Люмен, люкс, кандела, ватт, мощность светового потока. Как в этом разобраться?
| Люмен, люкс, кандела, Ватт, мощность, световой поток, сила света. Не всегда легко разобраться, что означают эти значения. Мы поможем вам с этим, ниже вы найдете статью, в которой простым языком написано в каких случаях все эти значения взаимосвязаны. |
Люмен (лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ. Где СИ — система единиц физических величин, (фр. Le Syst?me International d’Unit?s, SI).
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. Световой поток Солнца равен 3,63·10 в 28 степени 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 (лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.
Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 кв м 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 (кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 в 12 степени Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. Стерадиа?н (русское обозначение: ср, международное: sr) — единица измерения телесных углов.
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 кв 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.
Сила света типовых источников:
| Источник | Мощность, Вт | Примерная сила света, кд |
| Свеча | 1 | |
| Современная (2016 г) лампа накаливания | 100 | 100 |
| Обычный светодиод | 0,015 | 5 мкд |
| Сверхъяркий светодиод | 1 | |
| Сверхъяркий светодиод с коллиматором | 1 | 1500 |
| Современная (2016 г) люминесцентная лампа | 20 | 100 |
Black Diamond – фирма-законодатель мирового профессионального альпинистского и скалолазного снаряжения. Бренд выпускает высококачественные налобные и подвесные фонари, которые можно использовать даже на глубине одного метра под водой в течение получаса. BD предлагает туристические осветительные приборы с показателями светового потока до 200 люмен при сравнительно небольшом весе. Многие фонари наделены несколькими режимами освещения для удобства работы на альпинистском маршруте и в быту. Яркие, легкие, аккуратные и практичные, фонари БлекДиамонд не подведут даже в самой экстремальной ситуации.
Световой поток фонарей (лм)
big LED-high, big LED-med, big LED-low, 5 MM — High, 5 MM — medium, 5 MM — low
| Фонарь Black Diamond (BD) | Световой поток, (лм) |
| Icon | 200 |
| Spot new | 200 |
| Cosmo new | 90 |
| Wiz new | 30 |
| Ion | 80 |
| Ember Power Light | 150 |
| Orbit Lantern | 105 |
| Voyager Lantern | 140 |
| Фонарь Petzl | Световой поток (лм) |
| Tikka XP | 180 |
| MYO XP | 140 |
Все фонари Black Diamond
Измерение освещенности. Единица измерения освещенности | Eco
30 Августа 2019 г.
Освещенность — это количество света падающего на измеряемую поверхность от всех источников света, расположенных в поле зрения люксметра (в том числе и от источников отраженного света).
| Формула освещенности |
Единица измерения освещенности — это люкс (сокращенно – «лк»). Действующие санитарные нормы освещенности имеют большой разброс, в зависимости от требований к месту измерения (тип рабочего места, территории время пребывания человека), но в самых распространенных случаях (чтение, работа с документами, на компьютере) освещенность рабочего места не должна быть меньше 300 лк. В общем случае, требования к освещенности следующие — чем выше напряженность зрительной работы, тем выше должен быть уровень освещенности.
Для измерения освещенности используют люксметр. Подробнее об устройстве люксметра смотрите статью….
Годятся ли для измерения освещенности смартфоны и обычные фотодиоды? Результаты тестирования в статье….
При измерении освещенности можно иметь ввиду следующие типовые уровни:
Максимальная освещенность солнечным днем — 50000-100000 люкс,
Освещенность днем при сплошной облачности — 2000-10000 люкс,
Освещенность для комфортный работы за письменным столом — от 300 люкс,
Минимально доступный уровень освещенности для чтения — около 30 люкс,
Освещенность лунной ночью — 0,1…0,5 люкс,
Минимальный уровень освещенности, воспринимаемый человеческим глазом — около 0,005 люкс.
Понравился материал? Поделитесь им в соцсетях:
Освещение
Дата:30 Августа 2019 г.
Как измеряют освещенность в помещении?
На рынке освещения большая путаница с техническими параметрами, такими как световой поток и освещенность. Многие люди, при подборе осветительного оборудования обращают внимание на световой поток, а не на требования освещенности. Чаще всего, предлагают суммированный световой поток — лампы или светодиодов, без световых и тепловых потерь.Световой поток, можно измерить только в специальной лаборатории, самому это сделать с подручными приборами невозможно. В нормах существует понятие светового потока, но в СНиП нет определенных требований к нему. Правильный подбор светотехнического оборудования, производится после проведения расчетов освещенности — это важно знать.
Что такое освещённость?
Освещённость – это величина отношения светового потока к площади, на которую он падает. Причём падать он должен на эту плоскость именно перпендикулярно. Измеряется в люксах, lux (лк). Один люкс равен отношению одного люмена к одному квадратному метру поверхности.Люмен – единица измерения светового потока. Это в системе международных единиц. В Англии и Америке применяют такие единицы измерения освещённости, как люмен на фут в квадрате или фут-кандела. Это освещённость от источника света силой в одну канделу на расстоянии одного фута от поверхности.
Зачем проводить измерение освещённости? Доказано, что плохой (или наоборот, слишком хороший) свет через сетчатку глаза воздействуют на рабочие процессы мозга. И как следствие, на состояние человек. Недостаточная освещённость угнетает, понижается работоспособность, появляется сонливость. Слишком яркий свет, наоборот, возбуждает, способствует подключению дополнительных ресурсов организма, вызывая их повышенный износ. В процессе эксплуатации любой осветительной установки возможен спад создаваемой ею освещенности. Для компенсации этого спада при проектировании ОУ вводится коэффициент запаса (КЗ).
(для искусственного освещения)
коэффициент учитывает снижение освещенности и яркости в процессе эксплуатации осветительной установки вследствие загрязнения и не восстанавливаемого изменения отражающих и пропускающий свойств оптических элементов осветительных приборов, спада светового потока и выхода из строя источников света, а также загрязнения поверхностей помещений, наружных стен здания или сооружения, проезжей части дороги или улицы.
(для естественного освещения)
расчетный коэффициент учитывает снижение КЕО (коэффициент естественной освещенности) в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения.
Измерение освещённости рабочих мест проводят вместе с замерами уровня шума, пыле- и загрязнённости, вибрации — в соответствии с СанПин (санитарные правила и нормы).
Медики уверены, что регулярное недостаточное освещение вызывает переутомление, снижение остроты зрения, снижает концентрацию внимания. То есть все предпосылки для несчастного случая.
В Европе есть стандарт освещения рабочих помещений. Вот некоторые рекомендации из него: освещение в офисе, где не требуется разглядывать мелкие детали должно быть порядка 300 лк.
Если рабочий процесс в течение дня протекает за компьютером или связан с чтением, рекомендуется освещение около 500 лк. Такое же освещение предполагается в переговорных комнатах. Не менее 750 лк в помещениях, где изготавливаются или читаются технические чертежи.
Освещение бывает естественным и искусственным. Источниками естественного освещения являются, разумеется, солнце, луна (точнее отражённый ею свет), рассеянный свет небосвода (такое поэтическое название используется даже в протоколах измерения освещённости).
Исходя из названия единицы освещённости (люкс), название прибора, которым её измеряют – люксметр. Это мобильный, портативный прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.
Поток света, попадая на фотоэлемент, высвобождает поток электронов в теле полупроводника. Благодаря этому фотоэлемент начинает проводить электрический ток. Вот величина этого тока прямо пропорциональна освещённости фотоэлемента. Он и отражается на шкале. В аналоговых люксметрах шкала проградуирована в люксах, результат определяется по отклонению стрелки.
Сейчас на смену аналоговым приходят цифровые приборы для измерения освещенности. В них результат измерений выводится на жидкокристаллический дисплей. Измерительная часть во многих из них находится в отдельном корпусе и связана с прибором гибким проводом. Это позволяет проводить измерение в труднодоступных местах. Благодаря набору светофильтров пределы его измерений можно регулировать. В этом случае показания прибора нужно умножать на определённые коэффициенты. Погрешность люксметра, согласно ГОСТ должна быть не больше 10%.
Как проводятся измерение освещённости?
Применение любых методов измерения освещённости невозможно без люксметра. Причём соблюдается правило: прибор всегда находится в горизонтальном положении. Его устанавливают в необходимых точках. В Госстандартах находятся схемы расположения этих точек и методы их расчётов.
До недавнего времени в России для измерения освещённости руководствовались ГОСТ 24940-96. Это межгосударственный стандарт измерения освещённости. В этом ГОСТе используются такие понятия, как: освещённость, средняя, минимальная и максимальная освещённость, цилиндрическая освещённость, коэффициент естественной освещенности (КЕО), коэффициент запаса, относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения.
В 2012 году Россия ввела собственный, национальный стандарт измерения освещённости, ГОСТ Р 54944-2012. В этом ГОСТе к тем понятиям, что были раньше, добавлены: аварийное освещение, охранное освещение, рабочее освещение, резервное освещение, полуцилиндрическая освещённость, эвакуационное освещение. В обоих ГОСТах подробно описываются методы измерения освещенности.
Измерения проводятся отдельно по искусственному и естественному освещению. При этом нужно следить, чтобы на прибор не падала какая-либо тень, и поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это внесёт помехи в результаты. После того как сделаны все необходимые замеры освещенности, на основе полученных результатов, по специальным формулам, рассчитываются нужные параметры, и делается общая оценка. То есть, полученные параметры сравниваются с нормативом, и делается вывод о том достаточно ли освещённость данного помещения или территории.
На каждый вид измерений в каждом помещении или участке улицы заполняется отдельный протокол. Оценочный протокол выдаётся как по каждому помещению или территории, так и по всему объекту. Этого требует «ГОСТ. Измерение освещённости» должно быть выполнено по правилам.
