Свет в чем измеряется. В чем измеряется свет: основные единицы и приборы для измерения освещенности

alexxlabРазное
Как измеряется яркость и интенсивность света. Какие единицы используются для измерения светового потока и освещенности. Какие приборы применяются для измерения характеристик освещения.

Содержание

Основные характеристики и единицы измерения света

Свет является электромагнитным излучением, воспринимаемым человеческим глазом. Для количественного описания света используется ряд физических величин и единиц измерения:

  • Световой поток — измеряется в люменах (лм)
  • Сила света — измеряется в канделах (кд)
  • Освещенность — измеряется в люксах (лк)
  • Яркость — измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м²)
  • Светимость — измеряется в люменах на квадратный метр (лм/м²)

Как измеряется яркость источников света?

Яркость является одной из ключевых характеристик источников света. Она определяет, насколько интенсивным воспринимается свет человеческим глазом.

Единица измерения яркости в Международной системе единиц (СИ) — кандела на квадратный метр (кд/м²). Эта единица показывает, какую силу света излучает 1 м² светящейся поверхности в перпендикулярном направлении.


Для измерения яркости используются специальные приборы — яркомеры. Они позволяют быстро определить яркость любых источников света или освещенных поверхностей.

Что такое световой поток и как он измеряется?

Световой поток — это количество световой энергии, излучаемой источником света за единицу времени. Он характеризует мощность светового излучения.

Единица измерения светового потока — люмен (лм). Один люмен равен световому потоку, излучаемому точечным источником света силой 1 кандела в телесном угле 1 стерадиан.

Световой поток является важной характеристикой ламп и светильников. Чем больше световой поток, тем ярче и мощнее источник света.

Как измеряется освещенность поверхностей?

Освещенность — это световой поток, падающий на единицу площади освещаемой поверхности. Она характеризует, насколько хорошо освещен тот или иной объект или участок.

Единица измерения освещенности в СИ — люкс (лк). Один люкс равен освещенности поверхности площадью 1 м², на которую падает равномерно распределенный световой поток в 1 люмен.


Для измерения освещенности применяются люксметры. С их помощью можно быстро определить уровень освещенности в любой точке помещения или на открытом пространстве.

Какие приборы используются для измерения света?

Для измерения различных характеристик света применяются следующие основные приборы:

  • Люксметры — измеряют освещенность в люксах
  • Яркомеры — измеряют яркость в кд/м²
  • Фотометры — измеряют силу света в канделах
  • Колориметры — определяют цветовые характеристики света
  • Спектрофотометры — измеряют спектральный состав излучения

Эти приборы позволяют получить точные количественные данные об основных параметрах освещения и источников света. Они широко применяются как в научных исследованиях, так и для практических измерений в различных отраслях.

Нормы освещенности для различных помещений

Для комфортного пребывания и работы людей установлены нормативы минимальной освещенности различных помещений:

  • Жилые комнаты — 150-300 лк
  • Кухня — 150-200 лк
  • Офисные помещения — 300-500 лк
  • Учебные классы — 300-500 лк
  • Производственные цеха — 200-750 лк
  • Коридоры, лестницы — 50-100 лк

Соблюдение этих норм позволяет создать комфортные условия освещения, снизить утомляемость глаз и повысить производительность труда.


Как правильно выбрать освещение для дома?

При выборе освещения для жилых помещений следует учитывать несколько важных факторов:

  1. Назначение помещения (гостиная, спальня, кухня и т.д.)
  2. Размер и геометрия комнаты
  3. Цветовая температура света (теплый, нейтральный, холодный)
  4. Индекс цветопередачи источников света
  5. Тип и расположение светильников
  6. Возможность регулировки яркости

Правильно подобранное освещение создает уютную атмосферу, подчеркивает интерьер и позволяет комфортно выполнять различные задачи в каждой комнате.

Влияние освещения на здоровье и работоспособность

Качество освещения оказывает значительное влияние на самочувствие, настроение и работоспособность человека:

  • Недостаточное освещение вызывает повышенную утомляемость глаз
  • Слишком яркий свет может вызывать дискомфорт и головные боли
  • Неправильный спектральный состав света нарушает циркадные ритмы
  • Мерцание источников света негативно влияет на нервную систему

Поэтому важно обеспечивать достаточный уровень освещенности и правильно подбирать источники света для каждого помещения. Это позволит создать комфортную световую среду и поддержать здоровье.



