الإضاءة. صيغة لتحديد الإضاءة.

إضاءة – الكمية الفيزيائية التي تميز إضاءة السطح الناتجة عن حادث تدفق الضوء على هذا السطح. يقاس الإنارة في الأقصر (سي) ويشار إليها بالحرف E.

1 ترف = 1 التجويف لكل متر مربع. وحدة قياس الإضاءة في غس هو الفت وحدة التدفق الضوئي (صورة واحدة تساوي 10،000 لوكس).

تتناسب الإضاءة بشكل مباشر مع شدة الضوء المنبعث من مصدر الضوء وتتناسب عكسيا مع مربع المسافة من المصدر.

عندما تسقط أشعة الضوء على طول الظل إلى سطح مضيئة، تنخفض الإضاءة في نسبة إلى جيب التمام لزاوية الإصابة بالأشعة.

صيغة لتحديد الإضاءة

ويمكن حساب الإنارة بالصيغة التالية:

في معدات التصوير لتحديد التعرض (التعرض وفتحة)، ويقاس الإضاءة مع متر التعرض، ويستخدم مقياس لوكسيمتري في قياس الضوء.

صيغة الإضاءة. قوة الضوء. تدفق مضيئة. مصادر الضوء

اليوم سوف نقول لكم كل شيء عن صيغة الإضاءة لمنطقة مفتوحة وغرفة، وأيضا سنقدم قيم تدفق الضوء في ظل ظروف مختلفة.

وقبل انتشار الكهرباء، كان مصدر الضوء هو الشمس والقمر والنار والشمعة. تمكن العلماء بالفعل في القرن الخامس عشر من إنشاء نظام من العدسات لتعزيز الإضاءة، ولكن معظم الناس عملت وعاش على ضوء الشموع.

وكان البعض آسف لإنفاق المال على مصادر الشمع من الضوء، أو بهذه الطريقة لتمديد اليوم كان ببساطة غير متوفرة. ثم استخدمت خيارات الوقود البديلة – النفط والدهون الحيوانية والخشب. على سبيل المثال، المرأة الفلاحية الروسية من الشريط الأوسط كل حياتهم تندد الكتان تحت ضوء الغداء. قد يسأل القارئ: “لماذا كان يجب القيام به ليلا؟” بعد كل شيء، ومعامل ضوء النهار الطبيعي هو أعلى من ذلك بكثير. والحقيقة هي أن النساء الفلاحين خلال النهار كان لديهن العديد من المخاوف الأخرى. وبالإضافة إلى ذلك، فإن عملية النسيج مضنية جدا ويتطلب الهدوء. كان من المهم بالنسبة للنساء أن لا أحد يجب أن خطوة على قماش، حتى أن الأطفال لن تخلط بين موضوع، والرجال لن يصرف.

ولكن مع مثل هذه الحياة هناك خطر واحد: تدفق الضوء (الصيغة التي سوف تعطي أدناه) من لونيا منخفضة جدا. كانت العيون تفوق، وفقدت النساء البصر بسرعة.

عندما يذهب طلاب الصف الأول إلى المدرسة في أول سبتمبر، انهم ينتظرون بفارغ الصبر المعجزات. يتم ضبطها مع حاكم، والزهور، وشكل جميل. انهم مهتمون في ما معلمهم سيكون، مع الذين سيجلسون في مكتب واحد. وهذه المشاعر رجل يتذكر مدى الحياة.

لكن البالغين، عندما يرسلون أطفالهم إلى المدرسة، يجب أن يفكروا في أشياء أكثر بروزا، بدلا من فرحة أو خيبة أمل. الآباء والمعلمين يهتمون راحة مكتب المدرسة، وحجم الفصول الدراسية، ونوعية الطباشير وصيغة لإضاءة الغرفة. وهذه المعدلات لها معايير للأطفال من جميع الأعمار. لذلك، يجب أن يكون الطلاب ممتنين أن الناس مقدما قد فكرت ليس فقط المناهج الدراسية، ولكن أيضا الجانب المادي من هذه المسألة.

وليس من المفروض أن تقوم المدارس بعمليات تفتيش تطبق فيها صيغة حساب إضاءة غرف الدراسة. الأطفال عشرة أو أحد عشر عاما من العمر تفعل سوى ما يقرأون ويكتبون. ثم يقومون بواجبات منزلية في المساء، مرة أخرى دون انقطاع مع الأقلام، أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكتب المدرسية. بعد ذلك، المراهقين الحديث أيضا التمسك شاشات مختلفة. ونتيجة لذلك، ترتبط حياة كل تلميذ بعبء على البصر. لكن المدرسة ليست سوى بداية مسار الحياة. بعد ذلك، كل هؤلاء الناس ينتظرون المدرسة الثانوية والعمل.