Известно, что светодиоды и источник питания выделяют большое количество тепла, которое отводится за счет теплоотводящих материалов (алюминий, компаунд и т.п) и определенной конструкции (ребра, большая радиаторная площадь и т.п.) Используют разные рассеиватели, оптику. Кто-то использует мощные светодиоды, которые работают на повышенных токах, а кто-то маломощные на маленьких токах. Марки и характеристики светодиодов разные. Готовые светодиодные светильники также будут различаться и по характеристикам, и, соответственно, по-разному будут работать в реальных условиях. Здесь мы не будем затрагивать системы контроля и защиты светильников от перегрева, хотя с освещенностью эта связь четко прослеживается.
Повышенные температурные режимы оказывают серьезное действие на освещенность. Это связано и с материалами, которые применяют в светильниках. Каждый из них имеет свои тепловые характеристики и режимы. Проблемы у светодиодных светильников возникают чаще всего при эксплуатации в повышенных температурных режимах — свыше +50°C. Поэтому замеры освещенности светодиодных светильников необходимо проводить после их 2 часовой работы, когда они выйдут на рабочий режим. Желательно, чтобы не возникло неточностей, замеры освещенности проводить несколько раз в течение рабочего дня. Затем этот контроль и замеры делать хотя бы один раз в год. Чтобы не ошибиться с параметрами освещенности, лучше при проектировании сразу закладывать коэффициент падение освещенности, который зависит от типа и характеристики объекта.
Из практики бывало, что при проектировании и расчетах светодиодных светильников, освещенность имела определенные параметры, но на практике, через короткий промежуток эксплуатации, освещенность уже не соответствовала изначальным расчетным данным и данным первых замеров. Это падение чаще всего связано с неправильным проектированием и применением светодиодных приборов не соответствующих нужным качествам по обеспечению теплоотвода и контролю за тепловыми режимами.
Важно! Когда проводите замеры освещенности светодиодных приборов, не поленитесь сделайте их несколько раз и законспектируете для себя. Следите за их работой и параметрами освещенности весь гарантийный срок.
Если производитель светодиодных изделий обеспечивает гарантийный срок 3 и более года, то светильники в заявленных температурных режимах и условиях должны сохранять свои параметры. Это касается и освещенности. Допустим вам сделали расчеты или подобрали определенные марки светильников в проект. Если условия эксплуатации светильников происходят при температурных режимах свыше +45 гр, то замеры освещенности надо делать гораздо чаще, чем регламентируют нормы. Правило «доверяй, но проверяй» хорошо подходит под контроль работы светодиодных светильников.
| Нормы освещенности измеряются в Люкс. Чтобы получить количество люкс на один квадратный метр, необходимо разделить количество люмен (единица измерения светового потока) на один квадратный метр. В конечном счете, нам важно не как светит лампа или светильник, а насколько хорошо освещен наш рабочий стол, например. Поэтому контролирующие органы проверяют соответствие реальной освещенности рабочей поверхности в Люкс установленным нормам освещенности. Видимые лучи, посылаемые источником света, называются световым потоком (ф), за единицу измерения которого принят люмен (Лм). Если световой поток встречает на своем пути какую-либо поверхность, то эта поверхность получает определенную освещенность, измеряемую в люксах (Лк), причём 1 Лк = 1 лм/м2. Уровни освещенности, таблица
Плотностью светового потока (L) определяется яркость излучающей свет поверхности независимо от того, сама ли она излучает свет (первичный излучатель), либо только отражает или пропускает световые лучи (вторичный излучатель, например, освещенные поверхности стен, пола, потолка). Освещённость помещения определяется освещенностью горизонтальной поверхности на высоте 0,85 м от уровня пола (примерно на уровне верха стола). Помещение может иметь различную освещенность (E). Отношение Емин/Еср служит для оценки равномерности освещения (табл. 1). Нормы освещенности при различных видах производственной деятельности, с учетом типа помещений.
Для большинства офисных помещений нормой является освещенность в 120 — 250 лк, складских помещений — 60 — 120 лк, производственных помещений — 120 — 500 лк. При этом, на письменном столе необходимо получить не менее 300 лк.
Рекомендуем также почитать: КСС или кривая силы света Светодиодные лампы — какие лучше |
Интересно знать: Два брата — Люкс и Люмен.
Люкс и Люмен.
Зачастую обычный человек может не знать что такое люксы и люмены или вовсе путать их.
Рассмотрим подробнее эти понятия:
Люкс (от лат. lux — свет) — это единица измерения освещенности в Международной системе единиц. Русское обозначение — лк, международное — lx.
1 люкс равен освещенности поверхности площадью 1 квадратный метр при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 люмен.
1 лк = 1 лм/ м².
Также 1 люкс равен освещённости поверхности сферы радиусом 1 метр, создаваемой точечным источником света, находящимся в её центре, сила света которого составляет 1 кандела*.
1 лк = 1 кд/ м².
Примеры типовой освещенности:
| Освещенность, лк | Где |
| 10−5 | Свет Сириуса, одной из самых ярких звезд ночного неба. |
| 0,0003 | Ночное звездное небо без лунного света. |
| 0,01 | Освещение от четверти луны. |
| 0,27 | Освещение от луны во время полнолуния. |
| 1 | Освещение от полной луны в тропиках. |
| 20 | Море на глубине около 50 метров. |
| 50 | Ванные комнаты, уборные, санузлы, душевые. |
| 100 | Очень пасмурный день. |
| 150 | Жилые комнаты, гостиные, спальни. |
| 200 | Детские комнаты. |
| 320-500 | Рабочий кабинет. |
| 400 | Восход или закат в ясный день. |
| 1 тыс. | Пасмурный день или освещение в телестудии. |
| 4-5 тыс. | Полдень в середине зимы. |
| 10-25 тыс. | Ясный солнечный день в тени. |
| 30-130 тыс. | Прямой солнечный свет. |
| 135 тыс. | Вне атмосферы на среднем расстоянии Земли от Солнца. |
Люмен (от лат. lumen — свет) — единица измерения светового потока в Международной системе единиц, является световой величиной. Русское обозначение — лм, международное — lm.
1 люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, с силой света, равной 1 канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан.
1 лм = 1 кд × ср.
1 лм = 1 кд × 1 лк × м².
Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности. В Международной системе единиц измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.
Световая отдача типичных источников света:
| Источник | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Световая отдача, лм/Вт |
| Лампа накаливания | 5 | 20 | 8,8 |
| 10 | 50 | 10,4 | |
| 15 | 120 | 11,8 | |
| 25 | 220 | 12,5 | |
| 40 | 415 | 13,4 | |
| 60 | 710 | 14,4 | |
| 75 | 935 | 15,2 | |
| 100 | 1340 | 17 | |
| 150 | 2160 | 19,1 | |
| 200 | 3040 | 20,8 | |
| Галогенная лампа | 20 | 340 | 17 |
| 35 | 670 | 16,5 | |
| 50 | 1040 | 17,3 | |
| 75 | 1280 | 16 | |
| 100 | 1650 | 16,7 | |
| 150 | 2600 | 16,8 | |
| 200 | 3200 | 19 | |
| 300 | 5000 | 30 | |
| 400 | 6700 | 40 | |
| 500 | 9500 | 56,3 | |
| Люминесцентная лампа | 4 | 120 | 73,1 |
| 6 | 240 | 70 | |
| 8 | 450 | 78,1 | |
| 13 | 950 | 75 | |
| 15 | 1050 | 93,1 | |
| 16 | 1250 | 89,7 | |
| 18 | 1350 | 40 | |
| 36 | 3350 | 50 | |
| 58 | 5200 | 52 | |
| Ртутная лампа | 50 | 2000 | 56 |
| 80 | 4000 | 60 | |
| 125 | 6500 | 66,7 | |
| 250 | 14000 | 93,5 | |
| 400 | 24000 | 77 | |
| Светодиодная лампа | 6 | 400 | 8,8 |
| 10 | 935 | 10,4 | |
| 13 | 1000 | 11,8 | |
| Солнце | 3,63·1028 | 683,002 |
*Кандела (от лат. candela — свеча) — единица силы света, одна из семи основных единиц Международной системы единиц. Русское обозначение — кд, международное — cd.
Сила света типичных источников света:
| Источник | Мощность, Вт | Примерная сила света, кд |
| Свеча | 1 | |
| Современная лампа накаливания | 100 | 100 |
| Обычный светодиод | От 0,015 до 0,1 | От 0,005 до 3 |
| Сверхъяркий светодиод | 1 | От 25 до 500 |
| Сверхъяркий светодиод с коллиматором | 1 | 1500 |
| Солнце | 3,83·1026 | 2,8·1027 |
Единица измерения света. Как измерить. Подробно.
Единица измерения света – Люмен.
Единицей измерения света является – Люмен. Это единица измерения потока света в системе единиц физических величин — СИ. 1 люмен = световой поток, который испускается от точечного изотропного источника. Сила света при этом должна равняться 1 Кандела. Полное свечение, исходящее от изотропного светильника, с силой света 1 Кандела равно 4 люменам.
1300 люменов содержится в стандартной лампе накаливания 100 Ватт .
1600 lm — в потоке света люминесцентного осветителя 26 Вт.
В солнце — 3.63х10 в 28 степени Люменов.
Люмен является полным потоком света от светильника. Несмотря на это, такая единица измерения не сильно распространена, потому что она не учитывает сосредотачивающую эффективность отражательного предмета или линзы. Люмен — не прямой параметр оценивания яркости или производительности фонарного свечения. Широкий световой луч может принимать те же значения, что и узконаправленный. Люмены не в состоянии определить интенсивность освещения, так как оценка в люменах предполагает учет всего рассеянного свечения, бесполезного в этом случае.Единица измерения силы света – КанделаЕдиница измерения силы света – Кандела. Обозначается как Кд или cd. Кандела равняется силе свечения, которое испускается в определенном векторе, заданном источником монохроматического излучателя частотой 540х10 в 12 степени Герц.