Термины и определения

Подробности
Категория: Информация RU


Основные термины и определения: *

СВЕТ, электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (4,01014-7,51014 Гц). Длина волн от 760 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый). В широком смысле — то же, что и оптическое излучение.

СВЕТОВАЯ ВОЛНА, электромагнитная волна видимого диапазона длин волн. Частота световой волны (или набор частот) определяет «цвет». Энергия, переносимая световой волной, пропорциональна квадрату ее амплитуды.

ОСВЕЩЕНИЕ, создание освещенности поверхностей предметов, обеспечивающее возможность зрительного восприятия этих предметов или их регистрации светочувствительными веществами или устройствами.

ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (видение), дающее около 90% информации, получа-емой человеком от окружающего его предметного мира.

СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, величины, характеризующие процессы излучения и распространения света, которые могут быть оценены по зрительному ощущению: световой поток, светимость, освещенность , сила света, яркость.

СВЕТОВОЙ ПОТОК, мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению или по ее действию на селективный приемник света. В СИ измеряется в люменах (лм).

ЛЮМЕН (от лат . lumen — свет), единица светового потока; обозначается лм. 1 лм — световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср при силе света 1 кандела .

ТЕЛЕСНЫЙ УГОЛ, часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью. Ед. измерения телесного угла называют стерадианом .

СТЕРАДИАН (от греч . stereos — телесный, пространственный и радиан), телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равновеликую площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. ср. Полная сфера образует телесный угол, равный 4 ср. Стерадиан имеет лишь теоретическое и расчетное значение. Например, телесному углу в 1стер соответствует плоский угол между образующими конуса в 65°32′.

СВЕТИМОСТЬ, величина полного светового потока, испускаемого единицей поверхности источника света. В СИ измеряется в лм/м2 .

ОСВЕЩЕННОСТЬ, величина светового потока, падающего на единицу поверхности, измеряется в люксах .

ЛЮКС (от лат . lux — свет), единица освещенности СИ; обозначается лк. 1 лк — освещенности поверхности пл. 1 м2 при падающем на нее световом потоке, равном 1 лм.

ЛЮКСМЕТР (от лат . lux — свет и …метр), прибор для измерения освещенности, один из видов фотометров. Простейший люксметр состоит из фотоэлемента и микроамперметра, проградуированного в люксах.

СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ — кандела (кд).

КАНДЕЛА (от лат . candela — свеча), единица силы света (светового потока на единицу телесного угла).Кд — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

ЯРКОСТЬ, характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. В системе СИ измеряется в канделах на м2 .

СВЕТОВАЯ ОТДАЧА источника света, световой поток, получаемый на единицу затраченной мощности. В СИ измеряется в лм/Вт.

СВЕТЛОТА, безразмерная величина, используемая для количественной оценки различия между зрительными (световыми) ощущениями, вызываемыми 2 смежными одноцветными поверхностями.

СВЕТОТЕХНИКА, область науки и техники, предмет которой — исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения, измерения характеристик оптического излучения(света) и преобразования энергии света в др. виды энергии. С . охватывает также вопросы конструкторской и технологические разработки источников света ( ИС ), осветительных, облучающих и светосигнальных приборов и устройств, систем управления ИС , вопросы нормирования, проектирования, устройства и эксплуатации светотехнических установок.

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (от лат . lumen,) свечение веществ при данной температуре и возбужденное какими-либо источниками энергии. Возникает под действием света, электрического поля, радиоактивного и рентгеновского излучений при химических реакциях, при механических воздействиях.

ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, источник света с излучателем в виде проволоки (нити или спирали) из тугоплавкого металла (обычно W), накаливаемой электрическим током до температуры 2500-3300 К. Световая отдача лампы накаливания 10-35 лм/Вт; срок службы от 5 до 1000ч. Изобретена в 1872 А. Н. Лодыгиным, усовершенствована Т. А. Эдисоном в 1879.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА, газоразрядный источник света низкого давления, световой поток которого определяется в, основном, свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Световая отдача до 85 лм/Вт, срок службы до 10-15 тыс. ч. Применяются ЛЛ , главным образом, для общего и местного освещения.

ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, лампа накаливания, в состав газовой смеси которой, кроме инертного газа, входят галогены металлов(обычно йод или бром). При одинаковой с обычной лампой накаливания мощности, имеет меньшие размеры, большую световую отдачу, срок службы и лучшую стабильность светового потока.

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, газоразрядные приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения при прохождении электрического тока через газы (чаще всего инертные), пары веществ (напр., пары ртути) или их смеси. В соответствии с непосредственным источником излучения различают газосветные (неоновые, ртутные, натриевые, металлогалогенные, ксеноновые), люминесцентные и др. Применяют ГИС главным образом для освещения, облучения и сигнализации.

ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА, эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цвет излучения ощутимо влияет на т.н. цветовое впечатление освещённого объекта и ЦТ является одной из его характеристик. Наиболее часто встречающиеся ЦТ для ламп: тепло-белый (~2700-3000К), холодно-белый(~4000-4200К), дневной(~6000-6500К). Шкала коррелированной ЦТ позволяет определить градации спектрального распределения для разных ИС в сравнении с цветом стальной заготовки, раскалённой до определённой температуры.Чем выше температура (К), тем более преобладающим становится в светчении холодный, белый оттенок. Такое распределение оттенков выражается в градусах Кельвина. С некоторой степенью достоверности для описания спектрального распределения света предлагаем таблицу.

ИНДЕКС ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ ( Ra ), показатель, также характеризующий цветовое впечатление, от цветопередающих свойств источника света. ИЦ завитсит от величины прерывистости спектра излучаемого света и тем выше, чем он непрерывнее. Этот показатель выше у ламп накаливания и ниже у газоразрядных. Максимальное значение ИЦ равно 100 и соответствует прекрасной цветопередаче. Не следует путать ИЦ с цветовой температурой, это разные параметры. В практике используется 3 квалитета ИЦ :
удовлетворительный – Ra < 80 ;
хороший, нормальный – 80 <= Ra <= 90;
отличный -90 <=Ra <= 100.

Световые единицы.

Количественные показатели:

Свет — это излучение, способное вызывать ощущение яркости при воздействии на человеческий глаз. Такое ощущение вызывает излучение с длинами волн от ~0,38 до ~0,78 мкм, причем самым ярким представляется излучение с длиной волны ок. 0,555 мкм (желто-зеленого цвета). Поскольку чувствительность глаза к разным длинам волн у людей неодинакова, в фотометрии принят ряд условностей. В 1931 Международная комиссия по освещению (МКО) ввела понятие <стандартного наблюдателя> как некоего среднего для людей с нормальным восприятием. Этот эталон МКО — не что иное, как таблица значений относительной световой эффективности излучения с длинами волн в диапазоне от 0,380 до 0,780 мкм через каждые 0,001 мкм.

Поток световой энергии (световой поток) измеряется в люменах. Определить световой поток в 1 лм невозможно, не обращаясь к светящимся телам, и основной мерой света долгое время была <свеча>, которая считалась единицей силы света. Настоящие свечи уже более века не используются в качестве меры света, так как с 1862 стала применяться специальная масляная лампа, а с 1877 — лампа, в которой сжигался пентан. В 1899 в качестве единицы силы ответа была принята <международная свеча>, которая воспроизводилась с помощью поверяемых электрических ламп накаливания. В 1979 была принята несколько отличающаяся от нее международная единица, названная канделой (кд).  Кандела равна силе света

 в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540×1012 Гц (l = 555 нм), энергетическая сила светового излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Чтобы дать определение люмена, рассмотрим точечный светильник с силой света 1 кд во всех направлениях. Такой источник испускает полный световой поток, равный 4p лм. Если источник с силой света 1 кд освещает обращенную к нему небольшую пластинку, находящуюся на расстоянии 1 м, то освещенность поверхности этой пластинки равна 1 лм/м2, т.е. одному люксу.

Протяженный источник света или освещенный предмет характеризуется определенной яркостью (фотометрической яркостью). Если сила света, испускаемого 1 м2 такой поверхности в данном направлении, равна 1 кд, то ее яркость в этом направлении равна 1 кд/м2. (Яркость большинства тел и источников света в разных направлениях неодинакова.

)

 

Качественные показатели.

