу аналогичным величинам в энергетической системе и отличаются лишь единицами измерения. Основной единицей измерения световых величин является единица силы света, которая называется кандела она воспроизводится по световым эталонам и входит в качестве основной единицы в Международную систему единиц (СИ). Кандела — сила света, излучаемого в перпендикулярном направлении одной шестисоттысячной квадратного метра поверхности черного тела, при температуре затвердевания платины и давлении 101 325 Н на 1 м .  [c.17]

Световые измерения, т.е. измерения параметров электромагнитных колебаний с длиной волны от 0,38 до 0,76 мкм, имеют ту особенность, что в них очень большую роль играет ощущение человека, воспринимающего световой поток посредством глаз. Поэтому световые измерения не вполне объективны. Наблюдателя интересует только та часть потока электромагнитных колебаний, Которая напрямую воздействует на глаз. В связи с этим обычные энергетические характеристики являются не совсем удобными для описания результатов таких измерений. Между энергетическими и световыми величинами существует однозначная взаимосвязь, строго говоря, для проведения измерений световьк величин не Требуется введения новой основной величины. Однако, учитывая исторически сложившееся к моменту возникновения систе-СИ число основных единиц ФВ, а также значительное влия- Ие на результаты световых измерений субъекта измерений — «Человека, бьшо принято рещение ввести единицу силы света — ЧДеллу. Канделла — сила света в заданном направлении источ-Ика, испускающего монохроматическое излучение частотой 10 2 ]-ц энергетическая сила излучения которого в этом на-Равлении составляет 1/683 Вт-ср».  [c.27]

ОСВЕЩЁННОСТЬ в точке поверхности, отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. О. Е связана с силой света I точечного источника, удалённого от заданной точки на расстояние I, соотношением =/ созО 11 , где 0 — угол падения света. Единицы О.— люкс и фот (1 фот — 10 лк). В системе энергетических фотометрич. величин аналогичная величина наз. энергетической освещённостью или облучённостью. Д- Н. Лазарев. ОСИ ДЕФОРМАЦИИ главные, см. Деформация механическая.  [c.502]

А. П. Гагарин. СВЕТЙМОСТЬ в точке поверхности, одна из световых величин, отношение светового потока, исходящего от элемента поверхности, к площади этого элемента. Единица С. (СИ) — люмен с квадратного метра (лм/м ). Аналогичная величина в системе энергетич. величин наз. энергетической С. (излучательностью)иизмеряется в Вт/м . д. Н. Лазарев.  [c. 664]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОСВЕЩЁННОСТЬ (облучённость), поверхностная плотность лучистого потока равна отношению потока излучения к площади облучаемой поверхности. Единица измерения Э. о.— Вт/м . В системе световых величин аналогом Э. о. явл. освещённость.  [c.902]

Мы пользовались до сих пор для определения величины потока и всех связанных с ним величин обычными единицами энергии и мощности, например, джоулями и ваттами. Такого рода энергетические измерения и выполняются, когда приемником для света является универсальный приемник, например, термоэлемент, действие которого основано на превращении поглощенной световой энергии в тепловую. Необходимо, однако, иметь в виду, что гораздо чаще мы используем в качестве приемников специальные аппараты, реакция которых зависит не только от энергии, приносимой светом, но также и от его спектрального состава. Такими весьма распро-страненными селективными приемниками являются фотопластинка, фотоэлемент и особенно человеческий глаз, играющий исключительно важную роль и при повседневном восприятии света, и как приемник излучения во многих оптических приборах.  [c.51]

Величины Обозначе- ния Единица световая Символ Единнца энергетическая  [c.55]

СВЕТИМОСТЬ точки поверхности — одна из светоеых величин, отношение светового потока, исходящего от элемента поверхности, к площади этого элемента. Единица С. (СИ) — люмен с квадратного метра (лм/м ). Аналогичная величина в системе эяерге-тич, величин наз. энергетической С. (излу-чательностью) и измеряется в Вт/м . д. н. Лазарев. СВЕТИМОСТЬ ускорителя (Ь) — характеристика эффективности системы ускоритель мишень . Определяется как величина, равная числу событий, происходящих в единицу времени при единичном сечении взаимодействия частиц пучка и мишени (в т. ч. подвижной— встречные пучки) где Лд —  [c.461]