В системе СИ есть 7 главных единиц измерения, одной из которых является кандела. Кандела равняется силе свечения, которое испускается в определенном векторе, заданном источником монохроматического излучателя частотой 540х10 в 12 степени Герц. Его энергетическая сила света составляет 1/683 (Вт/ср). Ср — стерадиан, этим показателем измеряют телесные углы. В славянских странах его обозначают как Ср, однако международное обозначение sr.
Упомянутая частота соответствует зеленому спектру. Глаз человека более чувствителен к зеленому, чем к другим цветам. Для достижения того же значения силы света при излучении с другой частотой необходимы большие показатели энергетической интенсивности.
Ученые прошлых веков определяли Кандела как силу света, которая излучается черным предметом перпендикулярно плоскости площадью 1/60 квадратных сантиметров при температуре 2042.5К. При такой температуре расплавляется платина. Современная наука определила значение 1/683 так, чтобы нынешнее обозначение соответствовало предыдущему.
Пламя свечи излучает примерно одну канделу силы света. Из-за того, что в латинском языке свеча называется candela, а в английском — candle, раньше эту единицу измерения так и называли: свеча. Сейчас такое название не используется и считается архаизмом.
Единица измерения освещенности.
Единица измерения освещенности – отношение свечения к поверхности, которое оно освещает, принято называть освещенностью. Учитывается именно перпендикулярное падение света на определенную плоскость.
Единица измерения освещенности — Люкс (lux.)
1 люкс = отношение 1 люмена к 1 метру поверхности в квадрате.
Световой поток измеряется в люменах. Оба показателя занесены в международную систему единиц. В Великобритании и Соединенных Штатах уровень освещенности узнают в люменах на квадратный фут, также называемые футом-кандела. Яркость свечения — освещенность от источника силой в 1 канделу на расстоянии одного фута от освещаемой плоскости.
В европейских странах есть стандарт качества освещения в рабочих помещениях. Ниже представлены некоторые рекомендации из этого документа.
- 300 люкс;
Офис или другие помещения, где не нужно пристально рассматривать мелкие детали. - 500 люкс;
Такой уровень свечения должен быть в комнатах, где люди длительное время работают за компьютером или читают. Это применимо и к учебным заведениям, и к переговорным пунктам, и к другим учреждениям. - 750 люкс.
Если люди занимаются технической работой: изготавливают продукцию, создают точные чертежи и так далее, должен быть такой уровень освещенности.
Нужно ли, на самом деле, измерять степень освещенности и что такое единица измерения света?
Ученые доказали, что тусклый или, наоборот, слишком яркий свет разрушают сетчатку человеческого глаза, из-за чего ухудшается острота зрения. Из-за разрушения сетчатки скорость и качество функционирования мозга снижаются. Недостаточное количество яркости увеличивает в людях сонливость, понижает работоспособность и ухудшает настроение. Следует учесть, что мы не берем во внимание ситуации, в которых тусклое свечение украшает обстановку: романтическое свидание, просмотр фильма и так далее. Насыщенный световой поток прибавляет сил, энергии, желания работать, тем самым быстрее утомляя человека.
Единица измерения света установлена СанПиНом называют санитарные правила и нормы — данные, на которые нужно равняться при измерении освещенности. Замеры делаются для определения не только степени освещенности, но и уровня шума, пыли, загрязненности, вибрации. По мнению докторов, постоянный недостаток света на рабочем месте приводит к переутомлению сотрудников, ухудшению зрения и концентрации внимания. Рабочие становятся менее трудоспособными, что может вылиться в несчастный случай по невнимательности или другим причинам.
Помимо людей, от недостаточной освещенности страдают и другие живые организмы: растения, животные. Для быстрого развития и плодородного цветения растениям обязательно нужен мощный поток света. У животных из-за некачественного освещения могут появиться нарушения в росте и развитии, репродуктивной функции, наборе массы тела и может снизиться активность существа.
Каким бывает освещение
Освещение, как правило, бывает естественным и искусственным.
Естественные источники свечения:
- солнце;
- луна;
На самом деле, луна не излучает свет, она просто отражает солнечные лучи. - рассеянный свет небосвода;
Несмотря на такое красивое название, этот термин можно увидеть в официальных документах. - кометы;
- полярные сияния;
- электрические разряды в атмосфере;
- звезды и другие небесные объекты.
Искусственные источники:
- разные осветительные формы и конструкции;
- лампы;
- светильники;
- фонарики;
- мониторы;
- телевизоры;
- мобильные телефоны и другие.
Интенсивность света
Единица измерения света интенсивность измеряется при обустройстве освещения в комнате либо при подготовке фотоаппарата к съемке. Опытные фотографы и светотехники-профессионалы, пользуются цифровыми экспонометрами, однако можно изготовить и простой прибор с похожим принципом работы своими руками.
Многие аппараты предназначены для отдельного типа освещения. Например, измеряя свечение натриевых ламп, вы добьетесь более точного результата, чем проводя расчеты над лампой накаливания.
Можете установить приложение на смартфон, которое определит интенсивность света. Какими бы хорошими ни были ваш телефон и выбранное приложение, результаты будут искаженными и неточными, поэтому лучше воспользоваться специализированным прибором.
Большинство устройств измеряют показатели освещенности в люксах, так как это общепринятая единица, однако некоторые настроены на отображение фут-кандел.
Если вам неудобен один из этих способов измерения, можете перевести люксы в канделы и наоборот на этом ресурсе:
https://www.rapidtables.com/calc/light/lux-to-fc-calculator.html.
Чем измеряют степень освещенности
Как мы уже выяснили, единица измерения освещенности — Люкс. Несложно догадаться, как называется прибор, которым измеряют уровень света. «Люкс» плюс «метр» (с древнегреческого переводится как «мера», «измеритель») равно люксметр. Принцип работы этого портативного устройства схож с работой фотометра.
Попадающий на элемент световой поток выпускает электроны в теле полупроводника, из-за чего электроток начинает проводиться фотоэлементом. Величина электрического тока прямо пропорциональна степени освещения фотоэлемента, который и отображается на шкале или на электронном дисплее, если это современная модель люксметра. Аналоговые аппараты снабжены специальной шкалой с градусами. По движению стрелки определяются окончательные результаты замеров.
Цифровые устройства.
На смену аналоговым люксметрам пришли цифровые — маленькие компьютеры. Параметры можно увидеть на небольшом жидкокристаллическом экране. Часть, с помощью которой измеряют свет, часто содержится во внешнем корпусе и соединяется с основным устройством гибким проводом. Из-за такой конструкции можно измерять освещение в любых местах, даже труднодоступных. Согласно ГОСТ, погрешность аппарата не должна превышать 10 процентов.
Важные моменты.
При расчете сравнительной световой интенсивности можете сделать замер интенсивности освещения аналоговым или цифровым устройством. Современные измерители отображают параметры в люксах, а устаревшие аналоговые – те, которые со стрелочкой, – в фут-канделах. 1 фут-кандела равняется 10.76 люкс.
Заключение.
Таким образом, мы разобрались, что значит освещенность, сила света, его интенсивность. Вы узнали какими бывают единицы измерения светового потока, измерительные приборы, ознакомились с нормами и рекомендациями СанПин и многим другим. Теперь вы имеете базовый багаж знаний об освещении и не растеряетесь, если услышите в разговоре слово «кандела» или «люксметр». Если интересно, можете приобрести измерительный аппарат и сделать несколько замеров освещенности своего рабочего места. После этого вы поймете, соответствует ли ваше освещение нормам или нет.
Измерение цветовой температуры
Нормы освещенности
Освещённость и измерение освещённости (lux).: scionik — LiveJournal
Оригинал взят с сайта http://usa.autodesk.com/3ds-max/white-papers/Освещённость и измерение освещённости (lux).
Рис. 01 Пример измерения освещённости в lux в 3ds Max
Для создания фотореалистичных изображений нам необходимо знать, как измерять свет.
Слово «Яркость» может означать разные понятия: количество света, испускаемое источником света или количество света, падающего на поверхность.
Количество света, падающего на поверхность, называется «освещенность» и измеряется в люксах (lux – метрическая система) или в канделах (foot-candles (ft—cd) – Английская система). Это основные единицы измерения, с которыми нам придется работать для оптимизации освещенности наших сцен. Количество света, испускаемое источником во всех направлениях, измеряется в люменах (будь то световой поток или поток излучения).
Эти количественные меры различаются, поскольку, чем дальше поверхность от источника света, тем меньше света падает на нее. Источник света, например свеча, создает освещённость 1 люкс на объекте, удаленном от нее на один метр. 1/4 люкса, если этот же объект удален на два метра или 1/9 люкса если объект удален от свечи на три метра.
Некоторые основные уровни освещенности приведены в таблице ниже.
Таблица. 1. Уровни освещённости в различные погодные условия
Условия | Освещение | |
ft-cd) | lux | |
Дневной свет | 1 000 | 10 752 |
Облачный день | 100 | 1 075 |
Пасмурный день | 10 | 107 |
Сумерки | 1 | 10,8 |
Темные сумерки | 0,1 | 1,08 |
Полнолуние | 0,01 | 0,108 |
Четверть луны | 0,001 | 0,0108 |
Звездное небо | 0,0001 | 0,0011 |
Комфортные уровни освещенности
Нам, как дизайнерам и визуализаторам необходимо знать, что в создаваемом нашем изображении правдоподобное освещение, и мы должны быть уверены в достоверности освещения нашего проекта.
В помещениях может быть слишком темно или слишком светло, и эти уровни освещенности зависят от того, какое предназначение этих помещения. Яркость, требуемая для производства ювелирных украшений или сборки электронных компонентов гораздо больше, чем яркость, требуемая для нормального передвижения по комнате. Ниже приведена таблица освещенности для помещений различного назначения.
