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如何测量光强度

发布时间:2014 年 11 月 21 日
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不同类型的灯具会产生不同强度的光通量,因此光的质量差异很大。要为特定房间选择最佳选项,您需要了解光强度如何取决于光通量。深入了解该主题是没有意义的,但学习基础知识是值得的。

什么是光强

首先有必要了解任何光源的辐射在空间中分布不均。为了表征其在不同方向上的分布,使用了光强的概念。也就是说,它是光通量的空间密度,由它与立体角的关系定义,在它之上是 光源.光通量分布在其中的段称为光强——其公式如下:你如何测量光强度

F反射光通量,ω是立体角。光强的单位是坎德拉。为了不进一步理解物理术语,我们可以使用一个更常见的指标——1坎德拉,在立体角内分布等于1流明。

如何测量光的强度
如果您了解细微差别,就很容易理解什么是光强度以及它与其他指标有何不同。

对于信息的应用,有必要触及诸如照度之类的指标。它反映了落在特定表面上的光量。

它是如何计算的

在国内层面,对光强最简单的定义就是一个灯泡的亮度。越强大,数值越大,但如前所述,数值很大程度上取决于光通量分布的角度。

也就是说,光的强度不取决于灯泡的功率,而是取决于分布的角度。为了更清楚,我们可以考虑手电筒的例子。带卤素灯泡的型号通常使用功率约为 30 瓦的版本。如果你只是在黑暗的房间里插上这样的灯,它会照亮它,但照明质量将远非理想。

如何测量光强度
用公式简单地解释基本概念。

但是如果你把灯泡放在一个限制光线传播的反射器中,它就不会向所有方向传播,而是会集中在一个方向上。光的强度会增加很多倍,传播角度越窄,强度越高。

也就是说,通过适当地使用反射器或将光通量集中在有限的空间内,您可以使用功率较小的灯泡,但仍然可以获得更好的照明质量。

所考虑的指标从未在灯泡的包装上注明,因为无法提前确定。这完全取决于将使用什么样的平台以及将照明的区域。因此,有必要根据灯的类型和安装在其中的灯泡的功率来计算。

由于房屋的照明标准通常以勒克斯等单位给出,因此您必须记住勒克斯是 1 流明除以平方米。

顺便一提! 在有月亮的夜晚,照度等于 1 勒克斯,在阴天 - 大约 100 勒克斯,在晴天和晴朗时 - 从 10 000 到 25 000 勒克斯。

视频课:什么是光通量和发光强度

主要光源的光强度

要为家庭情况选择灯泡,没有必要进入物理量并使用照度计检查房间的照明。从房间的要求和相关情况所需的光强度开始要容易得多。如果您比较不同的解决方案,您可以得出以下结论:

  1. 白炽灯泡。 - 传统期权,许多人在比较其他品种时仍将其作为基准。由于辉光来自钨的加热,因此无论瓦数如何,表面都会变得非常热。我们以 75 瓦版本作为参考。在其他类型中,功率将与此值相当。这种灯泡的光通量为 700 流明。
  2. 卤素灯泡 - 一种改进的解决方案,也使用灯丝。但是由于填充了特殊的气体,使用了特殊的石英玻璃,所以这个版本的光质量更高。它的额定功率为 50 瓦,可提供 800 流明的光通量。这是限制光传播角度如何显着增加其功率的示例。
  3. 荧光灯 它们提供优质的光,但运行温度也低得多,这使它们对家庭更安全。它们的功率为 15 瓦,可提供 800 流明的指示灯,让您更经济地照亮房间。同样的亮度要好一个数量级,这很重要,因为它会影响照明质量。
  4. LED 选项.就当今的功耗而言,它们具有最高的光输出。该光源耗电量为 7 瓦,光通量为 660 流明。同时值得注意的是照明质量优良,它是均匀的,可以有不同的色温,这在为客厅、厨房或卧室选择正确的选项时很重要。
如何测量光强度
家庭使用的主要灯具品种与主要指标的明确比较。

同样值得考虑的是,在白炽灯和卤素灯版本中,照明质量会随着时间的推移而下降,因为钨丝从恒定加热到高温逐渐变薄,因此当您测量指标时,它们会逐月下降。

光输出的差异

为了更好地理解所有细微差别,您应该了解光的功率与光通量有何不同。用力和压力等物理量类比最容易做到这一点。

因此,如果对 1 平方厘米的区域施加一定的力,压力将均匀分布在表面上。但是如果你拿一根针,对它施加同样的力,压力会集中在针尖下方的微小区域,并且会高出数百倍。但是力量是一样的。

如何测量光强度
由于镜面反射器的存在,聚光灯会发出很大的光。

光通量在其分布中越受限制,其功率指标就越高。关于在房间选择灯泡时使用这个因素,有必要记住几个简单的提示:

  1. 要照亮房间的单独部分,最好使用聚光灯或轨道模型,它们可以指向正确的位置。此选项比枝形吊灯方便得多,因为它将光通量集中在一个区域,而不是将其分散在房间周围。
  2. 光的强度很大程度上取决于安装在灯上的平台。由磨砂玻璃和类似材料制成的变体可提供均匀、扩散的背景。织物结构和其他不透明的解决方案限制了光线的传播并将其分布在有限的区域内。
  3. 使用反射式灯具,照度会更高,因此您可以安装更小的灯泡。

灯具的选择应基于它们提供的光的质量。不同的房间有不同的要求,因此重要的是要考虑每个房间的特点并选择能够提供舒适光线的选项。请记住,光的强度取决于其传播的角度,因此反射器和聚光灯可将性能提高数倍。

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