Aydınlatma formülü ışık akıdır. Işık akısı ve aydınlatma

Lambaların özelliklerini ve bireysel lamba türlerini incelemeye başlayan herkes, aydınlatma, ışık akısı ve ışık yoğunluğu gibi kavramlarla mutlaka karşılaşacaktır. Ne anlama geliyorlar ve birbirlerinden nasıl farklılar?

Bu miktarları basit, anlaşılır kelimelerle anlamaya çalışalım. Birbirleriyle ilişkileri, ölçü birimleri ve her şeyin özel aletler olmadan nasıl ölçülebildiği.

Işık akısı nedir

Eski güzel günlerde koridor, mutfak veya oturma odası için bir ampulün seçildiği ana parametre gücüydü. Hiç kimse bir mağazada bazı lümenler veya kandelalar hakkında soru sormayı düşünmedi.

Günümüzde LED'lerin ve diğer lamba türlerinin hızla gelişmesiyle birlikte, yeni kopyalar için mağazaya gitmek, yalnızca fiyatla değil aynı zamanda özellikleriyle ilgili de bir dizi soruyu beraberinde getiriyor. En önemli parametrelerden biri ışık akıdır.

Basit bir ifadeyle ışık akısı, bir lambanın ürettiği ışık miktarıdır.

Bununla birlikte, tek tek LED'lerin ışık akısını, monte edilmiş armatürlerin ışık akısı ile karıştırmayın. Önemli ölçüde farklılık gösterebilirler.

Işık akısının bir ışık kaynağının birçok özelliğinden sadece biri olduğu anlaşılmalıdır. Ayrıca değeri şunlara bağlıdır:

• kaynak gücünden

İşte LED lambalar için bu bağımlılığın bir tablosu:

Bunlar diğer akkor, floresan, DRL ve HPS lamba türleriyle karşılaştıran tablolardır:

Akkor ampulFloresan lamba Halojen DNA DRL

Ancak burada da nüanslar var. LED teknolojileri hala gelişiyor ve aynı güçteki ancak farklı üreticilere ait LED ampullerin tamamen farklı ışık akılarına sahip olması oldukça olası.

Sadece bazıları daha da ileri gitti ve bir watt'tan diğerlerinden daha fazla lümen çıkarmayı öğrendi.

Birisi tüm bu masaların ne için olduğunu soracak? Böylece satıcılar ve üreticiler tarafından aptalca kandırılmazsınız.

Kutunun üzerinde güzel bir şekilde yazılmış:

• güç 9W

• ışık çıkışı 1000lm

• akkor lambanın analogu 100W

İlk önce neye bakacaksınız? Bu doğru, daha tanıdık ve anlaşılır olana göre - akkor lamba analogunun göstergeleri.

Ancak bu güçle eskiden sahip olduğunuz ışığın yanına bile yaklaşamazsınız. LED'lere ve kusurlu teknolojilerine küfretmeye başlayacaksınız. Ancak sorunun vicdansız bir üretici ve onun ürünü olduğu ortaya çıkıyor.

• verimlilik konusunda

Yani, belirli bir kaynağın elektrik enerjisini ne kadar verimli bir şekilde ışığa dönüştürdüğü. Örneğin, normal bir akkor lambanın çıkışı 15 Lm/W'tır ve yüksek basınçlı bir sodyum lambasının çıkışı 150 Lm/W'dir.

Bunun basit bir ampulden 10 kat daha verimli bir kaynak olduğu ortaya çıktı. Aynı güçle 10 kat daha fazla ışığa sahip olursunuz!

Işık akısı Lümen - Lm cinsinden ölçülür.

1 Lümen nedir? Gün içerisinde normal ışıkta gözlerimiz en çok yeşil renge duyarlıdır. Örneğin, aynı mavi ve yeşil gücüne sahip iki lamba alırsanız, o zaman hepimiz için yeşil olan daha parlak görünecektir.

Yeşil dalga boyu 555 Nm'dir. Bu tür radyasyona monokromatik denir çünkü çok dar bir aralık içerir.

Elbette gerçekte yeşil diğer renklerle tamamlanıyor, böylece sonunda beyaz elde edilebiliyor.

Ancak insan gözünün hassasiyeti yeşile maksimum olduğu için lümenler ona bağlıydı.

Yani, bir lümenlik ışık akısı, 555 Nm dalga boyunda ışık yayan bir kaynağa tam olarak karşılık gelir. Bu durumda böyle bir kaynağın gücü 1/683 W'dur.

Neden tam olarak 1/683 ve iyi bir ölçü olarak 1 W değil? 1/683 W değeri tarihsel olarak ortaya çıkmıştır. Başlangıçta ana ışık kaynağı sıradan bir mumdu ve tüm yeni lambaların ve lambaların radyasyonu bir mumun ışığıyla karşılaştırıldı.

