Hur mäter ljusintensiteten

Att mäta ljusintensitet är viktigt när du utformar ett rumsbelysningssystem eller tar en bild. Termen "intensitet" Det används på olika sätt, så det är lämpligt att sluta ett ögonblick för att lära känna av de olika enheterna och mätmetoderna. Professionella fotografer och elektriker använder en digital fotometer, men du kan också använda ett enkelt jämförande verktyg som heter Joly-diffusionsfotometer.

Metod 1

Mät ljusintensiteten hos ett rum eller en ljuskälla

Vet att fotometrarna mäter ljusintensiteten i lux och "fot-ljus". Båda dessa måttenheter (den andra rent amerikanska) beskriver ljusets intensitet på en yta o belysningsstyrka. Fotometrarna som mäter ljusstyrkan är det oumbärliga verktyget för personer som måste ställa in en fotografisk uppsättning eller kontrollera om ett rum är för ljust eller för mörkt.

Vissa instrument är byggda för olika typer av ljus. Till exempel kan en modell vara mycket exakt endast om den används med natriumlampor.
Du kan även köpa en "fotometer" i form av en applikation för mobila enheter. Men först kontrollera recensioner, som många kan vara felaktiga.
Luxen är den internationella måttenheten, men det är inte sällsynt att hitta några instrument som kalibreras fortfarande i fotljus. Om du är intresserad av att konvertera lux till denna måttenhet kan du använda den en onlinekalkylator. Det måste sägas att i Italien är det inte lätt att hitta fotljusfotometrar. Vidare måste det betonas att det är nödvändigt att undvika förvirring med måttenheten "ljus per kvadratmeter (cd / m2)", eftersom detta definierar luminans och inte belysningen.

Lär dig tolka belysningsenheterna. Här är några typiska exempel som hjälper dig att förstå om dina belysningsbehov behöver ändras:

Bra belysning för arbetsplatsen (kontoret) bör generera en belysning på 250-500 lux.

Supermarknader eller områden där designarbeten utförs eller i detalj, belyses vanligtvis vid 750-1000 lux. Den övre delen av detta intervall motsvarar området i ett rum nära ett soligt fönster.

Lär dig vad lumen och luminans är. Den första är måttenheten för ljusflödet, ett koncept som skiljer sig från luminansen, som istället är förhållandet mellan ljusintensiteten som emitteras av en källa i riktning mot observatören och området för den emitterande ytan. Ibland kan du på lampor eller lampor hitta ett värde uttryckt i "lumen" som beskriver kvantitet av synligt ljus som emitteras:

den "initiala lumen" Beskriv hur mycket ljus som avger en källa när den stabiliserats. Till exempel behöver fluorescerande och HID-lampor 100 timmars användning för att stabilisera.

den "genomsnittliga lumen" eller "teoretiska lumen" De uttrycker den uppskattade mängden ljus som källan ska utsända under ideala användningsförhållanden under hela dess varaktighet. I verkligheten är detta värde större i de tidiga dagarna och minskar sedan som ljuskällan "åldrar".

För att förstå hur många lumen du behöver, överväga listan över lux som har beskrivits ovan och multiplicera värdet för ytan på rummet (i kvadratmeter).

Mät ljusstrålen och belysningsvinkeln. Lampor och andra enheter som kan avge en ljusstråle kan också beskrivas med dessa två egenskaper, som du kan hitta med hjälp av en fotometer som mäter lux med en linjal och en protractor:

Håll fotometern direkt i strålens ljusaste del. Flytta den tills den hittar det högsta värdet.

Försök att inte flytta fotometern bort från ljuskällan, men rör den i en riktning tills intensiteten minskar med 50% från det maximala värdet. Använd en tätt sträng eller en linje för att rita ett segment som börjar från ljuskällan fram till denna punkt.

Flytta fotometern i motsatt riktning, inuti ljusstrålen tills du märker en andra 50% minskning av intensiteten. Rita ett annat segment.

Med en goniometer mäter det vinkeln mellan de två linjerna. Detta är "strålens vinkel" av ljus och beskriver bredden av sektorn väl upplyst av ljuskällan.