 

По качественным характеристикам различают следующие характеристики:

 

Распространение света в пространстве (пространственное распространение)

  • Равномерность распространения света, измеряется в %, (1 — (Emax-Emin)/2*Eср*100%)
  • Слепящее действие

 

Распределение света во времени

  • Пульсация освещения, измеряется в %, считается как (Emax-Emin)/2*Eср*100%, нормальным считается показатель не более 10%
  • Изменение освещенности в течении суток

 

Распределение света по спектру

  • Цветовая температура, Единица измерения: Кельвин [K]. Цветовая температура источника света определяется путем сравнивания с так называемым «черным телом» и отображается «линией черного тела». Если температура «черного тела» повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 K, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света — 6000 K.

· Цветность, Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой. Чем выше цветовая температура, тем холоднее свет. Существуют следующие три главные цветности света: тепло-белая < 3300 K, нейтрально-белая 3300 — 5000 K, белая дневного света > 5000 K. (см. таблицу). Лампы с одинаковой цветностью света могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого им света.

 

  • Цветопередача — способность воспроизводить цвета, характеризуется индексом цветопередачи Ra (0-100).

В зависимости от места установки ламп и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью различных степеней «общего коэффициента цветопередачи» Ra.

Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света. Для определения значения фиксируется Ra сдвиг цвета с помощью восьми указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

В чем измеряется свет, в каких единицах?

Свет просто необходим каждому человеку для отличного настроения и психического здоровья. Благодаря ему мы получаем возможность видеть предметы, различать их форму и структуру материалов, ведь искусственное продление светового дня позволяет повысить работоспособность и производительность труда. Выбирая для себя светильники и лампы, не стоит забывать о том, что свет должен быть подобран правильно. В помещениях разного назначения допустим вариативный подход к интенсивности освещения. А чтобы правильно подобрать светильники, необходимо знать, в чем измеряется свет.

Все специалисты по охране здоровья человека в один голос заявляют, что лучшим для людей является естественный источник света. Он способствует выработке в организме целого ряда витамином и микроэлементов, а также наиболее благоприятен для глаз. Каждый предмет при естественном освещении можно разглядеть без искажений и бликов.

Но, к сожалению, современный мир диктует свои условия, и мы уже не можем обойтись без искусственных источников света в темное время суток, иначе бы жизнь городов полностью остановилась. В каждой квартире находится масса различных светильников, довольно часто мы даже не представляем, в чем измеряется свет и на что нужно обратить внимание в магазине при покупке разнообразных бра, торшеров и абажуров.

Каким бывает свет?

Не менее важным, чем подбор интенсивности света, является категория или тип освещения. Как мы уже говорили, самый приятный и безопасный свет — это естественный источник освещения. Он имеет теплый оттенок и меньше всего вредит глазам. Ближе всего к подобному тону были старые лампы накаливания с красноватым оттенком светового потока. Они не раздражали глаза и копировали солнечный свет, попадающий в окна квартир.

Современные лампы имеют множество вариаций по рабочему элементу и типу света. Перед покупкой новой лампы обязательно проверьте, какой тип света указан на упаковке. Например, теплый свет будет идеален для жилых помещений. А нейтральный обычно используется в офисах и огромных производственных помещениях. Холодный свет часто используют в часовых мастерских, где его голубоватый оттенок помогает различать мелкие детали. Также приветствуются холодные оттенки света в субтропических странах, там они создают ощущение дополнительной прохлады и прозрачности воздуха.

Исходя из выше перечисленного, можно всегда правильно выбрать тип лампочки, которая будет создавать вам необходимый настрой и уровень комфорта в расслабляющей домашней атмосфере. Психологи доказали, что тип света играет серьезную роль для формирования рабочего настроя на предприятиях. Естественно, что от этого зависит и производительность труда.

По каким параметрам измеряется интенсивность света?

Обычный покупатель даже не задумывается, в чем измеряется свет и насколько это важная информация. Ведь свет, являясь физической величиной, измеряется по многим количественным и качественным параметрам. Их обязательно необходимо учитывать, планируя ремонт в квартире и подсчитывая количество лампочек, необходимых для каждой комнаты.

Свет можно измерять по следующим характеристикам:

  • интенсивности;
  • силе;
  • яркости.