Şu anda 1/683 olan bu değer birçok uluslararası anlaşmayla yasallaştırılmış ve her yerde kabul görmüştür.

Neden ışık akısı gibi bir miktara ihtiyacımız var? Onun yardımıyla bir odanın aydınlatmasını kolayca hesaplayabilirsiniz.

Bu doğrudan kişinin görüşünü etkiler.

Aydınlatma ve ışık akısı arasındaki fark

Aynı zamanda birçok kişi Lümen ölçü birimini Lüks ile karıştırır. Aydınlatmanın lüks cinsinden ölçüldüğünü unutmayın.

Aralarındaki farkı nasıl net bir şekilde açıklayabilirsiniz? Basıncı ve kuvveti hayal edin. Sadece küçük bir iğne ve biraz kuvvetle tek noktada yüksek spesifik basınç oluşturulabilir.

Ayrıca zayıf bir ışık akısı yardımıyla yüzeyin tek bir bölgesinde yüksek aydınlatma oluşturmak mümkündür.

1 Lux, 1 Lümenin 1 m2 aydınlatılan alana düşmesidir.

Diyelim ki 1000 lm ışık akısı olan belirli bir lambanız var. Bu lambanın altında bir masa var.

Rahat çalışabilmeniz için bu masanın yüzeyinde belli bir düzeyde aydınlatma olması gerekir. Aydınlatma standartlarının birincil kaynağı SP 52.13330 uygulama kurallarının gereklilikleridir.

Tipik bir iş yeri için bu 350 Lux'tur. Hassas küçük işlerin yapıldığı bir yer için - 500 Lux.

Bu aydınlatma birçok parametreye bağlı olacaktır. Örneğin ışık kaynağına olan mesafeden.

Yakındaki yabancı nesnelerden. Masa beyaz bir duvarın yanında bulunuyorsa, karanlık olandan daha fazla süit olacaktır. Yansıma kesinlikle genel sonucu etkileyecektir.

Her türlü aydınlatma ölçülebilir. Özel lüks ölçüm cihazlarınız yoksa modern akıllı telefonlardaki programları kullanın.

Ancak hatalara önceden hazırlıklı olun. Ancak hazırlıksız bir ilk analiz yapmak için bir telefon gayet iyi iş görecektir.

Işık akısının hesaplanması

Herhangi bir ölçüm cihazı olmadan, lümen cinsinden yaklaşık ışık akısını nasıl bulabilirsiniz? Burada ışık çıkışı değerlerini ve bunların akışa orantılı bağımlılığını kullanabilirsiniz.

Işık miktarı hem enerji birimleri cinsinden tamamen fiziksel bir şekilde hem de bu ışık miktarının örneğin göz üzerindeki etkisiyle üretebileceği şu veya bu etkiyle tahmin edilebilir.

Gözün spektral duyarlılığını karakterize eden radyasyonun göreceli görünürlüğü, ışık miktarları ve birimlerinden oluşan bir sistemin temelini oluşturur. Radyasyonun göreceli görünürlüğü dikkate alınarak temel ışık kavramları oluşturulur.

Işık akısı

Spektrumun görünür bölgesi, ürettiği ışık hissiyle en uygun şekilde değerlendirilir. Işık akısı F, ürettiği ışık hissiyle değerlendirilen radyant enerjinin gücüdür:

burada: V bağıl görünürlüktür ve F tek renkli akıştır. Lümen (lm), uluslararası anlaşmalara uygun olarak ışık akısı birimi olarak benimsenmiştir. 2,046 K platin katılaşma sıcaklığında çıkış alanı 0,5305 mm2 olan tamamen siyah bir gövde tarafından yayılan ışık akısı, durum lümen standardı olarak benimsenmiştir.

Işığın gücü

Bir ışık kaynağının yaydığı ışık akısı genellikle uzayda eşit olmayan bir şekilde dağılır. Bu nedenle, bir ışık kaynağını yalnızca ışık akısının büyüklüğüyle daha tam olarak karakterize etmek yeterli değildir. Işık akısı yoğunluğunun uzaydaki dağılımını, yani ışık akısının çeşitli yönlerdeki ışık yoğunluğunu bilmek de gereklidir. Işık yoğunluğu I, ışık akısının belirli bir yöndeki uzaysal yoğunluğudur. Işığın yoğunluğu sayısal olarak ışık oranına eşittir

F akışının I = F/w yayıldığı w katı açısının değerine kadar. Işık şiddeti birimi yeni bir mumdur (daha önce kullanılan uluslararası mumun aksine yeni mum adı verilmiştir. 1 uluslararası mum = 1.005 yeni mum. Yeni GOST 7932-56'ya göre mum ana olarak kabul edilir. ışık birimi.)