Чувствительность ПВ,ЧС определяется обычно величинами интенсивности /ц вли энергии а. соответствующими порогу отклика (пороговая чувствительность). и началу насыщения /н и я- В последнем случае получае.ч чувстви тельность по максимальному контрасту. Единицы измерения чувствнтельност были указаны в 1.2 Отметим, что н технике регистрации, воспроизведения и передачи видимых изображений до сегодняшнего дня используются не абсолют вые энергетические, а так называемые фотометрические единицы. Однозначная связь ежду двумя системами единиц устанавливается с поиошью нормализованной функции спектральной световой эффективности излучения лля стандартного фотометрического наблюдателя, рекомендованной Международной Комиссией по оптике и утвержденной в качестве стандарта в СССР и в большинстве стран [33]. В частности, эквивалентом светового ватта является в фотометрии люмеи. который определяется через максимальною световую эффективность r. ia за, равн ю 680 лм Вт-  [c.45]

Кандела является основной световой единицей. На основе канделы определяют все другие фотометрические величиньь Будем обозначать их теми же буквами, что и энергетические величины, с добавлением индекса V. Названия фотометрических величин в большинстве случаев получаются из названий энергетических заменой слова излучение на свет или соответствующих производных от них, а также отбрасыванием прилагательного энергетический. Каждой фотометрической величине соответствует энергетическая. Их свойства аналогичны. Сила света обозначается А1у. Она соответствует энергетической силе излучения й [см. (7.2)].  [c.48]

Фотоэлектрические приемники также характеризуются довольно резко выраженной спектральной кривой абсолютной чувствительности. В этом случае величина спектральной чувствительности определяет тот фототок, который возникает в цепи фотоэлемент — гальванометр при падении иа светочувствительную поверхность элемента потока лучистой энергии данной длины волны мощностью 1 вт. Поэтому абсолютная спектральная чувствительность фотоэлементов должна измеряться в микроамперах на ватт падающего монохроматического излучения. Одна1 о в силу сложности таких измерений, требующих энергетических оценок лучистого потока, чатце всего измеряют относительную спектральную чувствительность, а вместо абсолютной чувствительности определяют для каждого фотоэлемента только его интегральную чувствительность. Оценивают ее по общей величине фототока, возникающего в цепи при воздействии на фотоэлемент белого света определенной интенсивности. При этом лучистый поток определяют пе в энергетических единицах, а в светотехнических единицах светового потока — люменах, и стандартизуют источник света. В качестве такого стандартного источника света л СССР принята 100-ваттная газонолная лампа накаливания МЭЛЗ с вольфрамовой питью, цветовая температура которой прп нормальном режиме накала лампы составляет 2848° К. Все значения интегральной чувствительности фотоэлектрических приемников относятся к указанной температуре источника.  [c.285]

Силой света источника в заданном направлении называют световой поток, посылаемый им в этом направлении и отнесенный к единице телесного угла. (Когда пользуются энергетическими единицами, то говорят об энергетической силе источника, измеряя эту величину в Вт/ср.) Обычно это понятие относят к точечному источнику света, т. е характеризуют им источник на расстояниях, больших по сравнению с его линейными размерами. Вообще гбворя, величина / зависит от направления излучения Световой поток, посылаемый точечным источником в телесный угол dQ, определяется выражением кФ = / йО. Полный световой поток, исходящий от источника,  [c.147]

Основное свойство рецепторов сетчатки — световая чувствительность, т. е. способность, поглощая свет, инициировать первую ступень сложного зрительного процесса. Чувствительность фоторецепторов к свету чрезвычайно велика рецептор способен генерировать импульс возбуждения при поглощении всего нескольких, быть может только двух, фотонов [5, 38, 42]. Но вероятность того, что фотон будет поглощен светочувствительным веществом рецептора, в сильной сгепени зависит от энергии фотона, т. е. 01 частоты или длины волны излучения. Зависимость вероятности поглощения фотона от длины его волны лежит в основе световой фотометрии, обуславливая способ пересчета энергетических величин в световые, прежде всего мощности излучения Р (Вт) в световой поток ср (лм). Первые фотометрические измерения, еще в ХУП в. [22] проводились при достаточной освещенности, когда хорошо различаются цвета, т. е. когда работают колбочки. Поэтому основные фото. метрические величины были установлены для дневного, колбочкового зрения. В основу была положена единица силы света — свеча. Сначала это была просто свеча типа восковой или стеариновой, потом старались обусловить материал и диаметр свечи, затем воспроизводили эталон в виде пламенной лампы с определенными конструкционными ее параметрами (свеча Гефнера). В двадцатом веке световые эталоны были созданы в виде ламп накаливании. Во второй половине нашего столетия в основу эталона силы света было положено излучение черного тела при температуре затвердевания платины. Сила света одного квадратного сантиметра черного тела при температуре 2042 К принята равной 60 свечам или по современной терминологии 60 канделам (60 кд) [34]. Устройство первичного светового эталона достаточно сложно.  [c.37]