Просто так, «на глазок» вы не сумеете определить все необходимые параметры, поэтому стоит позаботиться о покупке приборов, которые помогут вам сохранить свое зрение и позитивный психологический настрой в любое время суток.

В чем измеряется яркость света?

Яркость — это очень важная характеристика светового источника. Именно яркость освещения позволяет нам видеть все окружающие нас предметы четко и контрастно. Благодаря яркости обостряется пространственное восприятие и экспозиция белых и черных оттенков. К тому же именно яркость источника света определяет степень комфорта при чтении печатного текста, а это, как известно, напрямую влияет на здоровье глаз.

Если мы говорим о яркости, то запомнить, в каких единицах измеряется свет, очень легко. Чаще всего для измерения яркости источника освещения применяется кандела. Эта единица обозначает яркость горения одной свечи, именно от нее отталкиваются все измерительные приборы. Иногда специалисты применяют еще и другие единицы измерения — ламберт и апостильб.

Каким прибором можно измерить яркость освещения?

Современные магазины специализированной техники всегда готовы предоставить покупателям большое количество разнообразных приборов для измерения яркости света. Лучше всего с этой работой справляются яркомеры и колориметры. Они способны выдать вам информацию не только по степени яркости в конкретном помещении, но и определить цветовую температуру комнаты.

Приборы с расширенным функционалом подходят для профессиональных фотографов, занимающихся студийными съемками. А для бытовых нужд подойдет обычный яркомер, не имеющий дополнительных опций.

Сила света — это физическая величина. Согласно школьному курсу физики ее можно охарактеризовать как энергию света, которая способна переноситься из одной точки в другую за определенный промежуток времени. Эта энергия может менять направление в зависимости от заданной траектории.

Измеряется энергия света в канделах. То есть, купив для домашнего пользования яркомер, вы всегда сможете измерить не только яркость, но и силу света.

Интенсивность света: в чем измеряется?

Интенсивность света часто называют освещенностью, и она тоже имеет важное значение при выборе светильников и различных видов ламп. Запомнить, в чем измеряется интенсивность света, может даже ребенок, хотя здесь стоит учитывать некоторые нюансы.

Если мы говорим о световом потоке, падающем на определенную поверхность, то измерять необходимо в люменах. А вот при желании выяснить степень освещенности предметов или поверхностей, говорить нужно о люксах.

Подобные тонкости часто пугают покупателей, которые где-то слышали, что свет измеряется в люменах, и недоумевают по поводу непонятных единиц измерения, указанных на упаковке от лампочки. Справиться с проблемой выяснения степени освещенности в помещении поможет весьма распространенный прибор — люксометр.

Люксометр — прибор, сохраняющий здоровое зрение

Если вы с трудом запоминаете, в каких единицах измеряется свет, то люксометр сэкономит ваше время и нервные клетки. Этот прибор имеет небольшой размер и вес, чаще всего он состоит из дисплея и измерительной части.

Пользоваться таким помощником можно дома, в учебных заведениях или офисных помещениях. Для получения данных нужно просто включить источник света, и сделать замеры. Уже через несколько секунд на дисплее вы увидите результат, который и покажет, насколько безопасны для глаз ваши лампочки и светильники.

Нормы освещенности для квартир и других жилых помещений

Для того чтобы подобрать комфортное для глаз освещение, недостаточно знать, в чем измеряется свет. Нужно еще владеть информацией о нормах освещенности, по которым и стоит ориентироваться, планируя расположение осветительных приборов в квартире.

Каждая комната и помещение имеют свою необходимую степень освещенности, которая измеряется в люксах. К примеру, детская должна быть самым освещенным помещением в квартире. Здесь не может быть менее двухсот люксов, иначе здоровье малыша окажется под большой угрозой.

Кухня и остальные комнаты могут освещаться на сто пятьдесят люксов, а вот хозяйственные помещения и коридоры вполне обходятся пятьюдесятью люксами. Соблюдение этих норм гарантирует вашей семье комфортное существование, отличное настроение и зрение, которому позавидует даже орел.

Если вы заботитесь о своей семье, то должны точно знать, какие лампочки установлены в светильниках вашей квартиры. Ведь каждый здравомыслящий человек мечтает возвращаться с работы в дом, где его ждут веселые дети и заботливая жена в хорошем расположении духа. А немаловажную роль в том, чтобы мечта наконец-то стала реальностью, играет грамотно подобранное освещение.