Aydınlatma

Aydınlatma tesisatlarının kalitesini çalışma koşullarında ve diğer amaçlarla değerlendirebilmek için aydınlatma mühendisliğinde bir takım türetilmiş ışık miktarları kullanılmaktadır. Bunlardan biri, ışık akısının düştüğü yüzey üzerindeki dağılımını karakterize eden aydınlatmadır. Aydınlatma E, aydınlatılan yüzeydeki ışık akısının yoğunluğudur. Aydınlatma E, sayısal olarak ışık akısı F'nin üzerine düştüğü ve eşit olarak dağıldığı yüzey alanı S'ye oranına eşittir.

Aydınlatma birimi lükstür. Lux, ışık akısı yoğunluğunun 1 m2 başına 1 lm olduğu bir yüzeyin aydınlatılmasına eşittir.

Parlaklık

Parlaklık, gözle doğrudan algılanan tek ışık değeridir. Işık duyusunun düzeyi retinadaki aydınlatma miktarına göre belirlenir.

Parlaklık sayısal olarak, S yüzeyinin bu kısmı tarafından belirli bir yönde yaydığım ışık yoğunluğunun, bu yöne dik bir düzlem üzerindeki S projeksiyon alanına oranına eşittir.

Aydınlık yüzeyin belirli bir yöne dik bir düzlem üzerine projeksiyonunun 1 m2 başına 1 muma sayısal olarak eşit olan parlaklık birimi, bir nit (nit) olarak alınır.

Işık ölçümleri

Fotometrik ölçümler genellikle objektif (gözün doğrudan katılımı olmadan ışık miktarını ölçen aletler kullanılarak) ve ölçümlerin doğrudan gözle yapıldığı subjektif veya görsel olarak ikiye ayrılır. Son on yılda objektif fotometreler yaygınlaştı ve neredeyse görsel cihazların yerini aldı. En yaygın cihazlar, bir fotosel ve kapalı devreye bağlanan bir ölçüm cihazından oluşan cihazlardır. Fotosel üzerine düşen ışık, devrede bir fotoelektromotor kuvvetin ortaya çıkmasına neden olur ve bunun sonucunda bir elektrik akımının varlığı, gelen ışığın miktarı ne kadar güçlü olursa o kadar fazla olur. Fotosele bağlanan ölçüm cihazının ölçeği kalibre edilir.

Görsel fotometri prensibi tamamen farklıdır. Cihazın görüş alanında iki temas yüzeyi görülebilmektedir; Birinin parlaklığı ölçülen ışık miktarıyla orantılı olup, karşılaştırmaya yarayan diğerinin bilinen parlaklığı ise özel bir ışık kaynağı tarafından yaratılmaktadır. Tüm görsel ışık ölçümleri iki parlaklık denklemine dayanmaktadır. Ölçümü yapan kişi, görüşünü kullanarak, ölçülen bilinmeyen ışıkla aydınlatılan yüzeyin parlaklığını, bilinen ışıkla aydınlatılan yüzeyin parlaklığına eşit hale getirmelidir.

Şu anda Vibratör fabrikası yeni bir objektif lüks ölçer - Yu-16 (1956) üretiyor. Sayaç skalalarında aydınlatmanın doğrudan okunmasını sağlayan portatif, portatif bir cihazdır.

Yu-16 lüks ölçerin bir düzeltme filtresi yoktur, bu nedenle floresan lambaların aydınlatmasını ölçerken aşağıdaki düzeltme faktörlerini kullanmanız gerekir: floresan lambalar için DS - 0,9, beyaz ışık lambaları için BS - 1.1. Doğal ışığı ölçerken düzeltme faktörü yaklaşık 0,8'dir.

İçerik:

Herkes periyodik olarak bir tür aydınlatma ekipmanı satın alır. Tüm lambalarda, ışık akısı da dahil olmak üzere ürünün teknik özelliklerini gösteren yazılar bulunur. Bu fiziksel miktar, aydınlatma mühendisliğinde radyasyonun belirli bir yönde aktardığı gücü belirlemek için kullanılır. Işık akısı kullanılarak devlet standartlarına göre belirlenen binaların aydınlatması hesaplanır. Bu hesaplamaların yapılmasıyla görüşün korunması ve yetersiz aydınlatmanın olumsuz sonuçlarının önlenmesi amaçlanmaktadır. Belirli bir tesis için özel göstergeler inşaat kuralları ve sıhhi standartlar ile belirlenir.