Таблица. 2. Рекомендуемая освещённость для помещений различного назначения
Активность | Рекомендуемое | |
lux | ft-cd | |
Парковка/ тротуар ночью | 20 – 50 | 2 – 5 |
Склады, дома, лобби, комната отдыха, обычный офис | 100 – 200 | 10 – 20 |
Работа за компьютером, лаборатории, чтение и письмо (высококонтрастное), работа с документами | 500 | 50 |
Супермаркеты, типовая работа с механикой/электроникой | 750 | 75 |
Черчение, рисование набросков, детальная работа с механикой/электроникой, хирургия | 1 000 | 100 |
Детальное черчение, рисование мелких деталей, работа с очень мелкими механическими или электронными деталями | 1 500 – 2 000 | 100 – 200 |
Длительная работа с мелкими, низко контрастными деталями | 2 000 – 10 000 | 200 – 1 000 |
Понимание и использование люксметра
В архитектурном освещении интенсивность света или светоотдача измеряются, чтобы понять, обеспечивает ли конкретный источник света достаточно света для предполагаемого применения. В светотехнической отрасли есть хорошо зарекомендовавшие себя рекомендации по уровню освещенности для широкого спектра применений и типов помещений. Особенно полезно понимать интенсивность света, чтобы правильно оценить, есть ли в помещении адекватные условия освещения. В этой статье будут рассмотрены несколько основных принципов, связанных с интенсивностью света — как измерить интенсивность света, разница между люменами и освещенностью (и что они означают), плюс мы обсудим, как искусственный свет стал настолько важным для нашей повседневной жизнь и благополучие.
Какой лучший показатель для измерения силы света?
Освещенность — это показатель, который используется для измерения интенсивности света в пространстве. Он измеряется в фут-канделах или люксах — это количество света (люмен), падающего на поверхность (на любой квадратный фут или квадратный метр). Следовательно, интенсивность света измеряется в люменах на квадратный фут (фут-канделах) или люменах на квадратный метр (люкс). Измерение количества света, падающего на поверхность, позволяет нам оценить, достаточно ли у нас света для выполнения различных визуальных задач.
Теперь давайте глубже посмотрим, как мы измеряем освещенность. Начнем с рассмотрения двух основных единиц измерения освещения: люмен и освещенность (фут-кандела / люкс) . Часто эти два понятия путают по определению или просто используют один неточно вместо другого, так что давайте разберемся с этим.
Что такое люмен?
Люмен (лм) — это единица измерения, которую мы используем для количественной оценки количества видимого света, который может видеть человеческий глаз.Световой поток конкретного источника света измеряется в люменах. Вы многие замечали, покупая лампочки для дома, что они показывают световой поток. Чем выше световой поток, тем «ярче» или выше интенсивность источника света; чем меньше световой поток, тем меньше яркость или меньшая интенсивность источника света.
Когда вы покупаете лампочки на основании их интенсивности или яркости, вам нужны люмены, а не ватты — просто ватты определяют энергопотребление лампочки.Понимая люмены, мы можем изучить другие показатели освещения, такие как освещенность (фут-канделы / люкс) и то, как это играет ключевую роль в оценке интенсивности источника света.
Источник света, такой как, например, лампа накаливания, излучает свет во всех направлениях, из которых общее измерение отображается как световой поток (о чем мы скоро поговорим). Люмены — это просто единица света, но когда их помещают в контекст для данной площади поверхности, они становятся особенно полезной метрикой.Что переводит нас на освещенность (фут-кандел / люкс) .
Что такое Люкс?
люкс — это просто единица измерения, используемая для описания количества люменов, приходящихся на квадратный фут (фут-кандела) или квадратный метр (люкс) поверхности. Допустим, у вас есть источник света с яркостью 1000 люмен. Если все эти 1000 люмен распределены на площади в 1 квадратный метр, у вас будет освещенность 1000 люкс, то есть яркость пасмурного дня.Но что, если мы разложим это на 10-кратную площадь, то есть на 10 квадратных метров? Ну, освещенность или люкс уменьшится до менее интенсивного и более тусклого 100 люкс. Мы используем тот же подход для фут-свечей, только наши единицы измерения — люмен на квадратный фут.
Причина, по которой мы измеряем интенсивность света, состоит в том, чтобы обеспечить соблюдение определенного «стандарта» освещения. это имеет большое значение для фотографа (чья работа сосредоточена на освещении), как это было бы в хирургическом театре или других помещениях, таких как офисы.
Что такое свеча для ног?
Фут-свеча — это мера силы света — это количество люмен на квадратный фут. Теперь вы можете подумать, что мы уже рассмотрели люкс, так зачем добавлять этот показатель? Разные люди используют разные метрики и по разным причинам. Проще говоря, где 1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр, 1 фут-кандела равен одному люмену на квадратный фут.
Что такое световой поток?
Световой поток — это способ измерения воспринимаемой мощности или общего количества светового потока от источника света.Когда количество люменов — единица количества видимого света, который может видеть человеческий глаз, используется для измерения интенсивности источника света. Для определения светового потока требуется квадратный метр площади (люкс).
Общие измерения освещенности
В светотехнике используется несколько типов показателей и измерений освещения. До сих пор мы рассматривали измерения, связанные с интенсивностью света — люменами, фут-канделами и люксами.
Хотя они полезны для специалистов по освещению, как эти термины соотносятся с реальным миром? Нам нужен небольшой контекст.Например, в типичной классной комнате рекомендуется иметь уровень освещенности около 30-50 фут-кандел или 300-500 люкс. Сравните это с профессиональной лабораторией, в которой стандарты освещения рекомендуют уровень освещенности 75-120 фут-кандел или 750-1200 люкс. Различия в рекомендуемых уровнях освещенности опубликованы IESNA (Общество инженеров по освещению Северной Америки). Рекомендации основаны на многолетнем визуальном тестировании, чтобы определить, сколько света нужно человеческому глазу, чтобы правильно видеть различные задачи с разным уровнем детализации.Из этого примера видно, как в конкретных средах требования к уровню освещенности сильно различаются.
Чтобы объяснить это дальше, вы можете подумать о самом большом источнике естественного света, который у нас есть — солнце. Примеры стандартных уровней освещенности:
- Яркий летний день: 100 000 люкс (~ 10 000 фут-кандел)
- Полный дневной свет: 10000 люкс (~ 1000 фут-кандел)
- Пасмурные дни: 1000 люкс (~ 100 фут-кандел)
- Традиционное офисное освещение: 300-500 люкс (30-50 фут-кандел)
- Общая лестница: 50-100 люкс (5-10 фут-кандел)
- Сумерки: 10 люкс (1 фут-кандела)
- Полнолуние: <1 люкс (<0.1 фут-кандела)
Какой измеритель мне использовать для измерения силы света?
Специалисты по освещению используют люксметр (также называемый измерителем освещенности или люксметром) для измерения количества света в пространстве / на определенной рабочей поверхности. В экспонометре есть датчик, который измеряет падающий на него свет и предоставляет пользователю измеряемое значение освещенности.
Эти портативные устройства обычно используются фотографами для расчета надлежащей освещенности.Однако они также являются важным инструментом, который используется для измерения и проверки уровня освещенности в застроенной среде. Экспонометры — особенно полезный инструмент, если вы измеряете свет в целях безопасности или чрезмерного освещения, которое вызывает напряжение глаз и приводит к потере энергии.
Дополнительным преимуществом использования люксметра является возможность их калибровки. Почему это важно? Подумайте, как зрение одного человека будет определять определенные длины волн света иначе, чем другого. Это означает, что один человек может определить источник света как на или на менее интенсивный, поскольку он по-разному воспринимает или «видит» определенные длины волн.Добавьте к этому, что разные длины волн излучают свет разной интенсивности.
Вот почему люксметры настроены на использование стандартного источника света CIE A . Стандартный люксметр необходим для измерения освещенности лампами накаливания, но как насчет светодиодного освещения? Чтобы измерить интенсивность света от светодиодного освещения, вы должны использовать светодиодный люксметр .
Светодиодное освещениестановится все более распространенным в коммерческой среде из-за энергоэффективности, долговечности, настройки цветовой температуры, безопасности и низких эксплуатационных расходов.Но светодиоды излучают белый свет иначе, чем лампы накаливания или люминесцентные лампы, поэтому важно использовать правильный измеритель.
Как измерить силу света с помощью экспонометра
Использование измерителя освещенности (люкс) — лучший способ измерить интенсивность света — он дает нам возможность выбрать оптимальную интенсивность света для окружающей среды.
1. Измерьте окружающий свет в комнате
Для начала выключите все освещение в комнате, которую вы собираетесь измерять.Включите люксметр, чтобы определить так называемое базовое измерение , — окружающий свет.
Это означает, что вы можете увидеть, насколько существующее освещение добавляет комнате после его включения.
2. Включите свет, снимите мерки
Находясь в центре помещения, убедитесь, что экспонометр настроен на запись вашего нового показания. Не торопитесь — подождите несколько секунд, пока освещение достигнет полной яркости (особенно, если вы измеряете свет от КЛЛ).
3. Обратите внимание на разницу в показаниях
Просто вычтите уровень окружающего освещения из уровня освещенности — это известное как дифференциальное (или дельта) измерение. Это количество света, производимого существующими светильниками. С помощью этого блока измерения освещенности вы можете оценить, насколько он соответствует оптимальному требуемому уровню освещения.
4. Проверьте другие части комнаты
Для освещения открытого офиса или коридора показания экспонометра теоретически должны быть постоянными.Однако, возможно, стоит проверить любые потенциальные «слепые» пятна, чтобы убедиться, что у вас есть последовательность.