Как измеряется интенсивность света?

Человеческое зрение зависит от света. Свет отражается от поверхностей в глаза, проходя через роговицу и зрачок, формируя изображение на сетчатке. Глаз чувствителен к очень широкому диапазону интенсивности света, но при низких уровнях теряет способность различать детали. Вот почему такие точные работы, как хирургия, измерение или сборка, лучше всего выполнять при ярком свете. Работа при плохом освещении вызывает усталость и ошибки. Промышленные аварии чаще происходят при низком уровне освещенности. Кроме того, хорошее освещение определяет, насколько хорошо люди могут наблюдать за шоу и делать качественные фотографии. В этом информационном документе от OMEGA Engineering, чтобы помочь понять измерения интенсивности света, рассматриваются:

  • Что такое свет?
  • Как измеряется свет?
  • Ситуации, требующие измерения освещенности
  • Светоизмерительная техника
  • Светоизмерительное оборудование

Что такое свет?

Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется в пространстве в виде волны. Подобно микроволнам и рентгеновским лучам, эти волны имеют длину волны и частоту. Разница в том, что люди обладают рецепторами, способными воспринимать энергию с длинами волн от 400 до 700 нм и преобразовывать ее в изображения.

Отдельные длины волн соответствуют различным цветам. Свет с длиной волны около 420 нм воспринимается как синий, 525 нм — как зеленый, а 635 нм — как красный. Более длинные волны называются инфракрасными (которые воспринимаются как тепло), а более короткие волны называются ультрафиолетовыми, а затем рентгеновскими лучами.

Источники света на основе тепла («источники накаливания») излучают электромагнитную энергию на всех длинах волн, поэтому они кажутся белыми. Фактическое распределение длин волн в этом свете зависит от температуры источника. Люминесцентные лампы кажутся белыми только в результате флуоресценции покрытия на стекле или трубке, а светодиоды излучают свет только на одной определенной длине волны.

Как измеряется свет?

Источник света, как нить накаливания лампы накаливания, излучает свет во всех направлениях. По сути, он находится в центре сферы излучаемого света (именно поэтому световые единицы относятся к стерадианам). Суммарная энергия всего испускаемого света называется «световым потоком».

Основной единицей света является кандела, номинально свет, излучаемый одной свечой, или, точнее, «источник, который излучает монохроматическое излучение с частотой 540 x 1012 герц и имеет силу излучения в этом направлении 1/683». ватт на стерадиан».

Одна кандела на стерадиан называется люменом и представляет собой наиболее знакомую людям меру интенсивности света. Однако самое важное с точки зрения измерения интенсивности света — это количество люменов, падающих на поверхность, которое выражается в люксах. Таким образом, один люкс равен одному люмену на квадратный метр, это отношение яркости к расстоянию от источника. (В США принято выражать силу света в фут-свечах. Одна фут-свеча эквивалентна одному люмену на квадратный фут).

Подводя итог, световой поток выражается в люменах, а интенсивность света измеряется в люменах на квадратный метр или в люксах.

Ситуации, требующие измерения освещенности

Фотостудия

Основными причинами измерения интенсивности света являются обеспечение соблюдения минимальных стандартов освещенности и определение подходящего времени экспозиции в фотографии и кинематографии. Ниже описаны четыре часто встречающиеся ситуации.

1. Эргономика и безопасность

Минимальные уровни освещенности рекомендуются для многих сред. В то время как некоторые, такие как строительство и верфи, имеют очень специфические требования OSHA, для общепромышленного применения OSHA ссылается на стандарт ANSI/IESNA RP-7-2001 «Практика промышленного освещения». Это определяет минимальную интенсивность, необходимую для безопасного и точного выполнения ряда задач.

В некоторых организациях интенсивность света измеряется только реактивно, как правило, после падения или другого несчастного случая. Более разумным подходом является проведение обследования освещения, документирование уровня освещенности на рабочем месте. Если обнаружены области ниже минимально допустимых уровней, тогда может быть реализован план улучшения.

2. Фотография и кинематография

Интенсивность света лежит в основе фотографии. Низкая освещенность вынуждает фотографа увеличивать время выдержки или открывать диафрагму объектива, а иногда и то, и другое. Хотя многие современные камеры имеют встроенный замер освещенности, все же полезно знать уровень освещенности вокруг объекта, особенно для студийной или портретной фотографии.