Işık yoğunluğu ana göstergedir

Işık yoğunluğu, belirli bir optik aralıktaki herhangi bir yayıcının temel özelliklerinden birini ifade eder. Geleneksel katı açıyla sınırlanan belirli yönlerde tam olarak ne kadar gücün aktarıldığını belirler. Bu nedenle grafiksel bir görüntüde ışık şiddeti konfigürasyonu düz bir çizgi olarak görünmeyecektir.

Katı açının tepe noktası kürenin merkezinde bulunur. Bu açının ölçü birimi steradyandır. Bunu hesaplamak için hayali bir topun alanını yarıçapın karesiyle ilişkilendirmeniz gerekir. Bu nedenle steradyan katı açının kendisi gibi boyutsuz bir niceliktir. Tanıma göre bir kürenin alanı 12,56 steradyan veya 4 Pi'ye uyar.

Katı açı üç boyutludur ve tepe noktası hayali bir topun merkezinde bulunan bir koniye benzer. Bununla birlikte, tabanı bir düzlem olarak kabul edilemez, bu nedenle katı bir açı ile bir koninin karşılaştırılması tamamen doğru olmayacaktır. Kürenin yan yüzey tarafından kesilen kısmı taban olarak kabul edilir. Ancak pratik hesaplamalarda ışık yoğunluğunun son derece nadiren kullanıldığı unutulmamalıdır. Bunun yerine, değeri tüm aydınlatma cihazları etiketlerine uygulanan ışık akısı gibi ayrılmaz bir parametreyi kullanmaya başladılar.

Işık akısının fiziksel özellikleri

Işık akısının fiziksel miktarı, katı açıdan bağımsız olarak herhangi bir yüzeye gelen güç miktarını gösterir. Farklı güç tüketiminde farklı parlaklıkları karşılaştırırken kastedilen ışık akıdır. Örneğin 9 watt tüketen bir LED, 60 watt gücündeki geleneksel akkor ampulden daha parlak parlar.

Işık akısı için ölçüm birimi, bir steradyan katı açı içinde yer alan izotropik bir ışık kaynağı tarafından yayılan güce eşit olan lümendir. Farklı ışık kaynakları türleri göz önüne alındığında, bir LED lambanın izotropik bir yayıcı olarak kabul edilemeyeceğine dikkat edilmelidir. Bu gerçek, dağılım açısının 240° olduğu ürün etiketiyle dolaylı olarak belirtilmektedir. Bu açı, kürenin bir kısmını sınırlayan koşullu bir koniye karşılık gelir.

Işık akısı cihazın bulunduğu düzleme bağlı olarak dağılabilir. Abajur sınırları içerisinde ışık akısını değişmeden yönlendirerek belli bir etkiye sahiptir. Diğer yönlerde saçılma açısının geri kalanı, camın etkisi dikkate alınarak eşit şekilde yayılır. Işık akısı kullanılarak çeşitli yüzeylerin yansıtıcı özellikleri değerlendirilir. Örneğin, beyaz boyalı nesnelerden yansıdığında değeri, koyu renkli yüzeylerden önemli ölçüde daha yüksektir.

Işık akısı ve aydınlatma

Saf haliyle ışık akısı kavramı, optik aralıktaki bir kaynak tarafından yayılan toplam güce karşılık gelir. Ancak pratikte odanın yüzeyleri arasındaki güç dağılımı eşit değildir. Bu bağlamda çeşitli standart, norm ve gerekliliklerin kullanıldığı aydınlatma kavramı tanıtıldı.

Bu değeri ölçmek için ışık akısının dağıldığı alana oranı olan lüks kullanılır. Aydınlatmanın teorik yorumu, bu kavramın pratik faaliyetlerde kullanılmasından farklı olarak genellikle sorun yaratmaz. Ana zorluklar, ışık akısı ve saçılma açısı hesaplanırken ortak kullanımın zorluğuyla ilişkilidir.

En doğru sonuçların alınabilmesi için aydınlatma hesaplamalarının belirli kurallara göre yapılması gerekmektedir. Örneğin iç mekan aydınlatması günün belirli saatlerinde farklı olacaktır. Bu nedenle ışık akısı ve aydınlatmanın zamanlarına göre parçalara ayrılması gerekir. Ayrıca kurulan aydınlatma cihazının tasarımı da dikkate alınmalıdır. Örneğin, mat bir abajur, aydınlatma kaybına katkıda bulunur ve bir el fenerinin reflektörü, aksine, artan ışık akışını doğru yöne yönlendirir. Bu nedenle, ışık akısı miktarı büyük ölçüde odaya monte edilen aydınlatma armatürlerine bağlıdır.