För att hitta belysningsvinkeln, fortsätt med samma operation, men dra linjerna vid de punkter där ljusintensiteten når 10% av maximivärdet.

Metod 2

Mät relativ intensitet med en hantverksenhet

Använd det här verktyget för att jämföra olika ljuskällor. Det här är en apparat som enkelt kan tillverkas hemma, efter att ha köpt några oumbärliga material. Det heter "Joly fotometer", från namnet på sin uppfinnare, och kan användas för att mäta den relativa intensiteten hos två ljuskällor. Med några fysiska noteringar och de verktyg som beskrivs nedan kommer du att kunna ta reda på vilken av de glödlampor som beaktas, avger mer eller mindre ljus och vilket är det mest effektiva i förhållande till den förbrukade energin.

Mätningarna relaterad De erbjuder inte värden uttryckta i måttenheter. Du kan kvantifiera ljusintensiteten som emitteras av en källa i förhållande till den som emitteras av en andra källa, men du kommer inte att kunna jämföra den med en tredjedel utan att upprepa experimentet.

Skär ett parafinblock i halva. Köp en massa fast paraffin i en hårdvaruaffär, en halv kilo pack är tillräckligt. Skär den i två lika delar med en skarp kniv.

Arbeta långsamt för att undvika att skapa små fragment.

Mellan de två styckena paraffin sätter in ett ark av aluminiumpapper. Riva av en bit från rullen och lägg den över ett av de två kvarteren tills det helt täcker ytan. Placera det andra blocket på aluminiumplåten.

Rapportera "smörgås" i vertikal position. För att verktyget ska fungera måste paraffinen vila på ena sidan så att aluminiumet är vertikalt. Om du inte kan placera den i den här positionen, lämna den horisontellt för nu. Kom ihåg dock att lådan du ska bygga kräver att blocket är vertikalt.

Du kan använda två gummiband för att hålla blocket kompakt. Lägg en nära övre änden och en i nedre änden.

Skär ut tre öppningar i en kartong. Välj en tillräckligt stor för att hålla paraffinen. Ofta är samma förpackning av blocket den bästa lösningen. Hjälp dig själv med en linjal och ett sax för att skära ut tre små fönster:

Öppna två identiska på motsatta sidor av lådan. Var och en av dem tillåter dig att se ena sidan av paraffinblocket när den är insatt.

Klipp ut en tredje öppning, storleken på ditt val, på framsidan av lådan. Det borde fortfarande vara centrerat så att du kan se båda halvorna av paraffin med aluminium däremellan.

Sätt in blocket i lådan. Kom ihåg att arket måste förbli inuti och i vertikalt läge. Kan vara några bitar av kartong, en del duktape eller båda för att hålla paraffinen vertikalt och parallellt med de två motsatta windows utan att aluminium glider ut.

Om kåpan är öppen, täck den med en annan bit papp eller liknande material som kan blockera ljuset.

Välj en ljuskälla som "referenspunkt". Det här är den måttenhet som du kommer att jämföra med de andra lamporna och kommer att vara riktlinjen för att utvärdera intensiteten. Om du planerar att jämföra mer än två lampor måste du använda den här källan för varje experiment.

Ordna två ljuskällor i en rak linje. Sätt två lampor, två lysdioder eller en annan typ av ljuskälla i en rak linje på en plan yta. Avståndet mellan dem måste vara betydligt större än bredden på rutan du har byggt.

Sätt fotometern mellan de två lamporna. Det måste vara exakt samma höjd som ljuskällorna, så att paraffinblocket är fullt upplyst genom de två sidofönstren. Kom ihåg att de två ljuskällorna måste vara ganska avstånd från varandra för att säkerställa enhetlig belysning.

Stäng av alla andra ljus i rummet. Stäng fönstren, persienner eller fönsterluckor så att de enda lamporna som träffar paraffinen är testets.

Justera lådans position tills de två halvorna på blocket lyser på samma sätt. Flytta fotometern till den mindre upplysta sidan av paraffinen. Kontrollera genom frontfönstret så att du kan justera boxens stopp när båda halvorna tänds på samma sätt.

