Candlepower Vs. Lumens

Περιεχόμενο

• Βασικές φυσικές έννοιες της ακτινοβολίας
• Κεριά και Candela
• Ο Lumen
• Μετατροπή μεταξύ Candelas και Lumens

Μία από τις μεγαλύτερες χαρές στις περισσότερες από τις νεανικές ζωές κοιτάζει έξω σε ένα καθαρό νυχτερινό ουρανό, βλέποντας όλα αυτά τα σημεία από μακριά φωτισμό στους αστερισμούς το βράδυ και έχοντας για πρώτη φορά την αίσθηση της τεράστιας απέραντης γης του σύμπαντος . Χωρίς ορατό φως και την αόρατη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από αστέρια όπως ο ήλιος, η ζωή στη Γη και παντού θα ήταν αδύνατη.

Οι φυσικοί χρειάζονται τρόπους για να παρακολουθούν με ακρίβεια όλη την ορατή ακτινοβολία («φως») καθώς και την αόρατη ακτινοβολία που βομβαρδίζει τη Γη από όλες τις κατευθύνσεις ανά πάσα στιγμή. Μπορεί να θέλουν να μάθουν για τις ορατές ιδιότητές τους ή μπορεί να ενδιαφέρονται περισσότερο για την ενέργειά τους. Για να βοηθήσουν με αυτά τα καθήκοντα, οι επιστήμονες έχουν καταλήξει σε αυτό candela και το μονάδα φωτισμού.

Βασικές φυσικές έννοιες της ακτινοβολίας

Για τους σκοπούς αυτών των προβλημάτων που αφορούν τις ιδιότητες της ακτινοβολίας από ένα δεδομένο σημείο που φτάνει σε μια συγκεκριμένη περιοχή του χώρου, η πηγή φωτός αντιμετωπίζεται ως ένα ενιαίο σημείο και το φως ή η ενέργεια που εκπέμπει θεωρείται ότι εκπέμπει εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις. Έτσι, όλα τα τμήματα ίδιου μεγέθους μια αόρατη σφαίρα με την πηγή φωτός στο κέντρο της θα βιώσουν την ίδια ροή ή ροή ενέργειας μέσω αυτής της επιλογής.

Το "έμπλαστρο" του χώρου μέσω του οποίου περνά η ακτινοβολία από την πηγή αντιμετωπίζεται ως κάθετη προς τις ηλεκτρομαγνητικές ακτίνες, εκτός εάν καθορίζονται άλλες συνθήκες.

Κεριά και Candela

Κατ 'αρχάς, γνωρίζετε ότι ο όρος "δύναμη κεριών" έχει πέσει στο σκουπιδοτενεκέ της ιστορίας της φυσικής. Η candlepower έχει αντικατασταθεί από το candela (cd) και μπορεί να θεωρηθεί ως ουσιαστικά η ίδια μονάδα.

Δεν είναι σημαντικό για εσάς να το δεσμεύσετε στη μνήμη, αλλά τα μέτρα για το κερί φωτεινή ένταση, που υποδηλώνεται από ΕΓΩ, με 1 cd να είναι η φωτεινή ένταση μιας πηγής που εκπέμπει μία μόνο συχνότητα ακτινοβολίας (540 x 10¹² hertz ή κύκλους ανά δευτερόλεπτο) και έχει ακτινοβολία έντασης 1/683 ενός watt ανά steradian, ή καμπύλο "έμπλαστρο" της αόρατης σφαίρας μέσω της οποίας περνά η ακτινοβολία που έχει επιλεγεί για εξέταση.

Η ακτινοβολία μι μιας επιφάνειας δίνεται από τη σχέση μι = Εγώ / r² για ακτινοβολία που μετακινείται κάθετα μέσω του steradian.

Ο Lumen

Όταν σκέφτεται ως προς τον αυλό σε σχέση με το candela, σκέφτεται από την άποψη της συνολικής ενέργειας που προέρχεται από μια πηγή έναντι του τμήματος αυτού ότι το ανθρώπινο μάτι τυχαίνει να είναι εξοπλισμένο για να εγγραφεί.

Ο αυλός (lm) είναι πιο διαφοροποιημένος από το candela στο οποίο λαμβάνεται υπόψη η ακτινοβολία που το μάτι δεν είναι σε θέση να δει. Ο αυλός μπορεί να οριστεί ως ο αυλός φωτεινή ροή που εκπέμπονται σε ένα steradian από μια πηγή σημείου που έχει α φωτεινή ένταση, Εγώ από 1 candela. ΕΝΑ lux είναι μια μονάδα ίση με 1 lm / m².

Επομένως, ενώ ο αυλός και η κεκλιμένη δύναμη δεν υποβάλλονται σε εύκολη μετατροπή, το γεγονός ότι αλλάζουν προς την ίδια κατεύθυνση είναι χρήσιμο. Για παραπομπή, ένας τυπικός λαμπτήρας 100 watt εξυπηρετεί μια φωτεινή ροή 150 lm, ενώ ένας πρότυπος φανοί υψηλής έντασης αυτοκινήτων ελέγχονται σε περίπου 150.000 lm.

Μετατροπή μεταξύ Candelas και Lumens

Το candlepower εναντίον lumens (ή αυτές τις μέρες, candela σε lumens) πρόβλημα έχει ενοχλήσει πολλούς φοιτητές. Αυτό συμβαίνει επειδή δεν μπορείτε να μετατρέψετε το ένα στο άλλο άμεσα, καθώς δεν αντιπροσωπεύουν το ίδιο φυσικό πράγμα. Μπορείτε, ωστόσο, να συνεργαστείτε με τα δύο ταυτόχρονα και να σχεδιάσετε συγκρίσεις.

Αγνοώντας μονάδες:

{lm} = {cd} × 2π (1 - {cos} (θ / 2))

Εδώ, θ αντιπροσωπεύει το κωνική γωνία κορυφής, ή τη γωνία μεταξύ του κύκλου στη βάση ενός αόρατου "κώνου" οποιωνδήποτε επιλεγμένων αναλογιών που ακτινοβολούν προς τα έξω από την πηγή φωτός και τις ίδιες τις ακτίνες. Αυτός ο κύκλος είναι η «επιφάνεια» μέσω της οποίας οι ακτίνες φωτός «ρέουν» για να συμβάλλουν στην ροή (lm) και επίσης όπου «λάμπουν» για να συμβάλουν στο lm. Θα σας δοθεί αυτή η γωνία όταν σας ζητηθεί να λύσετε τέτοια προβλήματα.

Στην περίπτωση που μια σημειακή πηγή φωτός ακτινοβολεί εξ ίσου προς όλες τις κατευθύνσεις, που είναι αυτό που εξετάζεται εδώ, το πρόβλημα είναι απλούστερο. Δεδομένου ότι η μέγιστη τιμή είναι 2, η οποία συμβαίνει όταν το cos (θ/2) = −1,

begin {aligned} {lm} & = 2π (1 - (- 1)) {cd} &

Έτσι, για μια ισοτοπική σφαίρα, lumens είναι μόνο candelas φορές 4π.