>>Aydınlık

• Karanlık bir odaya girdiğinizde nasıl hissettiğinizi hatırlayın. Etrafınızda hiçbir şey göremediğiniz için biraz tedirgin oluyorsunuz... Ama el fenerini açtığınızda yakındaki nesneler açıkça görülüyor. Daha uzakta bir yerde bulunanlar, konturlarıyla zar zor ayırt edilebiliyor. Bu gibi durumlarda nesnelerin farklı şekilde aydınlatıldığını söylüyorlar. Aydınlatmanın ne olduğunu ve neye bağlı olduğunu öğrenelim.

1. Aydınlatmayı belirleyin

Herhangi bir ışık kaynağından bir ışık akısı yayılır. Belirli bir cismin yüzeyine düşen ışık akısı ne kadar büyük olursa, o kadar iyi görünür.

• Bir birim aydınlatılmış yüzey üzerine düşen ışık akısı sayısal olarak eşit olan fiziksel niceliğe aydınlatma denir.

Aydınlatma E sembolü ile gösterilir ve aşağıdaki formülle belirlenir:

burada F ışık akıdır; S, ışık akısının düştüğü yüzey alanıdır.

SI'da aydınlatma birimi lüks (lx) (Latince Iux - ışıktan) olarak alınır.

Bir lüks, metrekare başına bir lümene eşit bir ışık akısının düştüğü böyle bir yüzeyin aydınlatılmasıdır:

İşte bazı yüzey değerleri (yere yakın).

Aydınlatma E:

Öğlen güneş ışığı (orta enlemlerde) - 100.000 lüks;
bulutlu bir günde açık bir yerde güneş ışığı - 1000 lüks;
aydınlık bir odada güneş ışığı (pencerenin yanında) - 100 lüks;
dış mekanda yapay aydınlatma altında - 4 lükse kadar;
dolunaydan - 0,2 lüks;
aysız bir gecede yıldızlı gökyüzünden - 0,0003 lüks.

2. Aydınlatmanın neye bağlı olduğunu öğrenin

Muhtemelen hepiniz casus filmleri izlemişsinizdir. Hayal edin: Bir kahraman, zayıf bir el fenerinin ışığında, gerekli "gizli verileri" bulmak için belgeleri dikkatlice inceliyor. Genel olarak gözlerinizi yormadan okumak için en az 30 lüks bir aydınlatmaya ihtiyacınız vardır (Şekil 3.9) ve bu çok fazla. Peki kahramanımız böyle bir aydınlanmaya nasıl ulaşıyor?

Öncelikle el fenerini, görüntülemekte olduğu belgeye mümkün olduğu kadar yakın tutar. Bu, aydınlatmanın aydınlatılan nesneye olan mesafeye bağlı olduğu anlamına gelir.

İkincisi, el fenerini belgenin yüzeyine dik olarak konumlandırır; bu, aydınlatmanın, ışığın yüzeye çarptığı açıya bağlı olduğu anlamına gelir.

Pirinç. 3.10. Işık kaynağına olan mesafe artarsa ​​aydınlatılan yüzeyin alanı artar

Ve sonuçta, daha iyi aydınlatma için daha güçlü bir el feneri alabilir, çünkü kaynağın ışık yoğunluğu arttıkça aydınlatmanın da arttığı açıktır.

Bir nokta ışık kaynağından aydınlatılan yüzeye olan mesafe arttığında aydınlatmanın nasıl değiştiğini öğrenelim. Örneğin, bir nokta kaynaktan gelen bir ışık akısı, kaynaktan belirli bir mesafede bulunan bir ekrana düşsün. Mesafeyi iki katına çıkarırsanız aynı ışık akısının 4 kat daha büyük bir alanı aydınlatacağını fark edeceksiniz. Çünkü bu durumda aydınlatma 4 kat azalacaktır. Mesafeyi 3 kat artırırsanız aydınlatma 9 - 3 2 kat azalacaktır. Yani aydınlatma, nokta ışık kaynağından yüzeye olan mesafenin karesiyle ters orantılıdır (Şekil 3 10).

Bir ışık demeti yüzeye dik olarak düşerse, ışık akısı minimum bir alana dağıtılır. Işığın geliş açısı artarsa ​​ışık akısının düştüğü alan artar, dolayısıyla aydınlatma azalır (Şekil 3.11). Işık kaynağının şiddeti arttıkça aydınlığın da arttığını söylemiştik. Aydınlatmanın kaynağın ışık yoğunluğuyla doğru orantılı olduğu deneysel olarak tespit edilmiştir.

(Havada toz, sis, duman parçacıkları varsa ışık enerjisinin bir kısmını yansıtıp saçtıkları için aydınlatma azalır.)