Знание уровня освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость кадра, что важно в кинематографии. Измеряя уровни освещенности, оператор может получать стабильные результаты, обеспечивая непрерывность.

3. Мониторинг погоды

Несмотря на то, что многие экспонометры настроены для работы с лампами накаливания, они по-прежнему полезны для проведения сравнений на открытом воздухе. Например, счетчик может производить записи, показывающие разницу в интенсивности между летним и зимним солнцестоянием. Картирование интенсивности света в области, предназначенной для солнечных батарей, может помочь определить оптимальное место для каждой панели. Тем, кто занимается сельским хозяйством, может быть полезно определить области с более низкой интенсивностью света в теплице.

4. Декорации для театра и оформление интерьера

Различия в интенсивности света — эффективный способ привлечь внимание аудитории. Художник по декорациям может захотеть, чтобы конкретный реквизит или актер отбрасывался в тени для одной сцены и выделялся для следующей. Точно так же дизайнер интерьеров будет использовать различия в интенсивности для создания определенного внешнего вида. Установка уровней освещенности также помогает обеспечить воспроизводимость определенного внешнего вида и ощущения, а также убедиться, что света достаточно, чтобы зрители могли видеть черты лица актеров.

Технология измерения света

Свет падает на датчик, где энергия фотонов преобразуется в электрический заряд. Чем больше света падает на поверхность, тем больше накапливается заряд. В общих чертах они коррелируют. Калибровка измерительной электроники преобразует ток или напряжение в значение в люксах.

Ситуация осложняется тем, что человеческий глаз не одинаково чувствителен ко всем длинам волн света и более чувствителен к зеленому цвету. Таким образом, если на метр падает одинаковая интенсивность синего и зеленого света, в то время как исходное значение люкса может быть одинаковым, наблюдатель-человек будет воспринимать больше зеленого света. Чтобы решить эту проблему, люксметры настроены на ожидание света со спектральным распределением бытового освещения с вольфрамовой нитью. Он определяется как стандартный источник света A CIE и регулирует необработанное измерение интенсивности, чтобы оно лучше соответствовало восприятию яркости человеком. Стандартный источник света A CIE рекомендуется для использования во всех случаях, связанных с использованием ламп накаливания.

Светомеры

Внутренняя рабочая среда

Прочные портативные измерители параметров окружающей среды для измерения скорости вращения и освещенности разработаны как простые в использовании портативные приборы для измерения интенсивности света. Основанные на стандарте CIE Standard Illuminant A, эти устройства идеально подходят для использования в местах с освещением лампами накаливания и обеспечивают показания при флуоресцентном освещении с небольшой погрешностью в диапазоне измерений от 1 до 200 000 люкс (от 0 до 18 580 фут-кандел).

Эти инструменты идеально подходят для всех, кому необходимо проверить уровень освещенности в рабочих условиях внутри помещений, для фотографии, проектирования театральных декораций, дизайна интерьера и кинематографии. Его можно использовать на открытом воздухе, где достаточно сравнительных значений или соотношений, но не следует полагаться на точные значения интенсивности из-за калибровки CIE.

  • Что такое свет?
  • Как измеряется свет?
  • Ситуации, требующие измерения освещенности
  • Технология измерения света
  • Светомеры

Основные принципы измерения освещенности — Глава 6 — Учебное пособие по измерению освещенности

 

Закон обратных квадратов

Закон обратных квадратов определяет взаимосвязь между освещенностью от точечного источника и расстоянием. В нем говорится, что интенсивность на единицу площади изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния.

E = I / d 2

Другими словами, если вы измерите 16 Вт/см 2 на 1 метре, вы измерите 4 Вт/см 2 на 2 метрах и сможете вычислить излучение на любом другом расстоянии. Альтернативная форма часто более удобна:

E 1 D 1 2 = E 2 D 2 2

Расстояние. прозрачная лампочка или стеклянная оболочка матовой лампочки.