Архитектурно-строительная светотехника — презентация онлайн

1. Нормативные документы

• СНиП 23-05-95
«Естественное и искусственное освещение»
• СП 23-102-2003
«Естественное освещение
жилых и общественных зданий»
• СП 52. 13330.2011 СВОД ПРАВИЛ
«ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ
ОСВЕЩЕНИЕ»
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*
Дата введения 2011-05-20

2. Нормативные документы

• СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03
«Гигиенические требования к естественному,
искусственному и совмещенному освещению
жилых и общественных зданий»
• СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585-10
«Гигиенические требования к естественному,
искусственному и совмещенному освещению
жилых и общественных зданий»
Изменения и дополнения 1
к СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03

3. СанПин 2.2.1/2.1.1.1076-01

Гигиенические требования
к инсоляции и солнцезащите
помещений жилых и общественных зданий и
территорий.

4. Архитектурно строительная светотехника

Использование
лучистой энергии
оптической области спектра
в строительстве и архитектуре
Оптическая часть спектра лучистой энергии
1 нм – 380-400 нм – ультрафиолетовое
излучение
380-400 нм – 760-780 нм – видимое
излучение
760-780 нм – 1 мм
– инфракрасное
излучение

6.

Свет – излучение оптической области спектра, вызывающее зрительные реакции

Поток излучения, попадая в глаз, производит в нем ощущение света.
Световое ощущение – психо-физиологическое явление.
Глаз воспринимает лучистую энергию, соответствующую длинам волн
от 400 нм до 750 нм

7. Монохроматическое излучение – однородное излучение, характеризующееся узкой областью частот или длин волн, которое может быть определен

Монохроматическое излучение –
однородное излучение,
характеризующееся узкой областью частот или длин волн,
которое может быть определено
одним значением частоты или длины волны
Однородное или одноволновое (монохроматическое) излучение
воспринимается глазом как свет того или иного цвета
Цвет – особенность зрительного восприятия, позволяющая наблюдателю
распознавать излучения, различающиеся по спектральному составу

8. Длины волн монохроматических излучений

9. Белый свет

Видимые излучения примерно одинаковой мощности
при совокупном действии
(совокупность монохроматических излучений)
воспринимаются глазом как белый свет
Дневной свет – сплошное и равномерное излучение
на всем видимом участке спектра

10.

Световая среда

— совокупность излучений,
генерируемых источниками
естественного и искусственного света
Световая среда
воспринимается по распределению
света и цвета в пространстве

11. Скорость света. Частота колебаний

Скорость распространения света в вакууме
c 2,997 10 8 м / с
Скорость света в среде
c
обратно пропорциональна ее показателю преломления
n
Длина волны излучения в среде
0
n
где 0 — длина волны этого излучения в вакууме
Число полных колебаний в секунду (частота)
c
0
Соотношение длины волны и частоты колебаний света
400 нм
750 нм
7,5 1014 Гц
4,0 1014 Гц

12. Лучистый поток (поток излучения) – мощность оптического излучения (Вт)

dW
F
dt
W
Fср
t
W – энергия, испускаемая, передаваемая или получаемая
в виде излучения.

13. Линейчатый спектр

14. Сплошной спектр

15. Спектральная интенсивность

При сплошном спектре излучения
распределение лучистого потока характеризуется
спектральной интенсивностью лучистого потока
dF
( )
d
Лучистый поток
F ( ) d

16.

Кривые зависимостей спектральной интенсивности излучения от длины волны для источников, имеющих различную температуру

18. Иллюзия Вундта 1896

21. Иллюзия Перельмана Буквы на самом деле параллельны друг другу

22. Явление иррадиации: светлые предметы на темном фоне кажутся увеличенными

23. Иллюзия Эббингауза 1902.

24. Иллюзия Мюллера-Лайера 1889 (перенесение свойств целой фигуры на ее отдельные части)

29. Спектральная чувствительность глаза характеризуется функцией относительной спектральной световой эффективности излучения

30. Световые величины

вводятся для описания и выражения
действия лучистой энергии на глаз,
на создание ощущения света,
которое зависит от мощности лучистой энергии
и ее спектрального состава
Световые единицы по своей природе
являются физико-психо-физиологическими,
используются только для видимого света

31. Световой поток —

Световой поток поток лучистой энергии (лучистый поток),
оцениваемый по световому ощущению,
т. е. по действию на сетчатку глаза, спектральная чувствительность
которого определяется функцией относительной спектральной
световой эффективности излучения.
Световой поток характеризует мощность световой энергии.
1лм – световой поток, излучаемый с поверхности
абсолютно черного тела площадью 0,5305 мм2
при температуре затвердевания платины 2046 К

32. Световой поток Ф , соответствующий монохроматическому излучению

Световой поток Ф , соответствующий
монохроматическому излучению
Ф = c k( ) F
F – лучистый поток монохроматического излучения
c = 683 лм/Вт – коэффициент, учитывающий единицы измерения
k( ) —
относительная спектральная световая эффективность излучения
Ф = 683 k( ) F
при = 555 нм и F = 1 Вт
имеем k( ) = 1 и Ф = 683 лм

33. Световой поток сложного излучения

Ф = 683 (F 1 k( 1) + F 2 k( 2) + …)
Ф = 683 k( ) ( ) d
Где
( ) – спектральная интенсивность лучистого потока
dF
( )
d
Ф = 683 k( ) dF
dF — лучистый поток в интервале длин волн от до +d
Световой поток,
соответствующий монохроматическому излучению
Ф = 683 F k( )
F – лучистый поток монохроматического излучения
Ф = 683 лм при = 555 нм и F = 1 Вт
Световой поток сложного излучения
Ф = 683 (F 1 k( 1) + F 2 k( 2) + …)
Ф = 683 k( ) dF

35.

Световая энергия

Представляет собой
действие светового потока в течение некоторого времени
W = Ф dt
Сила света источника в данном направлении –
пространственная плотность светового потока, т.е.
I = d / d , кд
d – световой поток (лм), исходящий от источника
и равномерно распределенный внутри телесного
угла d (ср), содержащего заданное направление
1кд – сила света, излучаемая
в перпендикулярном направлении
плоской поверхностью абсолютно черного тела
площадью 1,67 мм2
при температуре затвердевания платины 2046 К

37. Телесный угол  = S / r2, d = dS / r2

Телесный угол
= S / r2,
d = dS / r2

38. Кривые распределения силы света

строят в полярных координатах
для представления о распределении
светового потока, излучаемого источником,
в пространстве
Освещенность – поверхностная плотность
светового потока излучения,
падающего на поверхность, т.е.
E = d / dS, лк
d – световой поток (лм),
равномерно распределенный по поверхности
площадью dS (м2)

41.

Значения освещенности

на поверхности земли в лунную ночь – 0,2 лк
на поверхности земли при высоком стоянии
солнца – 100 000 лк
требуемая освещенность на поверхности
стола (для чтения) – 300 лк

42. Если направление силы света от точечного источника перпендикулярно к поверхности, то освещенность поверхности равна силе сета, деленной н

Если направление силы света от точечного источника
перпендикулярно к поверхности,
то освещенность поверхности
равна силе сета,
деленной на квадрат расстояния от источника до поверхности
dФ
I
d
dФ I d
dS
d 2
r
dS d r
dФ
E
dS
2
I d
I
E
2
2
d r
r
I
E 2
r

43. Закон квадратов расстояний освещенность вдоль луча света изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от источника света

E1
E2
I
r1
2
I
r2
2
2
E1 r2
2
E 2 r1
dФ
E
dS
dФ I d
dS cos
d
r2
d
2
dS r
cos
I d cos I cos
E
2
r d
r2
I cos
E
2
r

45.