يتطلب كل نوع من أنواع العمل تدفق الضوء الخاص به. تأخذ صيغة الحساب دائما في الاعتبار ما يفعله الشخص لمدة 8 ساعات في اليوم. على سبيل المثال، يجب على صانع الساعات أو الصائغ النظر في أصغر التفاصيل وظلال الألوان. ولذلك، فإن مكان عمل الناس في هذه المهنة يتطلب مصابيح كبيرة ومشرقة. والعالم النباتي، الذي يدرس النباتات من الغابات الاستوائية، على العكس من ذلك، يجب أن تبقى باستمرار في الشفق. بساتين الفاكهة والبروميلياد تستخدم لحقيقة أن الطبقة العليا من الأشجار يأخذ تقريبا كل ضوء الشمس.

نحن نقترب مباشرة من صيغة الإضاءة. يبدو التعبير الرياضي كما يلي:

النظر في التعبير أقرب. ومن الواضح أن E_υ – هذا هو الإضاءة، ثم Φ_9upsilon. هو تدفق الضوء، و σ هي وحدة صغيرة من المنطقة التي يسقط تيار. ويمكن ملاحظة أن E هو جزء لا يتجزأ. وهذا يعني أن شرائح صغيرة جدا وقطع تعتبر. وهذا هو، يلخص العلماء إضاءة كل هذه المناطق الصغيرة من أجل الحصول على النتيجة النهائية. وحدة الإضاءة هو لوكس. المعنى الفيزيائي لجناح واحد هو تدفق مضيء، والذي لومن واحد لكل متر مربع. التجويف، بدوره، هو قيمة محددة جدا. فهذا دليل على تدفق مضيئة التي تنبعث مصدر نقطة الخواص (والضوء وبالتالي أحادي اللون). قوة هذا مصدر الضوء تساوي واحد في كانديلا في زاوية الصلبة ستيراديان. وحدة من قيمة الإنارة من مجمع يضم مصطلح “kandela9raquo؛ المعنى المادي من هذا التعريف هو أن شدة الضوء في اتجاه معين من مصدر أن تنبعث من الإشعاع أحادية التردد 540 هرتز 10 12 (الطول الموجي تكمن في المدى المرئي)، وكثافة الطاقة 1/683 W / ريال.

المفاهيم المتعلقة الإضاءة

وبطبيعة الحال، كل هذه المفاهيم للوهلة الأولى تبدو وكأنها حصان كروي في فراغ. ولا توجد مصادر من هذا القبيل في طبيعتها. والقارئ اليقظة سيسأل نفسه بنفسه السؤال: “لماذا هذا ضروري؟” ولكن الفيزيائيين بحاجة إلى مقارنة. وبالتالي، يتعين عليها أن تضع معايير معينة يجب أن تكون موجهة. صيغة الإضاءة بسيطة، ولكن الكثير يمكن أن يكون غير مفهومة. وسوف نكشف ذلك بمزيد من التفصيل.

المؤشر υ يعني أن القيمة ليست بالضبط الضوئية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن القدرات البشرية محدودة. فعلى سبيل المثال، لا تنظر العين إلا إلى الطيف المرئي للإشعاع الكهرومغناطيسي. والجزء المركزي من هذا المقياس (يشير إلى اللون الأخضر)، والناس يرون أفضل بكثير من المناطق حافة (الأحمر والبنفسجي). وهذا هو، في الواقع، فإن الشخص لا ينظر 100٪ من الفوتونات من الأصفر أو الأزرق. في هذه الحالة، هناك أجهزة خالية من مثل هذا الخطأ. انخفاض الكميات، التي تعمل صيغة الإضاءة (الضوء تدفق، على سبيل المثال) والتي يرمز إليها بالحرف اليوناني “9upsilon؛ 9raquo؛، لديها تصحيح للرؤية البشرية.