Mät avståndet som skiljer fotometern från varje ljuskälla. Använd ett måttband och sätt noll på aluminiumfolielinjen, lägg den ner till det ljus du har valt "referens". Detta avstånd kallas d1. Skriv ner värdet och upprepa sedan processen för den andra ljuskällan. Avståndet som skiljer det från aluminiumfolien kallas d2.

Du kan mäta detta avstånd med någon måttenhet, det viktiga är att förbli konstant. Om du till exempel använde mätare och centimeter, omvandla du värdena för att bara använda centimeter.

Förstå det fysiska konceptet som ligger till grund för experimentet. Briljans av de paraffin bitar minskar med kvadraten på avståndet som skiljer dem från ljus, eftersom vi överväger det ljus som träffar en tvådimensionell yta (d.v.s. område) även om ljuset i själva verket strålar i alla riktningar och träffar ett utrymme (dvs. volym). Med andra ord, när ljuskällan rör sig två gånger (x2) längre, fördelas den över ett område fyra gånger större (x2²). Vi kan då skriva briljansen som "I / d²

Jag är intensiteten och d är avståndet från ljuskällan, bara de värden vi använde i föregående steg.

Tekniskt sett sägs vad vi beskriver som brillance belysningsstyrka.

Använd dessa begrepp för att beräkna den relativa intensiteten. När båda halvorna av paraffin är identiska i ljusstyrka, deras "belysningsstyrka" det är identiskt. Du kan skriva formeln och lösa den för jag₂, det vill säga den relativa intensiteten hos den andra ljuskällan:

den₁/ d₁² = I₂/ d₂².

den₂ = I₁(d₂²/ d₁²).

Eftersom du bara mäter en relativ intensitet, dvs förhållandet mellan två ljuskällor, kan du fastställa att jag₁ = 1. Detta förenklar kraftigt den formel som blir: I₂ = d₂²/ d₁².

Antag exempelvis distansen d₁ vid referensljuskällan både 2 meter och avståndet d₂ i det andra ljuset båda 5 meter:

den₂ = 5²/ 2² = 25/4 = 6,25

Den andra ljuskällan har en intensitet 6,25 gånger större av referensnumret.

Beräkna effektivitet. Om du använder lampor på vilken effekt som anges, till exempel "60 W"vilket betyder "60 watt", då vet du hur mycket el de förbrukar. Dela ljussens relativa intensitet med kraften och du kommer att hitta effektiviteten i förhållande till ljuskällan. Till exempel:

En 60 watt glödlampa med en relativ intensitet på 6 har en relativ effektivitet av: 6/60 = 0,1.

En 40-watt glödlampa med en relativ intensitet på 1 har en relativ effektivitet av 1/40 = 0,025.

Med tanke på att 0,1 / 0,025 = 4 är 60W-lampan 4 gånger effektivare för att omvandla el till ljus. Observera att du fortfarande kan använda en mer kraftfull 40W glödlampa, men det kommer att kosta dig mer - effektivitet kan du veta hur mycket avkastning du kan få från din "ekonomiska investeringar".

tips

När du har använt Joly fotometern för att mäta relativa ljusintensiteter kan du mäta dem med ett analogt eller digitalt instrument. Den mest moderna och digitala uttrycker värdena i lux. I USA kan du fortfarande hitta den gamla analoga instrument kalibrerade i "fot candle" - denna enhet definieras som en lumen per kvadratfot. Ett "fotljus" motsvarar 10,76 lux.

Saker du behöver

fotometer

eller att skapa en utformad enhet:

Massivt paraffinblock (tillgängligt i förpackningar med en halv kilo upp till två kilo)
Skarp kniv
Aluminiumfolie
Liten kartonglåda (du kan också använda vaxpaketet)
sax
Två lampor av samma typ, såsom skrivbordslampor med klämmor
Måttband
Lampor att testa (tre eller flera modeller som skiljer sig åt el eller lumen)

Dela på sociala nätverk:

Relaterade