Yüzey, bir nokta kaynağından gelen ışığın yayılma yönüne dik olarak yerleştirilmişse ve ışık temiz havada yayılıyorsa, aydınlatma aşağıdaki formülle belirlenebilir:

burada I kaynağın ışık şiddeti, R ise ışık kaynağından yüzeye olan mesafedir.

Pirinç. 3.11 Yüzeye paralel ışınların geliş açısının artması durumunda (a 1< а 2 < а 3) освещенность этой поверхности уменьшается, поскольку падающий световой поток распределя­ется по все большей площади поверхности

3. Sorunları çözmeyi öğrenmek

Masa, masanın hemen üzerinde 1,2 m yükseklikte bulunan bir lamba ile aydınlatılmaktadır. Lambanın toplam ışık akısı 750 lm ise, lambanın hemen altındaki masanın aydınlatmasını belirleyin. Bir lambayı nokta ışık kaynağı olarak düşünün.

• Özetleyelim

Bir birim aydınlatılmış yüzey S üzerine gelen ışık akısı F'ye sayısal olarak eşit bir fiziksel miktara aydınlatma denir. SI'da aydınlatma birimi olarak lüks (lx) alınır.

E yüzeyinin aydınlatılması aşağıdakilere bağlıdır: a) aydınlatılan yüzeye olan mesafe R'ye b) ışığın yüzeye düşme açısına (geliş açısı ne kadar küçük olursa, aydınlatma o kadar büyük olur); c) kaynağın ışık yoğunluğu I (E - I); d) kaynaktan yüzeye geçerek ışığın yayıldığı ortamın şeffaflığı.

• Güvenlik soruları

1. Aydınlatmaya ne denir? Hangi birimlerde ölçülür?
2. Aydınlık bir odada gözlerinizi yormadan okumak mümkün mü? açık havada yapay ışık altında mı? dolunayın altında mı?

3. Belirli bir yüzeyin aydınlatmasını nasıl artırabilirsiniz?

4. Noktasal ışık kaynağından yüzeye olan mesafe 2 kat artırıldı. Yüzeyin aydınlatması nasıl değişti?

5. Bir yüzeyin aydınlatılması, o yüzeyi aydınlatan ışık kaynağının şiddetine bağlı mıdır? Eğer bağlıysa, o zaman nasıl?

• Egzersizler

1. Öğle saatlerinde yatay yüzeylerin aydınlatması neden sabah ve akşama göre daha fazladır?

2. Çeşitli kaynaklardan gelen aydınlatmanın, bu kaynakların her birinden ayrı ayrı gelen aydınlatmaların toplamına eşit olduğu bilinmektedir. Bu kuralın pratikte nasıl uygulandığına dair örnekler verin.

3. Yedinci sınıf öğrencileri “Aydınlatma” konusunu inceledikten sonra işyerlerinin aydınlatmasını artırmaya karar verdiler:

Petya masa lambasındaki ampulü daha güçlü bir ampulle değiştirdi;
- Natasha başka bir masa lambası koydu;
- Anton masasının üzerinde asılı olan avizeyi daha yükseğe kaldırdı;
- Yuri masa lambasını, ışık masaya neredeyse dik olarak düşmeye başlayacak şekilde konumlandırdı.

Hangi öğrenciler doğru olanı yaptı? Cevabınızı gerekçelendirin.

4. Açık bir öğle vaktinde Dünya yüzeyinin doğrudan güneş ışığı ile aydınlatılması 100.000 lükstür. 100 cm2'lik bir alan üzerindeki ışık akısı olayını belirleyin.

5. 2 m uzaklıkta bulunan 60 W'lık bir elektrik ampulünün aydınlatmasını belirleyiniz. Bu aydınlatma kitap okumak için yeterli midir?

6. Yan yana yerleştirilen iki ampul ekranı aydınlatır. Ampullerin ekrana olan mesafesi m'dir. Bir ampul kapatılmıştır. Aydınlatmasının değişmemesi için ekranı ne kadar yaklaştırmanız gerekiyor?

• Deneysel görev

Işığın yoğunluğunu ölçmek için fotometre adı verilen aletler kullanılır. Bir fotometrenin basit bir analogunu yapın. Bunu yapmak için beyaz bir sayfa (ekran) alın ve üzerine yağlı bir leke (örneğin yağ) koyun. Levhayı dikey olarak sabitleyin ve her iki taraftan farklı ışık kaynaklarıyla (S 1, S 2) aydınlatın (şekle bakın). (Kaynaklardan gelen ışık, sayfanın yüzeyine dik olarak düşmelidir.) Nokta neredeyse görünmez hale gelinceye kadar kaynaklardan birini yavaşça hareket ettirin. Bu, bir taraftaki ve diğer taraftaki noktanın aydınlatması aynı olduğunda gerçekleşecektir. Yani E 1 = E 2.