Как сила света влияет на работу
Интенсивность света влияет на то, как люди живут, работают и взаимодействуют. Совсем недавно исследователи обнаружили, как свет влияет на наше здоровье и благополучие. Исследования показали, что, хотя стандартный искусственный свет отвечает нашим визуальным потребностям, его недостаточно для обеспечения надлежащих биологических сигналов, которые необходимы нашему телу и мозгу, и даже может оказать негативное влияние на наше здоровье в долгосрочной перспективе.Причина в том, что теперь люди проводят большую часть своей жизни в помещении — мы потеряли связь с солнцем и солнечным днем и больше не получаем критические световые сигналы, необходимые нашему телу и мозгу для улучшения сна и дневной активности. Мы живем в помещении, в котором слишком темно, чтобы наш мозг мог идентифицировать себя как дневное время, и слишком яркий ночью, чтобы наш мозг мог распознать ночное время. Мы потеряли связь с нашим естественным циркадным циклом. Например, подумайте о ярко освещенном продуктовом магазине, в который вы ходите поздно вечером, или о тусклом лекционном зале или конференц-зале, в котором вы можете провести середину дня — это полная противоположность световым сигналам, вокруг которых развивалось наше тело.
Наш современный образ жизни достиг точки, когда большинство из нас проводит около 87% своего времени в помещении. Это означает, что большая часть нашего «дневного света» почти полностью обеспечивается искусственным освещением.
Без надлежащего дневного освещения и из-за того, что мы остаемся более активными в более яркой окружающей среде ночью, наши циклы сна и бодрствования, которые напрямую связаны с нашими циркадными ритмами и выработкой мелатонина (ключевого гормона сна) — , перестают регулироваться. Чтобы получить полноценный и спокойный сон, который способствует дневному бодрствованию и повышению уровня энергии, настроения и продуктивности; нам нужен хорошо функционирующий циркадный ритм.Когда это происходит, мы улучшаем качество сна, позволяя нашим циркадным системам восстанавливать как наше тело, так и наш разум.
Исследования также показали, что правильные дневные световые сигналы также влияют на серотонин (1), предшественник мелатонина. Серотонин помогает нам чувствовать себя позитивно, спокойно и продуктивно — это то, что мы получаем при достаточном дневном освещении, и именно поэтому сезонное аффективное расстройство (САР) является такой проблемой во время продолжительной темноты наших зимних месяцев!
В том же исследовании «Преимущества солнечного света» объясняется:
«Свет, который мы получаем на улице в летний день, может быть в тысячу раз ярче, чем мы когда-либо могли бы увидеть в помещении», — говорит , исследователь мелатонина Рассел Дж.Рейтер — Центр медицинских наук Техасского университета.
«По этой причине важно, чтобы люди, работающие в помещении, периодически выходили на улицу, и, кроме того, все мы стараемся спать в полной темноте. Это может иметь большое влияние на ритмы мелатонина и может привести к улучшению настроения, энергии и качества сна ».
Когда у нас есть доступ к солнечному свету каждый день, мы становимся здоровее, что означает лучшие результаты для людей и предприятий — сотрудники компании, которые хорошо отдохнули ночью, становятся более здоровыми, счастливыми и, следовательно, более продуктивными.Подумайте о времени, когда вы отправились в поход, походы или просто провели весь день на улице — много раз мы обнаруживаем, что после этого мы можем спать лучше и крепче.
Что такое циркадное освещение или освещение, ориентированное на человека?
Циркадное освещение, также известное как Human Centric Lighting (HCL), фокусируется на освещении для здоровья и благополучия человека и на том, как мы можем использовать искусственный свет, чтобы обеспечить преимущества естественного дневного света.До недавнего времени искусственное освещение было сосредоточено на зрительной системе человека, циркадное освещение отвечает потребностям человеческой биологии и циркадной системы человека — цель состоит в том, чтобы обеспечить свет, который помогает людям чувствовать себя более бдительными, счастливыми и продуктивными в течение дня и улучшает сон. ночью, вечером. При проектировании рабочей среды преимущества циркадного освещения или HCL могут способствовать благополучию и сплоченности среди сотрудников.
Как выбрать идеальную интенсивность света
Для разных помещений требуются разные уровни и интенсивность света.Установление надлежащих уровней освещения не только позволяет нам видеть и выполнять задачи, но и интенсивность света также обеспечивает подсознательные визуальные подсказки, которые помогают в поиске пути и визуальной иерархии в пространстве. Вы можете этого не осознавать, но даже освещение в корпоративной среде часто используется для создания ощущения «корпоративной культуры». Итак, как выбрать идеальную интенсивность света?
Наиболее целостный подход заключается в рассмотрении различных вариантов использования пространства, возраста людей, которые могут использовать это пространство, и того, как долго они могут занимать каждое пространство.
Возьмем типичную офисную среду , рекомендуемый уровень освещенности для открытого офиса составляет около 30 фут-кандел (в среднем) или 300 люкс (в среднем). Однако не имеет смысла и неудобно иметь везде одинаковый уровень освещенности.
Давайте, например, подумаем о конференц-залах или переговорных комнатах. Для презентаций или встреч с большим количеством участников потребуется другая интенсивность света по сравнению с неформальным командным проектом.
Конференц-залы могут нуждаться в 30 фут-канделах (300 люкс) для личных встреч, но у вас также могут быть видеопрезентации, где вам нужно уменьшить интенсивность света, чтобы вы могли более четко видеть проекционный экран или изображения.В большинстве пространств важно иметь слои света и решение освещения, которое было бы универсальным и ориентированным на человека, отвечающим потребностям жителей. Некоторые конференц-залы предназначены для быстрого наверстывания, а другие используются для тренировок в течение всего дня. Если в этих помещениях нет доступа к дневному свету, чрезвычайно важно подумать о том, как можно использовать циркадное освещение, чтобы улучшить состояние этих пространств.
Еще одна среда, для которой интенсивность внутреннего освещения является важным фактором, — это классы .Обучение — это очень визуальный опыт, поэтому соответствующие световые решения должны работать в соответствии с физической средой. Мы должны учитывать горизонтальные задачи (количество света, необходимое для столов) и вертикальные задачи (количество света, необходимое для того, чтобы видеть надписи на белых досках). Как правило, для типичного класса рекомендуется 30 фут-кандел (300 люкс) в горизонтальной плоскости.
В школьной среде мы также хотим рассмотреть методы уменьшения бликов при поддержании постоянного уровня освещенности, чтобы все ученики могли видеть.Кроме того, исследования показали, что дети и подростки, которые получают правильные утренние световые сигналы, улучшают работоспособность, бдительность и снижают гиперактивность.
Наконец, давайте посмотрим на больницы и медицинские центры. Больницы — это сложное для освещения пространство, есть множество людей, у которых есть противоречивые потребности в освещении — пациенты могут нуждаться в слабом освещении, в то время как медсестрам нужен свет, чтобы видеть, что они делают. Потребность в освещении дневных медсестер по сравнению с медсестрами ночной смены также является проблемой.
Помещения для ухода за пациентами нуждаются в высококачественном освещении, чтобы медицинские работники могли правильно видеть вены и тон кожи, чтобы оценить любые потенциальные проблемы, связанные с цианозом или сепсисом.
Кроме того, мы знаем, что дневной свет так важен для здоровья человека, но когда вы больны и не можете двигаться, вы не можете выйти на улицу, чтобы получить столь необходимые для здоровья преимущества дневного света. Это делает обеспечение циркадного освещения в зонах ухода за пациентами еще более важным. Кроме того, медицинский персонал также получает большую пользу от освещения циркадного ритма, чтобы способствовать формированию сильных дневных циркадных сигналов.
Если мы сосредоточимся на палатах для пациентов , создание здоровой, спокойной обстановки важно для выздоровления пациента. Как правило, 10 фут-кандел (100 люкс) — это комфортный и более низкий уровень освещенности для отдыха.
Но что, если пациент хочет читать — пациенту может потребоваться немного более высокий уровень освещенности — около 20 фут-кандел (200 люкс). Однако мы также должны учитывать потребности медицинских специалистов — в палатах пациентов также есть отдельная лампа для осмотра, которую можно включать и выключать по мере необходимости для проведения обследований у постели больного и обеспечивать более высокий уровень освещения — до 50-75 фут-кандел или 500-750 люкс.Кроме того, когда пациент спит, медицинскому персоналу может потребоваться зайти в палату для измерения жизненно важных функций, и им понадобится рабочий свет, который может обеспечить 10 фут-свечей (100 люкс), в идеале, не беспокоя пациента.
Важность выбора интенсивности света, использования слоев света для визуального комфорта, а также реализации технологии циркадного освещения очевидна — она лежит в основе технологии циркадного освещения. BIOS человеческого освещения потратил годы на разработку с использованием научных данных для создавать решения, ориентированные на биологию.
(1) М. Натаниэль Мид (апрель 2008 г.), «Преимущества солнечного света: яркое пятно для здоровья человека», Environ Health Perspect.
Что такое люмен. Что такое Люкс? Единицы измерения освещения
Чтобы понять освещение, необходимо знать основные параметры освещения. Для простоты мы будем говорить только о двух единицах: люмен и люкс.
Люмен
Люмен — это единица светового потока в системе СИ (Международная система единиц измерения).Это измерение световой энергии, излучаемой источником света. Это зависит от типа источника света.
Лампа накаливания мощностью 40 Вт дает около 500 люмен. Люминесцентная лампа мощностью 32 Вт дает около 1000 люмен. Светодиодная лампа мощностью 3 Вт дает 500 люмен.
Стоимость и срок службы источника — это две вещи, которые определяют, что использовать.
Экономия энергии в освещении — это результат создания более энергоэффективного источника света.