مولد الإشعاع أحادي اللون

على نفس الأساس، كما سبق ذكره أعلاه، يكمن عدد الفوتونات ذات طول موجي معين، والتي تنبعث في اتجاه معين لكل وحدة الزمن. حتى أكثر ليزر أحادي اللون لديه بعض التوزيع على طول الموجات. وبالتأكيد يجب أن التمسك شيئا. وبالتالي، لا تنبعث الفوتونات في جميع الاتجاهات. ولكن في صيغة هناك مثل هذا المفهوم بأنه “مصدر نقطة الضوء”. هذا هو نموذج آخر، يهدف إلى توحيد بعض القيمة. ولا شيء من الكون يمكن أن يسمى ذلك. لذلك، مصدر الضوء للضوء هو مولد الفوتون التي تنبعث على عدد متساو من كوانتا من المجال الكهرومغناطيسي في جميع الاتجاهات، وحجمه يساوي نقطة رياضية. ومع ذلك، هناك واحد الماكرة، يمكن أن تجعل كائن حقيقي مصدر نقطة: إذا كانت المسافة التي تصل الفوتونات، كبيرة جدا بالمقارنة مع أبعاد المولد. وهكذا، نجمنا المركزي هو الشمس، ولكن النجوم البعيدة هي نقاط.

على وجه اليقين، لاحظ القارئ اليقظة ما يلي: في يوم مشمس مشمس، ويبدو أن منطقة مفتوحة أن تكون مضيئة أكثر بقوة من غلاد أو الحديقة مغلقة على جانب واحد. ولذلك، فإن شاطئ البحر بيكونس: هناك دائما مشمس ودافئ. ولكن حتى الشفرة الكبيرة في الغابة هي أكثر قتامة وبرودة. والبئر الضحلة مريضة في يوم ألمع. هذا لأنه إذا كان الشخص يرى سوى جزء من السماء، وأقل الفوتونات تصل عينه. يتم حساب معامل الإضاءة الطبيعية كنسبة تدفق الضوء من السماء بأكملها إلى المنطقة المرئية.

كل هذه المفاهيم لها علاقة الهندسة. ولكننا الآن نتحدث عن ظاهرة ترتبط مباشرة مع صيغة الإضاءة، وبالتالي إلى الفيزياء. حتى الآن، كان من المفترض أن الضوء يقع على سطح عمودي، بدقة. هذا بالطبع، هو أيضا تقريب. إذا تم استيفاء هذا الشرط، والمسافة من مصدر الضوء يعني أن الإضاءة تقع في نسبة إلى مربع المسافة. وهكذا، فإن النجوم التي يرى شخص بالعين المجردة في السماء، أو تقع ليس بعيدا عنا (أنها جميعا تنتمي إلى مجرة ​​درب التبانة)، أو مشرقة جدا. ولكن إذا كان الضوء يقع على السطح في زاوية، انها مختلفة.

تخيل مصباح يدوي. أنه يعطي بقعة مستديرة من الضوء عند توجيه عمودي بدقة على الجدار. إذا قمت بإمالة ذلك، فإن بقعة تغيير شكله إلى البيضاوي. كما هو معروف من الهندسة، ومنطقة البيضاوي أكبر. وبما أن المصباح لا يزال هو نفسه، فهذا يعني أن قوة الضوء هو نفسه، ولكن يبدو أن “لطخت” 9raquo. على مساحة واسعة. قوة الضوء يعتمد على زاوية الإصابة وفقا لقانون جيب التمام.

العنوان يبدو وكأنه عنوان فيلم جميل. ولكن وجود المواسم يعتمد بشكل مباشر على الزاوية التي يقع فيها الضوء عند أعلى نقطة على سطح الكوكب. وفي الوقت الراهن ليس فقط عن الأرض. مواسم موجودة على أي كائن من النظام الشمسي، الذي يميل محور دوران فيما يتعلق كسوف (على سبيل المثال، على سطح المريخ). القارئ ربما خمنت بالفعل: كلما زادت زاوية الميل، كلما كانت الفوتونات أقل لكل كيلومتر مربع من السطح في الثانية. لذلك، فإن برودة الموسم سيكون. في وقت أعظم انحراف الكوكب في نصف الكرة الأرضية، يسود الشتاء، في وقت أقل – الصيف.

حتى لا يكون لا أساس لها، نقدم بعض البيانات. نحن نحذر: انهم جميعا متوسط ​​ولا تكون مناسبة لحل مشاكل محددة. وبالإضافة إلى ذلك، هناك أدلة من إضاءة الأسطح من قبل أنواع مختلفة من المصادر. فمن الأفضل الاتصال بهم عند إجراء الحسابات.