O zamandan beri . Birinci kaynaktan ekrana (R 1) olan mesafeyi ve ikinci kaynaktan ekrana (R 2) olan mesafeyi ölçün.

Birinci kaynağın ışık yoğunluğunun ikinci kaynağın ışık yoğunluğundan kaç kat farklı olduğunu karşılaştırın: .

• Ukrayna'da fizik ve teknoloji

Araştırma ve üretim kompleksi "Fotopribor" (Cherkassy) İşletmenin faaliyet kapsamı, çeşitli amaçlara yönelik hassas mekanik, optoelektronik ve optomekanik cihazların, tıbbi ve adli tıp ekipmanlarının, ev eşyalarının, temsili sınıf ofis saatlerinin geliştirilmesi ve üretilmesidir. HBK Fotopribor, çeşitli topçu tesisleri için periskop nişangahları, jiroskoplar, jiroskoplar, helikopterler için optik-elektronik ekipmanlar, zırhlı araçlar ve ayrıca çeşitli amaçlara yönelik çok çeşitli optik ekipman ve aletler geliştirmekte ve üretmektedir.

Fizik. 7. sınıf: Ders Kitabı / F. Ya Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X .: "Ranok" yayınevi, 2007. - 192 s.: hasta.

Ders içeriği ders notları ve destekleyici çerçeve ders sunumu interaktif teknolojiler hızlandırıcı öğretim yöntemleri Pratik testler, çevrimiçi görevlerin test edilmesi ve alıştırmalar ev ödevleri atölye çalışmaları ve eğitimler sınıf tartışmaları için sorular İllüstrasyonlar video ve işitsel materyaller fotoğraflar, resimler, grafikler, tablolar, diyagramlar, çizgi romanlar, benzetmeler, sözler, bulmacalar, anekdotlar, şakalar, alıntılar Eklentiler özetler merak edilen makaleler için ipuçları (MAN) literatür temel ve ek terimler sözlüğü Ders kitaplarının ve derslerin iyileştirilmesi ders kitabındaki hataları düzeltmek, eski bilgileri yenileriyle değiştirmek Sadece öğretmenler için takvim planları eğitim programları metodolojik öneriler

Her birimiz, farklı kaynaklardan ve farklı koşullarda gelen ışığın önemli ölçüde farklılık gösterebileceğini biliyoruz.

: "Güçlü" veya "zayıf" olabilir. Yıldızlı bir gecede ayaklarımızı nereye koyduğumuzu görebiliriz ama kitap okuyamayız. Yaz aylarında gün ortasında ışık o kadar güçlü olabilir ki gözleriniz çabuk yorulur, hatta acır. Ancak çoğu durumda yalnızca ışık kaynaklarının özelliklerini değil, onlara olan mesafeyi ve diğer faktörleri de hesaba katmak gerekir: Gece geç saatlerde tek bir sokak lambasının altında durarak okuyabileceksiniz, ancak eğer lambadan en az birkaç adım uzakta yapamazsınız.
"Işık miktarını" ölçmenin yollarını araştıran fizik dalına fotometri denir. Gözlemlediğimiz ışık kaynaklarının (Güneş ve sokak lambası, bir spot ışığı ve bir ateş böceği) ışık radyasyonlarının enerjileri büyük ölçüde farklılık gösterir. Yalnızca noktasal ışık kaynaklarını dikkate alacağız: kendi boyutlarının ihmal edilebilmesi için bizden oldukça uzakta tutulanlar. Ayrıca nokta kaynağının ışığı her yöne eşit şekilde yayması gerekir (örneğin, bir spot ışığı veya lazer işaretleyici dikkate alınamaz). çok uzak bir mesafeden gözlemlendiğinde bile noktasal bir ışık kaynağıdır).
Nokta kaynak, ışığı her yöne eşit şekilde yayan, boyutları ihmal edilebilecek bir kaynaktır.
Noktasal ışık kaynaklarına hangi örnekleri verebilirsiniz?

