Kaip išmatuoti šviesos intensyvumą (su nuotraukomis)

2024 Autorius: Robert Blare | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-12 00:13

Šviesos intensyvumo matavimas yra svarbus projektuojant kambario apšvietimą ar ruošiantis fotografuoti. Terminas „intensyvumas“vartojamas įvairiai, todėl skirkite šiek tiek laiko ir sužinokite, kokie vienetai ir matavimo metodai atitinka jūsų tikslus. Profesionalūs fotografai ir apšvietimo montuotojai dažniausiai naudoja skaitmeninį matuoklį, tačiau taip pat galite pasidaryti paprastą, lyginamąjį šviesos matuoklį, vadinamą „Joly“fotometru.

Žingsniai

1 iš 2 metodas: šviesos intensyvumo matavimas kambariui ar šviesos šaltiniui

Žingsnis 1. Supraskite fotometrus, kurie matuoja liuksus ir žvakes kojoms

Tai vienetai, apibūdinantys šviesos intensyvumą paviršiuje arba apšvietimą. Fotometrai, kurie tai matuoja, dažniausiai yra tai, ko žmonės ieško, kai nori surengti fotosesiją, ar išbando, ar kambarys yra per šviesus ar per silpnas.

• Kai kurie šviesos skaitikliai yra skirti įvairių tipų apšvietimui. Pavyzdžiui, natrio apšvietimui matuoti galima gauti tikslesnius rezultatus.
• Jūs netgi galite įsigyti „šviesos matuoklį“kai kuriose mobiliųjų įrenginių programų parduotuvėse. Pirmiausia patikrinkite atsiliepimus, nes kai kurios iš šių programų yra netikslios.
• „Lux“yra šiuolaikinis priimtas standartas, tačiau kai kurie prietaisai vis dar matuojami žvakėmis kojomis. Naudokite šią internetinę skaičiuoklę, kad konvertuotumėte tarp jų.

Žingsnis 2. Žinokite, kaip interpretuoti apšvietimo vienetus

Štai keletas tipiškų apšvietimo matavimų pavyzdžių, kurie padės nustatyti, ar reikia keisti apšvietimą:

• Dauguma biuro darbų yra patogiai atliekami esant 250–500 liuksų (23–46 pėdų žvakėms).
• Prekybos centrai ar darbo vietos, kuriose yra piešimo ar kitų detalių, paprastai apšviečiamos iki 750–1 000 liuksų (70–93 pėdų žvakės). Viršutinis šio diapazono galas yra lygus vidaus zonai šalia lango giedrą, saulėtą dieną.

Žingsnis 3. Supraskite liumenus ir šviesumą

Jei lemputės ar lempos etiketėje ar reklamoje minimas „liumenas“, tai aprašoma, kiek visos energijos skleidžiama kaip matoma šviesa. šviesumas. Štai ką jums reikia žinoti:

• „Pradiniai liumenai“apibūdina, kiek šviesos bus išskleista, kai šviesa stabilizuosis. Fluorescencinių ir HID lempų naudojimas trunka apie 100 valandų.
• „Vidutinis liumenas“arba „nominalus liumenas“nurodo apskaičiuotą vidutinį šviesumą per prietaiso tarnavimo laiką. Faktinis šviesumas bus ryškesnis nei anksčiau ir netaps silpnesnis už rekomenduojamo šviesos šaltinio naudojimo laiko pabaigos.
• Norėdami išsiaiškinti, kiek liumenų jums reikia, atlikite aukščiau nurodytus veiksmus, kad nustatytumėte, kiek apšvietimo žvakių pėdų norite kambaryje, ir padauginkite iš kambario kvadratūros. Kambariuose su tamsiomis sienomis siekite aukštesnio nei rezultatas, o kambariuose, kuriuose yra kitų pagrindinių šviesos šaltinių, siekite žemesnio.

4. Žingsnis Priemonė šviesų ir lauko kampas

Žibintuvėliai ir kiti įtaisai, skleidžiantys šviesą tam tikra kryptimi, gali būti aprašyti naudojant šiuos du papildomus terminus. Tai galite rasti patys, naudodami fotometrą, kuris matuoja liuksus arba žvakes kojoms, su tiesia briauna ir pakeltu:

• Laikykite fotometrą tiesiai ryškiausio spindulio kelyje. Perkelkite jį tol, kol rasite vietą su didžiausiu intensyvumu (apšvietimu).
• Laikydamiesi to paties atstumo nuo šviesos šaltinio, judinkite fotometrą viena kryptimi, kol šviesos intensyvumas sumažės iki 50% maksimalaus lygio. Naudodami įtemptą eilutę ar kitą tiesią briauną pažymėkite liniją nuo šviesos šaltinio iki šio taško.
• Eikite kita kryptimi, kol rasite tašką, esantį priešingoje spindulio pusėje, esant maksimaliam 50% apšvietimui. Pažymėkite naują eilutę iš šios vietos.
• Norėdami išmatuoti kampą tarp dviejų linijų, naudokite gaubtuvą. Tai yra „spindulio kampas“ir apibūdina šviesos šaltinio ryškiai apšviestą kampą.
• Norėdami rasti lauko kampą, pakartokite šiuos veiksmus, tačiau pažymėkite dvi vietas, kuriose spindulio intensyvumas siekia 10% didžiausio lygio.