Люкс
Люкс — это единица освещенности, которая показывает, сколько света падает на поверхность.Один люкс определяется как освещенность, возникающая, когда один люмен падает на площадь одного квадратного метра, поэтому один люкс равен одному люмену на квадратный метр площади.
Освещенность в ясный день 100 000 люкс. Для телевизионного футбольного матча требуется освещенность около 16 000 люкс. На кухню требуется около 500 люкс. Дорога общего пользования в ночное время требует около 30 люкс.
Освещенность
Требуемая освещенность поверхности зависит в первую очередь от типа или характера работы или деятельности человека на освещенной поверхности.
Следовательно, шаг 1 — определить, сколько требуется освещенности. Тип задачи, продолжительность использования, возраст и количество людей, работающих в этой области, уровень точности работы, доступное естественное освещение — все это некоторые из факторов, которые определяют требования к освещенности.
Шаг 2 — определить, сколько и какого типа требуется источников света для получения требуемой яркости. Следует учитывать три основных фактора.
Тип источника: стоимость, цвет и срок службы источника являются основными решающими факторами при выборе типа источника света.
Энергия падающего света подчиняется квадрату. Освещенность на поверхности косвенно пропорциональна квадрату расстояния, поэтому расстояние от источника является важным фактором.
Коэффициент использования также является фактором, определяющим, какая часть светового потока от источника фактически доступна на требуемой поверхности. Отражатели, абажуры и светильники могут увеличивать или уменьшать коэффициент использования. Хорошие промышленные приспособления могут иметь коэффициент использования до 90%.
Полное руководство по измерению освещенности
Это новое руководство покажет вам все, что вам нужно знать об измерении света.
Важно понимать различные термины, используемые для описания света. Это руководство охватывает все, от измерения света в электромагнитном спектре до понимания воспринимаемой яркости человеческим глазом, интенсивности света и инструментов, используемых для измерения света.
Погрузимся в …
Хотите узнать больше об измерении освещенности? Получите бесплатный PDFЯ пришлю вам копию, чтобы вы могли прочитать ее, когда вам будет удобно.Просто дайте мне знать, куда его отправить (занимает 5 секунд):
СодержаниеГлава 1: Единицы света — Общие термины измерения освещенности
Глава 2: Радиометрия — Сколько света там
Глава 3: Фотометрия — Как вы видите свет (человеческое восприятие)
Глава 4: Спектрометрия — Измерение длины волны
Глава 5: Способы измерения света — Как измерить интенсивность света
Глава 6. Инструменты для измерения освещенности — Какие инструменты используются для измерения освещенности
Глава 1:
Единицы света (Общие термины измерения освещенности)В осветительной промышленности для измерения освещенности используется несколько различных единиц измерения, в зависимости от того, какая информация требуется.
Ниже приведены несколько наиболее распространенных единиц и терминов:
Поток (световой поток) — Происходит от латинского слова «Fluxus», означающего поток , поток — это количество энергии, излучаемой светом в секунду, измеренное в люмен (лм) .
Когда дело доходит до освещения, необходимо учитывать Вт (Вт), (потребляемая энергия) по сравнению с люмен (лм), (яркость). Или потребление электроэнергии по сравнению с светоотдачей. Люмены оцениваются для человеческого восприятия, а ватты — нет.
- Люмен (лм) — единица светового потока в системе СИ, это единица светового потока.
- Ватт (Вт) — Единица измерения электрической мощности, это радиометрическое измерение.
Интенсивность света — Количество видимого света, излучаемого в единицу времени на единицу телесного угла
- Candela (cd) — Базовая единица измерения силы света в системе СИ. Это единица силы света источника света в определенном направлении.2 = 1 нит
- Nit (nt) — Название, данное для единицы яркости
Для облегчения понимания представьте себе лампу, излучающую свет.
- Свет от лампы измеряется в люменах (мера силы света)
- Свет, падающий на поверхность, выражается в люксах .
- Человеческий глаз видит это визуально с точки зрения яркости или яркости, которая измеряется в канделах.
Глава 2
Радиометрия — Сколько там светаЧто такое радиометрия
В целом радиометрия — это наука об измерении электромагнитного излучения.Что касается оптики, это относится к обнаружению и измерению световых волн в оптической части электромагнитного спектра (инфракрасного, видимого и ультрафиолетового). Радиометрия также включает определение распределения абсолютной мощности излучения.
Почему важна радиометрия
Радиометрия охватывает широкий спектр задач по обнаружению и измерению света.
Вот несколько распространенных приложений:[источник]
4 Традиционно используемые геометрические описания в радиометрии
Основная единица радиометрии называется Radiant Flux .
1. Radiant Flux / Power — Выраженный в ваттах, лучистый поток можно определить как полную оптическую мощность источника света. Его также можно определить как скорость потока лучистой энергии. Вы можете думать об этом как об общем количестве света, излучаемого лампочкой.
2. Интенсивность излучения — Также измеряется в ваттах, интенсивность излучения — это количество потока, излучаемого через известный телесный угол.
3. Энергия излучения — Энергия освещенности, измеряемая в ваттах на квадратный метр, представляет собой измерение лучистого потока на известной площади поверхности.
4. Сияние — Сияние, измеряемое в ваттах на квадратный метр, стерадиан, является мерой силы излучения, излучаемого из единицы площади источника.
Глава 3: Фотометрия — как вы видите свет (видимый свет)Что такое фотометрия
Фотометрия — это разновидность радиометрии, которая применяется только к видимой части электромагнитного спектра. В то время как радиометрия фокусируется на измерении лучистой энергии с точки зрения абсолютной мощности, фотометрия учитывает реакцию человеческого глаза и фокусируется на измерении света с точки зрения воспринимаемой яркости.
Фотометрия — это «наука об измерении силы света, где« свет »относится к общему интегрированному диапазону излучения, к которому чувствителен глаз.
Фотометрия отличается от радиометрии, при которой обнаруживается и измеряется каждая отдельная длина волны в электромагнитном спектре, включая ультрафиолет и инфракрасный свет ». Фотометрия. В EDU.photonics.com/Photometry: Ответ на вопрос о восприятии света Получено с https : //www.photonics.ru / a25119 / Photometry_The_Answer_to_How_Light_Is_Perceived
Почему важна фотометрия
Фотометрия измеряет видимый свет с точки зрения человека.
Общие приложения для фотометрии:
Как и в случае радиометрии, применение фотометрии также разнообразно. Он используется в ряде отраслей для проверки интенсивности света, производимого дисплеями, приборными панелями, приборами ночного видения и т. Д.
Основной единицей фотометрии является люмен.Фотометрия состоит из четырех основных понятий:
1. Световой поток — Световой поток, измеряемый в люменах, представляет собой измерение общей воспринимаемой мощности, излучаемой источником света во всех направлениях.
2. Сила света — Сила света в канделах — это количество света, излучаемого источником в определенном направлении.
3. Освещенность — Освещенность измеряется в люменах на единицу площади; это количество света, падающего на поверхность.Освещенность также можно назвать фут-свечой.
4. Яркость — Яркость, измеряемая в канделах на квадратный метр или нит, представляет собой общий свет, излучаемый или отраженный от поверхности в заданном направлении. Он показывает, насколько ярко мы воспринимаем результат взаимодействия падающего света и поверхности.
Изображение предоставлено: J.C. Walker, Light Sources — Technology and Applications [CC Attribution-ShareAlike 3.0]
Глава 4:
Спектрометрия — Измерение длины волныСпектрометрия известна наукой и использованием спектрометров для измерения и анализа.Это исследование взаимодействия между светом и веществом, а также реакций и измерения интенсивности излучения и длины волны .
На схеме ниже показано, как спектрометрия используется для анализа образца. Образец показан на этапе 2. Спектрометрия также может использоваться для анализа длин волн, присутствующих в данном источнике света. В этом случае между источником и дифракционной решеткой не было бы образца.
i Источник: Спектрометрическая диаграмма публичной лаборатории [CC BY 2.0] (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/), с flickr
Использование для спектрометрии:
В статье «Что такое спектрометрия и для чего она используется», написанной ATA Scientific Instruments, подробно описаны современные способы использования спектроскопии:
- В астрономии мы можем использовать уникальные спектры для определения химического состава объектов в космосе.
- Мы также можем использовать его для определения свойств космических объектов: в основном их температуры, а также их скорости.
- Применяется для скрининга метаболитов, а также для анализа и улучшения структуры лекарственных средств.
Биомедицинское использование света состоит из диагностических и терапевтических применений. Узнайте больше о спектроскопии в биомедицинских услугах.
Спектрорадиометрия — это «измерение энергии света на отдельных длинах волн в пределах электромагнитного спектра. Оно может быть измерено по всему спектру или в определенной полосе длин волн».
Спектрорадиометрия.В KonicaMinolta.us: Радиометрия, спектрорадиометрия и фотометрия Получено с: https://sensing.konicaminolta.us/learning-center/light-measurement/radiometry-spectroradiometry-photometry/
Две основные концепции спектрорадиометрии:
Spectral Radiance — яркость поверхности на единицу частоты или длины волны. Единицы СИ для спектральной яркости — стерадианный нанометр ватт / квадратный метр.
Спектральная освещенность — энергетическая освещенность поверхности на единицу частоты или длины волны.В системе СИ для спектральной освещенности используется ватт / кубический метр.
Глава 5: Как измерить интенсивность светаРасчет интенсивности света зависит от источника света и направления, в котором он излучает свет. Количество света, падающего на поверхность, называется освещенностью и измеряется в люксах.
Sciencing написала пошаговую статью / эксперимент о том, как рассчитать интенсивность света с помощью силы света вокруг лампочки, которая излучает свет одинаково во всех направлениях.В заключении уточняется, что «интенсивность света в вашей точке на сфере равна количеству ватт, излучаемому лампочкой, деленному на площадь поверхности сферы». Полные расчеты можно найти здесь.