Noktasal ışık kaynağının neredeyse ideal bir örneği yıldızlardır. Bir ışık kaynağının temel özelliği, ışık şiddeti olarak adlandırılan yoğunluktur. Bu fiziksel miktar I ile gösterilir, ışık şiddetinin birimi kandeladır (cd).
Bir ışık kaynağının özelliği, kandela (cd) cinsinden ölçülen ışık yoğunluğudur (I).
Kandel'in tam tanımını vermeyeceğiz, size çok karmaşık geliyor. 1 cd'nin yaklaşık olarak bir mumun ışık yoğunluğuna karşılık geldiğini söylemek yeterlidir ("candela", "mum" anlamına gelir). Elektrikli akkor lambalar çoğunlukla yaklaşık 100 cd'lik bir ışık yoğunluğuna sahiptir; bir spot ışığı onbinlerce kandela ve hatta bazen milyonlarca kandela üretir.
Kaynaktan gelen ışığın tamamının örneğin okuduğumuz kitabın sayfasına ulaşmadığını dikkate almak gerekir. Ve bizim için bu kesinlikle en önemli şey! Belirli bir yüzeyin ne kadar aydınlatıldığını karakterize etmek için aydınlatma gibi fiziksel bir nicelik eklenir. E olarak adlandırılır ve lüks (lx) cinsinden ölçülür. Bu değer birim yüzey alanına ne kadar ışığın girdiğini gösterir.
Aydınlık (E), birim yüzey alanına ne kadar ışık düştüğünü gösterir. Aydınlatma lüks (lx) cinsinden ölçülür.

Aydınlatmayı ölçmek için özel cihazlar (lüks metreler) vardır. Bir yüzeyin (kitap sayfası, yol, öğrenci sırası) aydınlatılması neye bağlıdır? Işığın tek nokta ışık kaynağından yayıldığını varsayacağız. O halde öncelikle kaynağın ışık yoğunluğunu dikkate almanız gerekir. İki katına çıkarsa, bu aynı türden başka bir kaynağın eklenmesiyle aynıdır. Böylece aydınlatma da iki katına çıkacaktır; bu, kaynağın ışık yoğunluğuyla doğru orantılıdır. Bu kaynağa olan mesafeyi de hesaba katmalıyız. Örneğin bu mesafe iki katına çıkarılırsa, alanı 22 = 4 kat artan bir yüzeye aynı ışık enerjisi dağıtılacaktır (buna karşılık gelen şekil ders kitabında yer almaktadır). Yani yüzeyin aydınlığı 22 = 4 kat azalacaktır. Işık kaynağına olan mesafe 3 katına çıkarsa aydınlatma 32 = 9 kat azalacaktır. Bu nedenle aydınlatma, ışık kaynağına olan uzaklığın karesiyle ters orantılıdır.
Bir yüzeyin aydınlatılması, kaynağın ışık şiddeti ile doğru orantılı, ışık kaynağına olan uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.
Yani aydınlatma formülünün payı ışık şiddetini içermeli, payda ise yüzeyden ışık kaynağına olan mesafenin karesi olmalıdır.
Aydınlatma başka neye bağlıdır? Karanlık bir odada tek bir masa lambasını açmayı deneyin ve ondan belirli bir mesafe uzaklaşarak bir kağıdı farklı açılardan ışık ışınlarına doğru çevirin.
Optik yasalarını göstermek için bir cihazın kullanıldığı gösteri.
Işık ışınlarının geliş açısı sıfır olduğunda levhanın daha güçlü aydınlatıldığını fark etmek kolaydır. Hesaplama problemlerini çözerken böyle bir durumu ele alacağız. Işık şiddeti ve aydınlık birimleri, ışığın geliş açısı sıfır olduğunda, aydınlık formülünde ek katsayılar olmayacak şekilde tutarlıdır.
Işık bir yüzeye dik olarak geldiğinde.
Tekrar hatırlatalım: Aydınlatma lüks, ışık şiddeti kandela, mesafe ise metre cinsinden ölçülür. Fotometri yasaları, bildiğimiz birçok olguyu açıklamayı mümkün kılar. Örneğin Güneş'e yakın gezegenlerin yüzey sıcaklığının neden yüksek, uzak gezegenlerin ise neden çok düşük olduğunu anlamak kolaydır. Ancak konu ana vatanımız olan Dünya'ya gelince, mevsimlerin değişimiyle ilgili sıklıkla yanlış bir açıklama duyarız. Kışın Dünya'nın Güneş'ten yaz aylarına göre daha uzakta olduğunu söylüyorlar. Ancak Ukrayna'da soğuk bir kış varken, Avustralya'da sıcak bir yaz var! Avustralya gerçekten Güneş'e bu kadar yakın mı? Tabii ki değil. Doğru açıklama farklıdır: Kışın güneş ışınları öğlen bile yukarıdan düşmez, dikey olarak oldukça geniş bir açıyla düşer. Bu geliş açısında "parlıyorlar ama ısınmıyorlar."
Kendi görüşünüzü korumak için fotometri yasalarını dikkate almak önemlidir. Belli aydınlatma standartları var; okuduğunuz sayfanın aydınlatması en az 100 lüks olmalı. Ancak lambaların türü, duvarların rengi vb. de önemlidir. Güçlü doğrudan ışığa ve bitişik yüzeyler arasında çok keskin kontrastlara maruz kalmaktan kaçının.