2 metodas iš 2: santykinio intensyvumo matavimas naudojant naminį prietaisą

Žingsnis 1. Naudokite tai, norėdami palyginti šviesos šaltinius

Šį prietaisą lengva pasigaminti namuose po nedidelės apsipirkimo kelionės. Po jo inventoriaus vadinamas „Joly“fotometru, jis gali būti naudojamas dviejų šviesos šaltinių santykiniam intensyvumui matuoti. Turėdami šiek tiek žinių apie fiziką, pateiktą žemiau, galėsite sužinoti, kuri iš jūsų lempučių skleidžia daugiau šviesos, taip pat kurios yra efektyviausios pagal jų sunaudotą galią.

Santykiniai matavimai neduos rezultatų vienetais. Jūs tiksliai žinosite, kaip palyginami du šviesos intensyvumai, bet negalėsite jų susieti su trečiuoju intensyvumu, nekartodami eksperimento

Žingsnis 2. Parafino vaško plokštelę perpjaukite per pusę

Įsigykite parafino vaško pakuotę iš techninės įrangos parduotuvės ar bakalėjos parduotuvės ir ištraukite 0,5 kg svorio plokštę. Aštriu peiliu supjaustykite plokštę į dvi lygias dalis.

Lėtai perpjaukite plokštę, kad nesulaužytumėte gabalėlių

Žingsnis 3. Sumuštinė aliuminio folija tarp parafino gabalėlių

Nuplėškite aliuminio folijos lakštą ir padėkite jį ant vienos iš dviejų parafino dalių, visiškai uždengdami viršutinį paviršių. Ant aliuminio uždėkite antrą parafino gabalėlį.

Žingsnis 4. Pasukite „sumuštinį“vertikaliai

Kad šis prietaisas veiktų, turėsime jį pastatyti ant galo, todėl folijos lapas viduryje yra vertikalus. Jei jūsų vaškas neatsistos pats, kol kas galite jį laikyti horizontaliai. Tiesiog nepamirškite, kad statoma dėžutė turi būti suprojektuota taip, kad vaškas būtų vertikaliai.

Norėdami laikyti bloką kartu, galite naudoti dvi gumines juostas. Vieną uždėkite šalia sumuštinio viršaus, o kitą - prie apačios

Žingsnis 5. Iškirpkite tris langus į kartoninę dėžę

Pasirinkite pakankamai didelę dėžutę, kad galėtumėte laikyti vaško bloką. Pakuotė, kurioje buvo parduodamas vaškas, dažnai veikia gerai. Naudokite liniuotę ir žirkles, kad į dėžę įpjautumėte tris langus:

• Iškirpkite du vienodo dydžio langus priešingose pusėse. Įdėjus bloką į kiekvieną langą, bus matoma skirtinga parafino pusė.
• Iškirpkite trečią bet kokio dydžio langą dėžutės priekyje. Tai turėtų būti centre, kad galėtumėte peržiūrėti abi parafino bloko puses abiejose aliuminio folijos pusėse.

Žingsnis 6. Įdėkite parafino į dėžutės vidų

Laikykite aliuminio foliją tarp dviejų parafino vaško blokų vertikalioje padėtyje. Jums gali tekti naudoti juostą, mažus kartono gabalus arba abu, kad vaško blokeliai būtų vertikalūs ir lygiagrečiai su priešingomis langų pusėmis ir liestų tarp jų esančią foliją.

Jei dėžutė yra atidaryta viršuje, uždenkite ją kitu kartono gabalu ar kita šviesą blokuojančia užtvara

7 žingsnis. Nuspręskite apie „atskaitos taško“šviesos šaltinį

Pasirinkite vieną iš lyginamų šviesos šaltinių kaip „standartinę žvakę“, kurią naudosite kaip pagrindinį intensyvumo rodiklį. Jei lyginate daugiau nei du šviesos šaltinius, kiekvieną palyginimą naudosite šį šviesos šaltinį.

Žingsnis 8. Išdėstykite du šviesos šaltinius tiesia linija

Ant lygaus paviršiaus tiesia linija padėkite dvi lemputes, šviesos diodus ar kitus šviesos šaltinius. Atstumas tarp jų turėtų būti žymiai didesnis nei jūsų sukurtos dėžutės plotis.