В фотометрии сила света является мерой мощности излучения, излучаемой объектом в определенном направлении , и зависит от длины волны излучаемого света.
Что наиболее важно с точки зрения измерения силы света , так это фактическое количество люменов, падающих на определенную поверхность ().
Измерение уровня освещенности
Как отмечалось выше, поток — это общий световой поток. Ватты относятся к абсолютной мощности, а люмены — к человеческому восприятию.
В чем разница между яркостью и освещенностью
«Яркость — это количество света, отраженного от освещаемой поверхности».
Освещенность — это количество света, падающего на поверхность.
Яркость — это то, что мы измеряем по поверхности, на которую падает свет.
Top Light Co назвала его лучшим …
Думайте об этом так: IL-яркость, IL, I = падающий свет. Освещенность измеряет падающий свет. Яркость — это то, что уходит с поверхности — L = уходит. Освещенность измеряет происшествие, яркость — то, что уходит.
Глава 6: Какие инструменты используются для измерения света1. Фотометр
Фотометр — это прибор для измерения силы света.Его можно определить как прибор, измеряющий видимый свет.
Два типа фотометров:
1. Измерители яркости — определяют выходную видимую энергию источника света
Измерения яркости используются для таких продуктов, как светофоры и автомобильные задние фонари.
2. Измерители освещенности — измеряют видимую энергию, падающую на поверхность объекта.
Измерители яркости и колориметры
2.Интегрирующая сфера
«Интегрирующая сфера собирает электромагнитное излучение от источника, полностью внешнего по отношению к оптическому устройству, обычно для измерения потока или оптического ослабления».
Основы интеграции и приложения Sphere
3. Спектрометр
«Основная функция спектрометра состоит в том, чтобы улавливать свет, разбивать его на его спектральные составляющие, оцифровывать сигнал в зависимости от длины волны, считывать его и отображать через компьютер.”
Спектрометр
4. Измеритель освещенности
Люксметр — это прибор, используемый для измерения уровня освещенности . Уровень освещенности — это количество света, измеренное на плоскости.
Заключение
Когда речь идет о мощности света и его измерении, используется множество терминов и технологий. Ключ к пониманию того, как сочетаются все эти уникальные аспекты.
Понимание измерения света помогает нам, как поставщику световых решений, соответствовать требованиям яркости и однородности для ваших конкретных приложений.
люмен и люкс — определение измерения освещенности
Из Википедии, бесплатная энциклопедия
люкс — производная единица, основанная на люменах, а люмен — это производная единица, основанная на канделах.
Один люкс равен одному люмену на квадратный метр, где 4π люмен — это полный световой поток источника света силой света в одну канделу:
1 люкс = 1 люмен / кв.м
Как и в других единицах СИ , Можно использовать префиксы SI, например килолюкс (klx) равен 1000 люкс.
Люмен определяет световую энергию, излучаемую источником света. LUX, с другой стороны, определяет «плотность света» по площади поверхности и зависит от конструкции светильника. Например, параболический отражатель концентрирует световое излучение лампочки и, следовательно, увеличивает выходную мощность лампы в люксах.
Световой поток лампочки измеряется производителем лампы с помощью откалиброванного очень дорогого светомера. Покупатель лампы не может измерить или подтвердить световой поток лампы.С другой стороны, значение люкс осветительной арматуры легко измерить с помощью недорогих люксметров.
При измерении лампочек разница между люменами и люксами заключается в том, что люминесценция — это ОБЩИЙ ВЫПУСК лампы, а в люксах учитывается площадь, на которую проецируется световой поток. Следовательно, световая мощность источника света зависит от модификатора света (отражателя), предназначенного для концентрации света. Поток в 1000 люмен, сконцентрированный на площади в один квадратный метр, освещает этот квадратный метр яркостью 1000 люкс.Те же 1000 люмен, расположенные на площади десяти квадратных метров, дают яркость диммера всего 100 люкс. Математически 1 лк = 1 лм / м2.
Один люминесцентный светильник мощностью 12000 люмен может осветить жилую кухню яркостью 500 люкс. Чтобы осветить заводской пол площадью в десятки раз больше кухни, потребовались бы десятки таких светильников. Для освещения большей площади до того же уровня люкс требуется большее количество люменов.
Люкс по сравнению с фут-канделей
Одна фут-кандела ≈ 10.764 люкс. Фут-кандела (или люмен на квадратный фут) — внесистемная единица яркости. Как и BTU, он в основном широко используется только в Соединенных Штатах, особенно в строительной инженерии и в строительных нормах и правилах. Поскольку люкс и фут-кандела — это разные единицы измерения одного и того же количества, вполне допустимо преобразование фут-кандел в люкс и наоборот.
Название «фут-свеча» передает «освещенность, отбрасываемую на поверхность источником в одну канделу на расстоянии одного фута». Как бы естественно это ни звучало, этот стиль названия сейчас не одобряется, потому что формула измерения единицы измерения — это не фут-кандела, а люмен / кв. Фут.Некоторые источники, однако, отмечают, что «люкс» можно рассматривать как «метр-свечу» (то есть освещенность, отбрасываемую на поверхность источником в одну канделу на расстоянии одного метра). Источник, расположенный дальше, обеспечивает меньшую освещенность, чем ближайший, поэтому один люкс — это меньше освещенности, чем одна фут-кандела. Поскольку освещенность подчиняется закону обратных квадратов, и поскольку один фут = 0,3048 м, один люкс = 0,30482 фут-кандела ≈ 1 / 10,764 фут-кандела.
В практических приложениях, например при измерении освещенности помещения, очень трудно измерить освещенность с точностью более 10%, и для многих целей вполне достаточно рассматривать одну фут-канделу как примерно десять люкс.
Как измерить свет в фут-свече, люменах и люксах
Как определить уровень освещенности, необходимый для различных приложений, чтобы добиться оптимального освещения и безопасности, а также визуального комфорта? Мы часто покупаем наши лампочки в соответствии с их потребляемой мощностью, не зная, какое количество света они излучают. Как мы измеряем свет? В светотехнике мы часто говорим о фут-свечах, люменах и люксах. Ниже приведены основные справочные сведения, которые помогут вам измерить свет.
Ножная свеча
Вот простая иллюстрация, которая поможет вам понять измерение фут-свечи. Представьте, что вы устанавливаете свечу на расстоянии 0,30 метра (1 фут) от плоской стены, на которой мы нарисовали квадрат размером 0,09 квадратных метра (1 квадратный фут). Один люмен на квадратный фут будет освещать эту поверхность.
Фут-свеча — это наиболее распространенное средство измерения освещения в отрасли. Почему мы все еще используем слово «свеча» для измерения света в наши дни? Объяснение этого выбора восходит к происхождению самой свечи.Когда люди начали измерять интенсивность света, свечи были наиболее распространенным доступным источником света.
В то время промышленность по производству свечей обеспечивала последовательный, устойчивый, чистый и эффективный способ измерения света. Таким образом, мы используем это известное выражение и по сей день.
Люмен и Люкс
Просвет — важная единица: он измеряет общее количество видимого света, излучаемого данным источником. Все остальные измерения основаны на просвете. Измерение просвета возникло из базовой концепции фут-свечей.Это может быть более или менее проиллюстрировано изображением, показанным здесь. Сегодня существует более научное определение, но этот рисунок помогает визуализировать просвет.
Представьте себе свечу, установленную в центре сферы диаметром 0,60 метра (2 фута). Если мы прорежем отверстие размером 0,09 квадратных метра (1 квадратный фут) в центре этой сферы, то свет, который будет проходить через него, будет тем, что мы определяем как просвет.
Фут-свеча равна одному люмену на квадратный фут. Это британская мера.В метрической системе просвет измеряется квадратным метром или люксом. Таким образом, фут-свеча эквивалентна приблизительно 10 люкс или 10,57 люкс.
Более высокое количество люменов указывает на более яркий и интенсивный свет, тогда как меньшее количество люменов означает более тусклое и приглушенное освещение.
Как измерить люмен или люкс
На самом деле люмены измерить довольно сложно: обычно требуются лабораторные исследования. Следовательно, если вы хотите узнать количество люменов, излучаемое вашей лампой или осветительным прибором со встроенной лампой, вы можете обратиться к упаковке продукта или обратиться к каталогу светильников.
Переход от ватт к люменам
Есть смысл оценивать количество света по потребляемой лампе ватт. Если вы хотите заменить лампочку, следуйте этому простому практическому правилу, чтобы преобразовать ватты в люмены и наоборот.
Сколько вам нужно освещения?
Обычно мы устанавливаем оптимальные требования к освещению, исходя из потребности в подходящих ножных свечах. Как определить наилучшее количество освещения для вашего конкретного приложения? Общество инженеров по освещению Северной Америки (IES) установило ряд руководящих принципов, с которыми вы, возможно, захотите ознакомиться.
Ниже приводится инфографика, в которой излагается ряд рекомендаций по определению количества люменов, необходимого для освещения различных комнат вашего дома:
Свяжитесь с одним из наших специалистов по освещению. Эта оценочная услуга по промышленному или коммерческому применению предоставляется бесплатно.
Свяжитесь с нами
Наука с помощью смартфона: Измерение освещенности с помощью люкс
Это наше второе занятие, которое требует использования смартфона или планшета.Пожалуйста, сообщите нам свое мнение. Напишите по электронной почте [email protected] с отзывами об использовании технологий в этом — и будущем — мероприятиях Bring Science Home.
Ключевые понятия
Физика
Свет
Измерение
Математика
Введение
Знаете ли вы, что вы можете использовать смартфон в качестве научного инструмента для исследования окружающего мира? Смартфоны содержат множество встроенных электронных датчиков, которые могут измерять такие явления, как звук, свет, движение и многое другое.В этом упражнении вы будете использовать датчик освещенности на телефоне или планшете, чтобы исследовать яркость света от разных источников света и мест. Насколько ярка лампа для чтения в вашей гостиной по сравнению с прямыми солнечными лучами? Попробуйте это занятие, чтобы узнать!