1. على مسافة من الشمس إلى أي نقطة من الفضاء الذي يساوي تقريبا المسافة إلى الأرض، والإضاءة هو مائة وثلاثة وثلاثون ألف لوكس.
2. كوكبنا لديه جو يمتص جزءا من الإشعاع. ولذلك، فإن سطح الأرض مضاء بحد أقصى مائة ألف لوكس.
3. في الصيف، تضيء خطوط العرض الوسطى عند الظهر لسبعة عشر ألف لوكس في الطقس الصالح و 15 ألف لوكس ملبد بالغيوم.
4. في الليل على القمر الكامل، والإضاءة هو اثنان أعشار جناح. ضوء النجوم في ليلة مونليس يعطي فقط واحد أو اثنين ألف لوكس.
5. لقراءة الكتاب، تحتاج ما لا يقل عن ثلاثين لوكس.
6. عندما يشاهد الشخص فيلما في مسرح سينمائي، يكون التدفق الضوئي حوالي مائة لوكس. أحلك مشاهد سيكون لها رقم من ثمانين لوكس، وصورة مشمس يوم مشرق “سوف draw9raquo. لمائة وعشرين.
7. الغروب أو شروق الشمس فوق البحر سوف تعطي إضاءة حوالي ألف لوكس. في هذه الحالة، على عمق خمسين مترا، فإن الإضاءة تكون حوالي 20 لوكس. المياه تمتص أشعة الشمس بشكل جيد للغاية.

ما هي الإضاءة؟

أي مصدر ضوء هو مصدر تدفق الضوء، وكلما زاد تدفق الضوء يضرب على سطح الكائن مضيئة، وأفضل هذا الكائن مرئية. وتسمى الكمية الفيزيائية، مساوية عدديا لتدفق الضوء الساقط لكل وحدة المساحة من سطح مضيئة، الإضاءة.

ويشار إلى الإضاءة بالرمز E، ويتم العثور على قيمته بالصيغة E = Φ / S، حيث Φ هو تدفق الضوء، و S هي مساحة السطح المضاء. في illuminance SI تقاس لوكس (LX) وجناح واحد – هو هذه الإضاءة في الحادث الذي تدفق مضيئة لكل متر مربع من الجسم مضيئة يساوي التجويف واحد. هذا هو 1 لوكس = 1 التجويف / 1 متر مربع.

على سبيل المثال، نعطي بعض القيم النمطية للإضاءة:

يوم مشمس في خطوط العرض الوسطى هو 100،000 لوكس.

يوم غائم في خطوط العرض الوسطى – 1000 لي.

غرفة مشرقة، مضاءة بأشعة الشمس – 100 لي؛

الإضاءة الاصطناعية في الشارع – ما يصل إلى 4 لي.

ضوء في الليل مع القمر الكامل – 0.2 لي.

ضوء السماء المرصعة بالنجوم على ليلة مظلمة مظلمة هي 0.0003 لي.

تخيل أنك تجلس في غرفة مظلمة مع مصباح يدوي، ومحاولة قراءة الكتاب. للقراءة، لا تقل الإضاءة عن 30 لي. ماذا ستفعل؟ أولا، يمكنك جلب مصباح يدوي أقرب إلى الكتاب، ثم ترتبط الإضاءة إلى المسافة من مصدر الضوء إلى كائن مضيئة. ثانيا، وضع مصباح يدوي في الزاوية اليمنى إلى النص، وهو ما يعني أن الإضاءة تعتمد على الزاوية التي يتم إضاءة سطح معين. ثالثا، يمكنك ببساطة الحصول على مصباح يدوي أكثر قوة، لأنه من الواضح أن الإضاءة هو أكثر من ذلك، وارتفاع قوة الضوء من المصدر.

دعونا نفترض أن تدفق الضوء يضرب شاشة تقع على مسافة معينة من مصدر الضوء. دعونا زيادة هذه المسافة مرتين، ثم جزء مضيئة من السطح سوف تزيد بمقدار 4. منذ E = Φ / S، ثم تنخفض الإضاءة بمقدار عامل 4 أيضا. أي أن الإضاءة تتناسب عكسيا مع مربع المسافة من مصدر نقطة الضوء إلى كائن مضيئة.

عندما تقع شعاع الضوء في الزاوية اليمنى إلى السطح، يتم توزيع تدفق الضوء على أصغر منطقة، إذا تم زيادة زاوية، وسوف تزيد المنطقة، على التوالي، فإن الإضاءة تنخفض.

كما ذكر أعلاه، ترتبط الإضاءة مباشرة إلى قوة الضوء، وكلما زادت شدة الضوء، وزيادة الإضاءة. وقد تم تأسيسها تجريبيا لفترة طويلة أن الإضاءة يتناسب طرديا مع قوة مصدر الضوء.