Žingsnis 9. Padėkite fotometrą tarp šviesos šaltinių

Fotometras turi būti to paties aukščio kaip šviesos šaltiniai, kad žibintai pro šoninius langus visiškai apšviestų vaško blokus. Atminkite, kad šviesos šaltiniai turėtų būti pakankamai toli, kad būtų galima tolygiai apšviesti.

Žingsnis 10. Išjunkite visus kitus kambario žibintus

Uždarykite bet kokį langą, atspalvius ar žaliuzes, kad į blokus patektų tik šviesa iš bandomųjų šviesos šaltinių.

Žingsnis 11. Sureguliuokite dėžutę, kol abu vaško blokai bus vienodai ryškūs

Perkelkite fotometrą į šoną su pritemdomu vašku. Stebėkite pro priekinį langą, kai koreguojate dėžutės padėtį, ir sustokite, kai abu vaško blokai atrodo vienodai ryškūs.

Žingsnis 12. Išmatuokite atstumą tarp fotometro ir kiekvieno šviesos šaltinio

Naudodami matavimo juostą išmatuokite atstumą nuo aliuminio folijos iki pasirinkto „atskaitos taško“šviesos šaltinio. Mes tai vadinsime d1. Užsirašykite tai, tada išmatuokite atstumą nuo aliuminio folijos iki šviesos šaltinio priešingoje pusėje, d2.

Galite išmatuoti atstumą naudodami bet kurį įrenginį, tačiau įsitikinkite, kad jų nemaišote. Pvz., Jei matuojama pėdomis ir coliais, konvertuokite rezultatą į tik colius

13. Žingsnis Suprasti fizikos dalyvauja

Blokų ryškumas mažėja didėjant atstumo kvadratui, nes matuojame šviesos kiekį, kuris patenka į dvimatę sritį, tačiau šviesa sklinda per trimatį tūrį. Kitaip tariant, kai šviesos šaltinis juda dvigubai toliau (x2), jo skleidžiama šviesa pasiskirsto keturis kartus plote (x2)²). Ryškumą galime parašyti kaip „I / d²

• I yra intensyvumas, o d - atstumas, kaip ir mes juos naudojome ankstesniuose žingsniuose,
• Techniškai tai, ką mes apibūdinome kaip ryškumą, vadinama apšvietimas šiame kontekste.

Žingsnis 14. Naudokite šias žinias, kad išspręstumėte santykinį intensyvumą

Kai abu blokai atrodo vienodai ryškūs, jų „apšvietimas“yra vienodas. Mes galime tai parašyti kaip formulę, tada pertvarkyti, kad išspręstume I₂arba santykinis antrojo šviesos šaltinio intensyvumas:

• Aš₁/d₁² = Aš₂/d₂²
• Aš₂ = Aš₁(d₂²/d₁²)
• Kadangi matuojame tik santykinį intensyvumą arba jų palyginimą, galime tiesiog pasakyti „aš“₁ = 1. Taip mūsų formulė bus paprasta: I₂ = d₂²/d₁²
• Pavyzdžiui, tarkime, nuotolinės r₁ iki mūsų atskaitos taško šviesos šaltinio yra 2 pėdos (0,6 metro), o atstumas d₂ iki mūsų antrojo šviesos šaltinio yra 5 pėdos (1,5 metro):
• Aš₂ = 5²/2² = 25/4 = 6.25
• Antrasis šviesos šaltinis turi intensyvumą 6,25 karto didesnis nei pirmasis šviesos šaltinis.

Žingsnis 15. Apskaičiuokite efektyvumą

Jei naudojate lemputes, kurių galia yra pažymėta, pvz., „60W“, kai „60 vatai“, lemputė sunaudoja tiek elektros energijos. Padalinkite santykinį lemputės intensyvumą pagal šią galią, kad sužinotumėte, kokia lemputė yra veiksminga, palyginti su kitais šviesos šaltiniais. Pavyzdžiui:

• 60 vatų lemputės, kurios santykinis intensyvumas yra 6, santykinis efektyvumas yra 6/60 = 0,1.
• 40 vatų lemputės, kurios santykinis intensyvumas yra 1, santykinis efektyvumas yra 1/40 = 0,025.
• Kadangi 0,1 / 0,025 = 4, 60 W lemputė keturis kartus efektyviau paverčia elektros energiją šviesa. Atkreipkite dėmesį, kad ji vis tiek sunaudos daugiau energijos nei 40 W lemputė, taigi jums kainuos daugiau pinigų; efektyvumas tik parodo, kiek „sprogimo už pinigus“gaunate.

Vaizdo įrašas - naudojant šią paslaugą kai kuri informacija gali būti bendrinama su „YouTube“