Закон косинусов для освещения поверхности с изменением наклона поверхности по отношению к освещающему лучу освещенность ее изменяется пр

Закон косинусов для освещения поверхности
с изменением наклона поверхности
по отношению к освещающему лучу
освещенность ее изменяется пропорционально косинусу угла
между перпендикуляром к поверхности и лучом света
I cos
E
2
r

46. Закон аддитивности

Если на участок поверхности
падают лучи от нескольких источников,
освещенность этого участка равна сумме освещенностей,
созданных каждым источником в отдельности.
Яркость – поверхностная плотность силы света
в заданном направлении, т.е.
отношение силы света в заданном направлении,
к площади проекции светящейся поверхности на плоскость,
перпендикулярную рассматриваемому направлению
B = I / S, кд/м2
B = I / S Cos , кд/м2
S – площадь светящейся поверхности (м2)
I – сила света, излучаемая в направлении,
перпендикулярном к поверхности (кд)
I – сила света, излучаемая в направлении (кд)
2
dI
d Ф
B
dS cos d dS cos

48.

Яркость поверхности в данном направлении — отношение светового потока, идущего от поверхности к какой-либо точке на этом направлении, к тел

Яркость поверхности в данном направлении
— отношение светового потока,
идущего от поверхности к какой-либо точке на этом направлении,
к телесному углу, в котором он заключен,
и к площади проекции поверхности на плоскость,
перпендикулярную рассматриваемому направлению
2
dI
d Ф
B
dS cos d dS cos
Ф
B
S cos

50. Поверхности, яркость которых во всех направлениях одинакова называются равнояркими (идеально матовыми)

B B
dI
dI
dS cos dS
dI dI cos
I I cos

51. Закон косинусов или закон Ламберта для светящихся или рассеивающих свет поверхностей

Сила света в каком-либо направлении
равна силе света в направлении перпендкуляра к поверхности,
умноженной на косинус угла
между перпендикуляром и рассматриваемым направлением
I I cos
Светимость – поверхностная плотность
светового потока, излучаемого
равнояркими поверхностями, т. е.
R = d / dS, лм/м2
d – световой поток (лм), излучаемый равнояркой
поверхностью площадью dS (м2)

53. Связь светимости и яркости равнояркой поверхности

R
B

54. Освещенность внутренней поверхности шара в некоторой произвольной точке S

dI cos
dE
2
l
dI dI cos B dS 0 cos
l 2 l 0 cos
dE
B dS 0 cos
2
2 l0 cos
2
B dS 0
4 l0
2
• Здесь должна быть картинка, которую
пока-что рисую на доске: элемент
поверхности окружаем шаром, чтобы
посчитать излучаемый световой поток

56. Световой поток, испускаемый равнояркой поверхностью dS0 и падающий на внутреннюю поверхность шара площадью S

dФ dE S dE 4 l 0
dE
2
B dS 0
dФ
4 l0
2
B dS 0
4 l0
2
4 l 0 B dS 0
2

57. Связь светимости и яркости равнояркой поверхности

R = d / dS0 , лм/м2
— cветимость
d – световой поток (лм), излучаемый равнояркой поверхностью dS0 (м2)
dФ B dS 0
dФ
R
B
dS 0
R B
R
B

58.

Для поверхности конечных размеров, имеющей одинаковую яркость во всех точках

Ф B S0 I
Ф I
= + +
– световой поток, падающий на поверхность тела
– отраженный световой поток
– поглощенный световой поток
– световой поток, проходящий сквозь тело
= /
– коэффициент отражения
= / – коэффициент поглощения
= / – коэффициент пропускания
Значения коэффициентов
отражения, поглощения и пропускания
Оконное стекло
Молочное стекло
(тонкая бумага)
Зеркало
= 0,08 = 0,02 = 0,9
= 0,45 = 0,15 = 0,4
= 0,85 = 0,15
—

61. Рассеянное (диффузное) отражение (от оштукатуренной поверхности) пропускание (через молочное стекло)

62. Направленное отражение (от зеркала) Направленное пропускание (через оконное стекло)

63. Направленно-рассеянное отражение (от поверхности, окрашенной масляной краской) Направленно-рассеянное пропускание (через матовое стекло)

При направленном отражении
Яркость B отражающей поверхности в направлении отраженного луча
зависит от яркости B излучающей поверхности и пропорциональна ей
0 =B / B – коэффициент направленного отражения или 0 =I / I
При рассеянном и направленно-рассеянном отражении
яркость отражающей поверхности зависит от ее освещенности
и не находится в прямой зависимости
от яркости излучающей поверхности
Источники света разной яркости, но одинаковой силы света,
создают одинаковую яркость освещаемой поверхности
при условии одинаковой освещенности

65.