. источник аппроксимирует точечный источник. Общее эмпирическое правило, которое следует использовать для измерения освещенности, — это «правило пятикратного увеличения»: расстояние до источника света должно быть более чем в пять раз больше самого большого размера источника. Для лампы с прозрачной оболочкой это может быть длина нити накала. Для матовой лампочки диаметр является наибольшим размером. На рисунке 6.2 ниже показано соотношение между освещенностью и отношением расстояния к радиусу источника. Обратите внимание, что для расстояния, в 10 раз превышающего радиус источника (в 5 раз превышающий диаметр), ошибка от использования обратного квадрата составляет ровно 1 %, отсюда и «пятикратное» приближение.

ПРИМЕЧАНИЕ, что, когда соотношение расстояния к источнику уменьшается до ниже 0,1 (1/20 диаметра из диаметра. ), изменения расстояния почти не влияют на освещенность (ошибка < 1 %). Это связано с тем, что по мере уменьшения расстояния от источника детектор видит меньшую площадь, противодействуя закону обратных квадратов. На приведенном выше графике предполагается косинусоидальная характеристика. Детекторы излучения ограничивают поле зрения, так что отношение d/r всегда низкое, обеспечивая измерения независимо от расстояния.

Lambert Закон о косиине

, или иллюстрированная, по любому, по любому уголу. Воспринимаемая область измерения, ортогональная падающему потоку, уменьшается под косыми углами, в результате чего свет распространяется по более широкой области, чем если бы он был перпендикулярен плоскости измерения.

Чтобы измерить количество света, падающего на кожу человека, вам нужно имитировать косинусную реакцию кожи. Так как кольца фильтра ограничивают свет под углом, для коррекции пространственной чувствительности необходимо использовать косинусный рассеиватель. В приложениях с полным погружением, таких как показанная выше кабина для фототерапии, непрямой свет имеет большое значение, что требует точной оптики с косинусной коррекцией.


Ламбертова поверхность

Ламбертова поверхность обеспечивает равномерное рассеивание падающего излучения, так что ее яркость или яркость одинаковы во всех направлениях, с которых ее можно измерить. Многие диффузные поверхности на самом деле являются ламбертовыми. Если вы посмотрите на это руководство по измерению освещенности под косым углом, оно должно выглядеть таким же ярким, как если бы вы держали его перпендикулярно линии вашего зрения. Человеческий глаз с его ограниченным прямым углом обзора является идеальным детектором яркости или яркости. 9На рис. Поскольку по закону косинуса детектор освещенности видит в два раза большую площадь поверхности в том же телесном угле для случая 60°, среднее приращение отражения должно составлять половину величины отражения в случае 0°.

На рис. 6.5 показано, что отражение от диффузной ламбертовой поверхности подчиняется закону косинуса, распределяя отраженную энергию пропорционально косинусу угла отражения. Ламбертовская поверхность с яркостью 1,0 Вт/см 2 /sr будет излучать в общей сложности π*A ватт, где A — площадь поверхности, на полушарие в 2π стерадиан. Поскольку мощность излучения поверхности равна общей мощности, деленной на общую площадь, мощность излучения равна π Вт/см 2 . Другими словами, если вы должны были осветить поверхность с интенсивностью излучения 3,1416 Вт/см 2 , то вы измерите яркость на этой поверхности 1,00 Вт/см 2 /ср (если она имеет 100% отражающую способность). . В следующем разделе более подробно рассматривается преобразование между геометриями измерения.


. 7

 

 


Глава 6 – Справочник по измерению освещенности

Copyright © 1997, Александр Д. Райер

Все права защищены.
Никакая часть данной публикации не может быть воспроизведена или передана в любой форме и любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись или любую систему хранения и поиска информации, без письменного разрешения владельца авторских прав. Запросы должны быть сделаны через издателя.

Отдел технических публикаций
International Light Technologies
10 Technology Drive
Peabody, MA 01960

ISBN 0-9658356-9-3
Номер карточки каталога Библиотеки Конгресса: 97-93677

 

Дополнительные ресурсы для измерения освещенности

  • Экспонометры, люксметры и радиометры
  • Ультрафиолетовый люксметр
  • УФ- и УФ-светодиоды
  • Калибровка экспонометра
  • Спектрометры и спектрорадиометры
  • Светоизмерительные детекторы

Как измеряется свет? Единицы измерения и люксметр

Дом > Блог > Как измеряется свет? Единицы измерения и люксметр