Aká je jas zdroja svetla a jas odrazového povrchu

Na výpočet osvetlenia rôznych povrchov je niekedy veľmi vhodné považovať svetelné zdroje za bodové zdroje. Ale v skutočnosti neexistujú bodové zdroje svetla, vždy majú určitú špecifickú veľkosť a svoj vlastný tvar. Lampa, luster, stojacia lampa, svetlomet atď. Sú skutočné, to znamená, že nie sú bodovými zdrojmi svetla, ktoré nemožno charakterizovať iba silou svetla.

Ak napríklad vezmeme do úvahy svetelnú guľu umiestnenú v diaľke a porovnáme ju s inou svetelnou guľou s presne rovnakou intenzitou svetla, ale s iným priemerom, ukáže sa, že hoci gule vytvárajú rovnaké osvetlenie v rovnakých vzdialenostiach, pre pozorovateľa však vyzerajú inak: guľa s menším priemerom vyzerá jasnejšie ako väčšia guľa.

Dôvodom tohto javu je, že hoci svietivosť guličiek je rovnaká, jedna z nich má väčšiu vyžarovaciu plochu a druhá menšiu. To znamená, že sila svetla vyžarovaného z jednotkovej oblasti nie je rovnaká pre tieto zdroje a tento parameter je zjavne väčší pre malú guľu.

Ale aj keď začneme uvažovať o nejakom svetelnom zdroji z určitej vzdialenosti, potom pre nás nebude záležať ani na skutočnej oblasti povrchu emitujúceho svetlo, ako na viditeľnej ploche, to znamená na jeho veľkosti premietnutej do pozorovacej roviny kolmej na smer nášho pohľadu.

Aby pozorovateľ plne charakterizoval skutočný svetelný zdroj s rozmermi a tvarom, musí poznať intenzitu svetla zdroja a množstvo svetla na jednotku plochy viditeľného povrchu zdroja.

Tento pomer sa nazýva jas L zdroja súpravy, a ak je intenzita svetla I a viditeľná oblasť je s, potom bude svetelný zdroj rovnaký (svetelná intenzita tu môže byť vykreslená cez svetelný tok a pevný uhol, potom sa bude svetelný tok rovnať svetelnému toku vyžarovanému z plocha jednotky viditeľného povrchu zdroja svetla vo vnútri celistvého uhla jednotky):

V svetelných zdrojoch je jas ich rôznych častí rozdielny: vo žiarivke sú okraje banky tmavšie a plameň sviečky je jasnejší v halo okolo knôtu, atď. Jas tiež silne závisí od toho, na ktorú stranu sa pozeráme na zdroj.

Ak sa napríklad pozeráte na zvárací oblúk náhodou, potom v smere kolmom na výboj sa ukáže, že bude jasnejší ako pri pohľade na rovnaký oblúk zo strany. To znamená, že jas charakterizuje povrch vyžarujúci svetlo vo zvolenom, presne definovanom smere. Toto je veľmi dôležitá vlastnosť, pretože je to náš jas, ktorý reaguje na jas (svietivosť na jednotku plochy), a nie na svietivosť per se.

Svietivosť sa meria v kandelách, resp. V jasoch - v kandelách na meter štvorcový. Jedna kandela na meter štvorcový je taká jasnosť, že má svetelná rovina, ktorá vyžaruje svetlo z každého štvorcového metra silou 1 kandela (Cd) v smere kolmom na túto rovinu. Tu sú napríklad približné jasy niektorých bežných svetelných zdrojov:

Pri pôsobení na naše oči môžu byť zdroje svetla nebezpečné. Ak je jas vyšší ako 160 000 kandel na meter štvorcový, spôsobí to bolesť očí. Aby sa predišlo škodlivým účinkom jasného svetla, ľudstvo sa naučilo rôzne triky.

Žiarovky výkonných žiaroviek sú nepriehľadné a veľké, aby rozptyľovali svetlo, aby ho vyžarovali nie z malej oblasti vlákna, ale z veľkej plochy žiarovky alebo tienidla. Jas sa tak redukuje na bezpečie pre oči a osvetlenie zostáva takmer úplne nezmenené.

Ak hovoríme o odrazných plochách, ako sú maľované steny, premietacie plátna, ozdobné výrobky atď., Majú rozptylové odrazné vlastnosti vzhľadom na zdroj svetla. To znamená, že čiastočne odrážajú svetelný dopad na ne a teraz sami pôsobia ako svetelné zdroje stredného jasu, ale veľkej oblasti.

Hrá to do našich rúk, pretože štandardné svetelné zdroje (lampa, lampa, sviečka, luster, lampa) majú výrazný jas, ale malú plochu povrchu. Medzitým bude mať osvetlený povrch úmernosť k jeho jasu vystavenie svetlu E, pretože čím väčší svetelný tok na odrazovej ploche klesá, tým vyššia bude jeho jas.

A jas tohto povrchu bude úmerný jeho albedo r (od lat. Albus - white) - charakteristika difúznej odraznosti povrchu. Čím väčšie je albedo r, to znamená, že väčšia časť dopadajúceho svetelného toku rozptýlená po povrchu, tým väčšia je jas tohto povrchu.

Jas osvetlenej plochy je teda úmerný súčinu albeda a osvetlenia av rôznych smeroch bude jas rozdielny - v závislosti od vzoru rozptylu osvetlenej plochy.

Ak povrch rovnomerne rozptyľuje dopadajúce svetlo, potom sa jas v ľubovoľnom smere vypočíta jednoducho. Ak je rozptylový diagram zložitý, výpočet jasu sa zmení na pomerne komplikovanú úlohu.

Na rovnomerný rozptyl stačí použiť vzorec (osvetlenie - v luxoch, jas - kandely na meter štvorcový):

Predpokladajme, že existuje projekčné plátno s albedom 0,8 a osvetlenie je 60 luxov, potom bude jas 0,8 * 60 / 3,14 = 15,3 kandela na meter štvorcový. Tu sú príklady veľmi bežných povrchov a ich jasu:

Pozri tiež s nami:

Typy elektrických žiaroviek - ktoré sú lepšie a aký je rozdiel

Svetelná účinnosť rôznych typov svietidiel

Ako si vybrať lampu LED podľa napájania