Связь светимости и яркости равнояркой поверхности

R
B

66. Для поверхности конечных размеров, имеющей одинаковую яркость во всех точках

Ф I

67. Связь яркости и освещенности идеально матовой (равнояркой) отражающей поверхности

Ф
Ф
Ф Ф
Ф I B S
Ф Е S
B S E S
B E
E
B

68. Светимость отражающей поверхности

Ф
R
E
S
S
Ф
R E
R
B

69. Фотометрическая поверхность (или кривая)

70. Коэффициент яркости

Распределение отраженного (или иногда испускаемого) света
в случае рассеянного и направленно-рассеянного отражения
характеризуют коэффициентом яркости
B
r
B0
B
— яркость данной поверхности в направлении
B0
— яркость идеальной матовой поверхности (равнояркой)

71. Коэффициент яркости различен для разных направлений, зависит от направления падения света, может быть больше 1

rOB
OB
OA
rOC
OC
OD
rOM
OM
ON

72.

Связь яркости и освещенности идеально рассеивающей поверхности

Ф
Ф
Ф Ф
Ф I B S
Ф Е S
B S E S
B E
E
B

73. Светимость рассеивающей поверхности

Ф Ф
R
E
S
S
R E
R
B

74. Коэффициент пропускания для данного направления

Распределение прошедшего сквозь среду света характеризуют
коэффициентом пропускания для данного направления
I
I
B
B
I , B
— в данном направлении после прохождения среды
I
— перед вступлением света в среду
,
B

75. Для поверхностей диффузно отражающих свет или идеально рассеивающих свет коэффициент яркости одинаков по всем направлениям и численно ра

Для поверхностей диффузно отражающих свет
или идеально рассеивающих свет
коэффициент яркости одинаков по всем направлениям
и численно равен коэффициентам отражения или пропускания
B
r
B0
E
B0
1 или 1
r E
B
E
B
E
B

76.

Поглощение света

Данная толщина слоя поглощает одну и ту же часть проходящего
светового потока независимо от его абсолютного значения
Закон Бугера
Ф (Ф Ф ) e
Ф Ф(1 ) e
Ф Ф Ф Ф Ф(1 )(1 e
(1 )(1 e
(1 e
)
)
)

77. Спектральные коэффициенты отражения или поглощения, или пропускания определяются для одноволнового света той или иной длины волны

Поверхность, одинаково отражающая свет всех длин волн,
называется
белой (коэффициент отражения более 0,65),
серой (коэффициент отражения менее 0,65)
Среда, одинаково пропускающая свет всех длин волн,
называется
бесцветной
серой (при коэффициенте пропускания менее 0,5-0,7)
Цветные поверхности
обладают наибольшим коэффициентом отражения
в соответствующих по цвету областях спектра
Цветные светофильтры
обладают наибольшим коэффициентом пропускания
в соответствующих по цвету областях спектра

определение и единицы измерения.

Достоинства и недостатки люминесцентных ламп. Дуговые ртутные лампы высокого давления. Общие и отраслевые нормы искусственного освещения. Расчет электрического освещения с лампами ДРЛ по точечному методу

Сила света – обзор

1.1.2 Количества

В 1954 году 10-я Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) решила, что международная система должна быть получена из шести основных единиц для обеспечения измерения температуры и оптического излучения. в дополнение к механическим и электромагнитным величинам. На этой конференции были рекомендованы шесть основных единиц измерения: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина (позже переименованный в кельвин) и кандела. В 1960 году 11-я ГКМВ назвала систему Международной системой единиц СИ от французского названия Le Système International d׳Unités [1].Позднее в 1971 г. на 14-й ГКМВ [2] была добавлена ​​седьмая базовая единица — моль. SI — это современная форма метрической системы, и сегодня это наиболее широко используемая система измерения.

Таким образом, Международная система величин (ISQ) теперь представляет собой систему, основанную на семи основных величинах: длине, массе, времени, термодинамической температуре, электрическом токе, силе света и количестве вещества. Другие величины, такие как площадь, давление и электрическое сопротивление, выводятся из этих базовых величин.ISQ определяет количество как любое физическое свойство, которое можно измерить с помощью единиц СИ [3]. Величина также может быть физической константой, такой как газовая постоянная или постоянная Планка. Для описания и измерения физического мира используется несколько сотен величин, и некоторые из этих величин перечислены ниже [4]: яркости Entryopy скорость Давление