بالطبع، انخفاض الإضاءة إذا يتدخل ضوء الضباب والدخان والغبار والجسيمات، ولكن إذا كان موجودا على سطح مضيئة في زوايا الحق في مصدر الضوء، وبالتالي ضوء توزيعها من خلال الهواء النقي، واضحة، يتم تحديد الإضاءة مباشرة بواسطة الصيغة E = I / R2، حيث أنا قوة الضوء، و R هي المسافة من مصدر الضوء إلى كائن مضيئة.

في أمريكا وانجلترا واستخدام التجويف وحدة إضاءة لكل قدم مربع أو أقدام الشموع، وكمصدر للوحدة الإضاءة وجود كثافة الضوء في كانديلا، وتقع على مسافة قدم واحدة من سطح مضيئة.

وقد أثبت الباحثون أنه من خلال شبكية العين البشرية، الضوء يؤثر على العمليات التي تجري في الدماغ. لهذا السبب، فإن عدم كفاية الإضاءة يسبب النعاس، ويثبط القدرة على العمل، والإضاءة المفرطة – على العكس من ذلك، يثير، ويساعد على تضمين موارد الجسم إضافية، ولكن ارتدائها إذا كان هذا يحدث بشكل غير مبرر.

أثناء التشغيل اليومي لمنشآت الإضاءة، يمكن أن يكون هناك انخفاض في الإضاءة من أجل تعويض هذا العيب، يتم إدخال عامل أمان خاص في مرحلة تصميم تجهيزات الإضاءة. ويأخذ في الاعتبار الانخفاض في الإضاءة والسطوع خلال تشغيل أجهزة الإضاءة بسبب التلوث، وفقدان انعكاس ونقل خصائص العناصر العاكسة والبصرية وغيرها من أجهزة الإضاءة الاصطناعية. تلوث السطوح، فشل المصابيح، كل هذه العوامل تؤخذ بعين الاعتبار.

وبالنسبة للإضاءة الطبيعية، يتم إدخال عامل الاختزال الخاص بعامل الخفة الطبيعي (كيو)، لأنه في أثناء الوقت قد تصبح الملءات الشفافة من فتحات الضوء ملوثة، وقد تصبح الأسطح العاكسة للمباني ملوثة.

يحدد المعيار الأوروبي قواعد لظروف إضاءة مختلفة، لذلك على سبيل المثال، إذا كان غير مطلوب مكتب للنظر في التفاصيل الدقيقة، وهو ما يكفي 300 لوقا، وإذا كان الناس يعملون على الكمبيوتر – فمن المستحسن 500 لوكس، إذا وأجبر على قراءة المخططات – 750 لوكس.

يقاس الإنارة مع جهاز محمول – لوكسميتر. مبدأ تشغيلها مشابه لمقياس الضوء. ضوء يدخل الخلية الضوئية، تحفيز التيار في أشباه الموصلات، وحجم التيار الذي تم الحصول عليه هو يتناسب فقط مع الإضاءة. هناك التناظرية والرقمية لوكسميترز.

في كثير من الأحيان يتم توصيل جزء قياس إلى الجهاز عن طريق سلك دوامة مرنة بحيث أنه من الممكن لتنفيذ القياسات في الأكثر يصعب الوصول إليها، في هذه الأماكن الهامة. وهناك مجموعة من المرشحات الخفيفة تعلق على الجهاز من أجل ضبط حدود القياس مع الأخذ بعين الاعتبار المعاملات. وفقا ل غوست، لا ينبغي أن يكون الخطأ من الجهاز أكثر من 10٪.

عند القياس، ومراقبة القاعدة التي يجب أن توضع الجهاز أفقيا. يتم تثبيته بالتناوب في كل نقطة ضرورية، وفقا لخطة غوست R 54944-2012. و غوست، من بين أمور أخرى، يأخذ في الاعتبار الإضاءة الأمنية، والإضاءة في حالات الطوارئ، والإخلاء الإضاءة والإضاءة شبه أسطواني، وهناك أيضا وصف طريقة القياس.

يتم إجراء القياسات على الاصطناعي والطبيعي بشكل منفصل، في حين أنه من المهم أن الجهاز لا تقع في ظل عشوائي. على أساس النتائج التي تم الحصول عليها، يتم إجراء تقييم عام باستخدام صيغ خاصة، ويتخذ قرار ما إذا كان هناك حاجة إلى تعديلها، أو إضاءة الغرفة أو الإقليم كافية.

شارك هذا المقال مع أصدقائك:

الانضمام إلى مجموعات الشبكات الاجتماعية لدينا: