Jak mierzy się natężenie światła

Różne typy lamp wytwarzają różne strumienie świetlne, co oznacza, że jakość światła jest bardzo różna. Aby dobrać odpowiednie źródło światła do danego pomieszczenia, należy zrozumieć, w jaki sposób strumień świetlny odnosi się do natężenia światła. Nie ma sensu zagłębiać się zbytnio w ten temat, ale warto poznać jego podstawy.

Co to jest natężenie światła

Przede wszystkim należy zrozumieć, że promieniowanie z dowolnego źródła światła nie jest równomiernie rozłożone w przestrzeni. Aby scharakteryzować jego rozkład w różnych kierunkach, stosuje się pojęcie natężenia światła. Jest to gęstość przestrzenna strumienia świetlnego określona przez jego stosunek do kąta bryłowego, w wierzchołku którego źródło światła. Odcinek, w którym rozłożony jest strumień świetlny, nazywany jest natężeniem oświetlenia - jego wzór jest następujący:

F odzwierciedla strumień światła, a ω jest kątem bryłowym. Jednostką natężenia światła jest kandela. Aby nie zagłębiać się w terminy fizyczne, możemy użyć bardziej powszechnej jednostki: 1 kandela, która rozłożona w kącie padania równa jest 1 lumenowi.

Po zrozumieniu tych niuansów łatwo jest zrozumieć, czym jest natężenie światła i czym różni się od innych wskaźników.

W celu zastosowania tych informacji należy wspomnieć o wskaźniku natężenia oświetlenia. Odbija ona ilość światła padającego na daną powierzchnię.

Jak się ją oblicza

Na poziomie gospodarstwa domowego najprostszą definicją natężenia światła jest jasność żarówki. Im większa moc, tym większa wartość, ale jak wspomniano powyżej, wartość ta zależy w dużym stopniu od kąta, pod jakim rozchodzi się strumień światła.

Oznacza to, że natężenie światła nie zależy od mocy żarówki, lecz od kąta rozsyłu. Aby to wyjaśnić, można posłużyć się przykładem latarki. W modelach z żarówkami halogenowymi zwykle stosuje się wersję o mocy ok. 30 W. Jeśli podłączysz taką żarówkę w ciemnym pomieszczeniu, będzie je oświetlać, ale jakość oświetlenia będzie daleka od ideału.

Proste wyjaśnienie podstawowych pojęć wraz ze wzorami.

Jeśli jednak żarówkę umieścimy w odbłyśniku, który ogranicza rozprzestrzenianie się światła, nie będzie się ono rozchodzić we wszystkich kierunkach, lecz skupiać w jednym. Natężenie światła wzrośnie wielokrotnie i będzie tym większe, im węższy będzie kąt jego rozchodzenia się.

Innymi słowy, jeśli w inteligentny sposób zastosuje się odbłyśniki lub skoncentruje strumień świetlny w ograniczonej przestrzeni, można użyć żarówek o mniejszej mocy, a mimo to uzyskać lepszą jakość światła.

Wartość ta nigdy nie jest podawana na opakowaniach żarówek, ponieważ nie można jej określić z wyprzedzeniem. Zależy to od rodzaju zastosowanego dyfuzora i obszaru, który ma być oświetlony. Dlatego obliczenia należy wykonać na podstawie typu oprawy i mocy zainstalowanych w niej żarówek.

Ponieważ normy oświetlenia dla domu są najczęściej podawane w jednostkach takich jak luksy, należy pamiętać, że luks to 1 lumen podzielony przez metr kwadratowy.

Przy okazji! W nocy natężenie oświetlenia pod księżycem wynosi 1 luks, w pochmurny dzień - około 100 luksów, a w słoneczny i pogodny dzień - od 10 000 do 25 000 luksów.

Lekcja wideo: Co to jest strumień świetlny i światłość?

Natężenie światła głównych źródeł światła

Przy wyborze żarówki do zastosowań domowych nie ma sensu zagłębiać się w wartości fizyczne i używać luksomierzy do sprawdzenia oświetlenia w pomieszczeniu. O wiele łatwiej jest kierować się wymaganiami pomieszczenia i natężeniem światła niezbędnym w danej sytuacji. Porównując różne rozwiązania, można wyciągnąć następujące wnioski:

1. Żarówki żarowe - Tradycyjne odmiany, które nadal są uważane przez wielu za wzorcowe przy porównywaniu innych odmian. Ponieważ żarzenie pochodzi od nagrzewania się wolframu, powierzchnia nagrzewa się bardzo mocno niezależnie od mocy. Jako punkt odniesienia przyjęto wariant o mocy 75 W. W innych typach moc będzie porównywalna z tą wartością. Taka żarówka daje strumień świetlny o wartości 700 lumenów.
2. Żarówki halogenowe - Udoskonalone rozwiązanie, w którym również zastosowano żarnik. Jednak dzięki specjalnemu wypełnieniu gazem i zastosowaniu specjalnego szkła kwarcowego, ten wariant charakteryzuje się wyższą jakością światła. Przy mocy znamionowej 50 W zapewnia strumień świetlny o wartości 800 lumenów. Jest to przykład na to, że ograniczenie kąta rozchodzenia się światła znacznie zwiększa jego siłę.
3. Lampy fluorescencyjne Zapewniają one dobre światło przy znacznie niższej temperaturze, co czyni je bezpieczniejszymi do użytku domowego. Oprawy o mocy 15 W zapewniają strumień świetlny o wartości 800 lumenów, a tym samym oszczędniej oświetlają pomieszczenia. Jednocześnie jasność jest znacznie lepsza, co jest ważne, ponieważ wpływa na jakość światła.
4. Wersje LED. Charakteryzują się one obecnie najwyższym strumieniem świetlnym w stosunku do zużycia energii. Przy poborze mocy 7 W źródło zapewnia strumień świetlny o wartości 660 lumenów. Jakość światła jest również doskonała, jest jednolite i może mieć różne temperatury barwowe, co jest ważne przy wyborze odpowiedniej opcji do salonu, kuchni czy sypialni.

Wyraźne porównanie głównych typów lamp używanych w domu i głównych wskaźników.

Warto również pamiętać, że w wersjach żarowych i halogenowych jakość światła zmniejsza się z czasem, ponieważ żarnik wolframowy jest stopniowo rozrzedzany przez ciągłe podgrzewanie do wysokich temperatur, więc mierząc wskaźniki, z miesiąca na miesiąc są one coraz niższe.

Różnice w strumieniu świetlnym

Aby jeszcze lepiej zrozumieć te niuanse, należy zrozumieć, czym różni się natężenie światła od strumienia świetlnego. Najłatwiej to zrobić, porównując je z wielkościami fizycznymi, takimi jak siła i ciśnienie.

Na przykład, jeśli do powierzchni o wielkości 1 centymetra kwadratowego przyłożymy pewną siłę, nacisk zostanie rozłożony równomiernie na całej powierzchni. Jeśli jednak weźmiemy igłę i przyłożymy do niej tę samą siłę, ciśnienie będzie skoncentrowane w małym obszarze poniżej punktu i będzie setki razy większe. A siła pozostaje ta sama.

Reflektory punktowe dają dużo światła dzięki obecności lustrzanego odbłyśnika.

Im bardziej światło się rozchodzi, tym większe jest jego natężenie. Jeśli chodzi o wykorzystanie tego czynnika przy wyborze żarówki do danego pomieszczenia, warto pamiętać o kilku prostych wskazówkach:

1. Aby oświetlić konkretną część pomieszczenia, lepiej jest użyć reflektorów punktowych lub modeli szynowych, które można skierować w odpowiednie miejsce. Ta opcja jest znacznie wygodniejsza niż żyrandol, ponieważ skupia światło w jednym miejscu, zamiast rozpraszać je po całym pomieszczeniu.
2. Natężenie światła zależy w dużej mierze od plafonów zamontowanych na oprawie. Warianty wykonane ze szkła matowego i podobnych materiałów dają równomierne, rozproszone tło. Konstrukcje z tkanin i inne nieprzezroczyste rozwiązania ograniczają rozprzestrzenianie się światła i rozprowadzają je na ograniczonym obszarze.
3. W przypadku opraw reflektorowych natężenie oświetlenia jest znacznie większe, dlatego można zainstalować mniejsze żarówki.

Wybór opraw oświetleniowych powinien być oparty na jakości światła, jakie zapewniają. Różne pomieszczenia mają różne wymagania, dlatego ważne jest, aby wziąć pod uwagę specyfikę każdego z nich i wybrać opcje, które zapewnią komfortowe światło. Należy pamiętać, że siła światła zależy od kąta jego rozchodzenia się, dlatego reflektory i lampy punktowe zapewniają zwielokrotnienie wydajności.