Фон
Измерение предметов вокруг вас, например расстояния, вероятно, довольно привычно. Единицы измерения, такие как дюймы или сантиметры, могут описывать расстояние между одной точкой и другой. Но в окружающем нас мире есть много других качеств, которые мы также можем превратить в измеримые величины.Например, знаете ли вы, что можно измерять свет? Вы можете описывать уровни освещенности относительно других вещей, например, «темно как ночь» или «ярче солнца», но вы, вероятно, не станете использовать число. Но так же, как вам может понадобиться линейка для измерения расстояния, вы можете использовать инструмент для измерения точных единиц света.
Свет можно измерить по-разному. Одна единица измерения называется люкс, которая описывает, сколько света падает на определенную область. (Это отличается от единицы люмен, которая показывает вам общее количество света, излучаемого источником света.) Количество люкс становится меньше по мере удаления от источника света. Это имеет смысл, если задуматься: лампочка выглядит намного тусклее, если вы стоите на расстоянии 100 футов от нее, а не близко — даже если она по-прежнему излучает такое же общее количество света в люменах. Типичные уровни освещенности на открытом воздухе могут варьироваться от менее 1/1000 люкс в темную ночь до более 30 000 люкс при прямом солнечном свете!
Вот тут-то и пригодится смартфон. Уже давно существуют автономные люксметры (например, для использования в фотографии), устройства с датчиком освещенности и экраном, отображающим уровень освещенности в люксах.Однако современные смартфоны и планшеты обычно содержат встроенные датчики освещенности, которые используются для автоматической регулировки яркости экрана в зависимости от уровня освещенности (например, делая экран ярче и легче его увидеть, если вы используете устройство под прямыми солнечными лучами, но затемняете. экран в более темных помещениях, чтобы он не был слишком ярким для ваших глаз). Многие телефоны могут запускать приложения, которые будут отображать световые показания в люксах. Чтобы узнать больше об уровнях освещенности в мире вокруг вас, найдите смартфон или планшет и начните измерения!
Материалы
- Смартфон или планшет с доступом в Интернет и разрешением на загрузку и установку приложения
- Взрослый (для проверки и загрузки приложения)
- Различные источники света (фонарик, лампа, потолочный светильник и т. Д.).)
- В разных местах (темный шкаф, комната с окнами, на улице и т. Д.)
- Линейка (опция)
Подготовка
- Попросите взрослого помочь вам найти приложение «люксметр» или «люксметр» на смартфоне или планшете. Доступно множество бесплатных опций (обратите внимание, что в некоторых приложениях может быть включена реклама или встроенные покупки).
- Познакомьтесь с вашим приложением для люксметра. Некоторые приложения просто отображают число на экране, тогда как другие отображают счетчик или график.Некоторые также позволяют записывать данные. Убедитесь, что приложение работает: переместите телефон из темной комнаты в светлую или поднесите его к лампочке (лампочки бывают горячими и яркими, поэтому будьте осторожны), и вы увидите, что числа колеблются. .
- Найдите датчик освещенности на вашем устройстве. Обычно он находится в верхней части передней части телефона (сторона с экраном). Вы можете сделать это, проведя кончиком пальца по поверхности телефона, когда открыто приложение люксметра. Когда ваш палец накрывает датчик освещенности, показания должны упасть.Убедитесь, что вы случайно не закрыли датчик во время занятия.
- Примечание. Некоторые приложения могут отображать уровни освещенности в других единицах, например «EV», что означает «значение экспозиции» и используется в фотографии для измерения количества света, падающего на камеру. Концепции, описанные в этом упражнении, по-прежнему применимы, и вы по-прежнему можете сравнивать различные источники света или то, как уровни света меняются с расстоянием от источника света. Однако числа, которые вы измеряете в EV, не будут такими же, как в люксах.
Порядок действий
- Проверьте, как меняются показания в люксах с расстоянием от фиксированного источника света. Например, встаньте прямо под потолочным светильником, держите телефон экраном вверх и перемещайте телефон вверх и вниз. Как вариант, держите телефон боком и направьте его на торшер, когда вы подходите к нему все ближе и дальше. Как показания меняются с расстоянием?
- Теперь сравните разные источники искусственного света на одинаковом расстоянии.Вы можете использовать линейку для этого или любой удобный предмет (или часть тела, например предплечье) в качестве распорки. Точное расстояние не имеет значения, если вы поддерживаете его постоянным. Как фонарик сравнить с лампочкой? А как насчет света телевизора или экрана компьютера? Какой источник света в вашем доме самый яркий? Самый тусклый?
- Наконец, измерьте уровень внешней освещенности в разных местах. Выключите все источники искусственного света. Как уровень освещенности снаружи соотносится с уровнем освещенности внутри? А как насчет комнаты с закрытыми оконными покрытиями по сравнению с открытыми оконными покрытиями? В комнате, где вы спите ночью, а не днем? Какая комната в вашем доме получает больше всего естественного света? Какая комната получает меньше всего?
- Дополнительно: Попробуйте наклонить телефон на относительно источника света и посмотрите, как меняются показания.
Наблюдения и результаты
Вы, наверное, заметили, как резко меняется уровень освещенности с увеличением расстояния от источника света. Вы можете увидеть только несколько десятков или сотен люкс, когда находитесь на другом конце комнаты от лампочки, но если вы поднесете телефон прямо к лампочке, показания могут исчисляться тысячами или даже десятками тысяч. Это связано с математической зависимостью, называемой законом обратных квадратов. По мере того, как свет расширяется наружу от источника, количество света, попадающего в каждую область, очень быстро падает.Солнце так далеко, что может показаться удивительным, что показания в люксах под прямыми солнечными лучами настолько высоки (десятки тысяч люкс). Это дает нам представление о том, насколько ярким является само солнце!
Если вы попытались наклонить телефон, вы могли заметить, что показания уменьшились, хотя расстояние между телефоном и источником света не изменилось. Угол поверхности относительно источника света также определяет, сколько света попадает на нее, потому что свет распространяется по прямой линии.Поверхность, перпендикулярная световым лучам (под углом 90 градусов), будет собирать больше всего света. Вот почему так важно, чтобы солнечные панели были нацелены прямо на Солнце, и почему полюса Земли получают меньше света (и являются более холодными), чем экватор.
Наличие единицы измерения и устройства для ее измерения может быть полезно для более точного определения и сравнения различных сред. Например, вы можете обнаружить, что определенный диапазон люкс наиболее удобен для чтения книги.Эти измерения можно использовать при проектировании зданий, например школ, чтобы обеспечить достаточное количество света для различных зон и видов деятельности.
В зависимости от вашего телефона или приложения, который вы использовали, диапазон значений, которые вы могли измерить, мог быть ограничен. Некоторые приложения, например, могут не отображать десятичные значения, что затрудняет измерение уровней освещенности ниже 1 люкс (другими словами, даже если реальное значение составляет 0,4 люкс, приложение будет отображать 0 люкс). Чаще всего это происходит в очень темных местах, например, в туалете или на улице ночью.Максимальное чтение также может быть ограничено приложением или аппаратным обеспечением телефона или планшета. Вы можете, например, увидеть на улице только 10 000 люкс при прямом солнечном свете — даже если вы ожидали, что показание составит 30 000 люкс или более. Об этом полезно помнить при использовании любого измерительного прибора. Точно так же, как длина линейки не может отражать всю длину футбольного поля — или кухонный термометр не может сказать нам температуру поверхности солнца — многие цифровые измерительные инструменты не могут обеспечить полный диапазон возможных измерения.
Дополнительные сведения
Освещенность: что такое люкс? от All About Circuits
Закон обратных квадратов, свет, от Hyperphysics в Университете штата Джорджия
Рекомендуемые уровни освещенности (освещенности) для открытых и закрытых помещений (pdf), от Национальной оптической астрономической обсерватории
Наука со смартфоном: децибелметр, от Scientific American
Занятия STEM для детей от Science Buddies
Эта деятельность предоставлена вам в сотрудничестве с Science Buddies
единиц и измерений — Методы и материалы ANACC
Light — Примечания к физическим и субъективным единицам измерения
| Физические единицы | Субъективные единицы |
|---|---|
|
|
|
|
Интенсивность луча света определяется как мощность на единицу поперечного сечения и измеряется в ваттах -2 или эйнштейнах м -2 сек -1
| Интенсивность на дистанции: — один фут от стандартной свечи — один фут. -один метр от стандартной свечи — это одна метровая свеча или один люкс. NB . 1 фут-кандела = 10,8 люкс
|
Полезный диапазон для культивирования микроводорослей 20-200 мкмоль. фотоны м -2 с –1 Прямой солнечный свет (полдень в тропиках) составляет примерно 1700 мкмоль. фотоны м -2 с –1 |
NB . В других контекстах эти единицы могут вводить в заблуждение. Например, некоторые фотосинтезирующие бактерии, использующие инфракрасный свет, не будут расти под яркими люминесцентными лампами, которым не хватает инфракрасного света; тем не менее, вольфрамовые лампы более тусклого вида, но с высоким уровнем инфракрасного излучения будут способствовать гораздо лучшему росту. |
Примечание. Преобразование физических единиц в субъективные зависит от относительной видимости различных длин волн, то есть определенные длины волн «более заметны» для человеческого глаза, чем другие.Следовательно, как преобразование между люксами и мкмоль. фотоны m -2 s –1 — преобразования, зависящие от длины волны, должны быть только приблизительными;
например; X мкмоль. фотонов м -2 с –1 = Люкс x ~ 0,0165… или… 1000 Люкс = 16-20 мкмоль.