كيف يتم قياس شدة الضوء؟
تخلق الأنواع المختلفة من المصابيح ناتجًا ضوئيًا بكثافة مختلفة ، لذلك تختلف جودة الإضاءة اختلافًا كبيرًا. لاختيار الخيار الأفضل لغرفة معينة ، تحتاج إلى معرفة كيف تعتمد الإضاءة على التدفق الضوئي. ليس من المنطقي التعمق في الموضوع ، لكن الأمر يستحق تعلم الأساسيات.
ما هي قوة الضوء
بادئ ذي بدء ، يجدر بنا أن نفهم أن الإشعاع الصادر من أي مصدر ضوئي يتم توزيعه بشكل غير متساوٍ في الفضاء. لتوصيف توزيعه في اتجاهات مختلفة ، يتم استخدام مفهوم شدة الضوء. أي ، هذه هي الكثافة المكانية لتدفق الضوء ، والتي يتم تحديدها من خلال علاقتها بالزاوية الصلبة ، التي يقع الجزء العلوي منها مصدر ضوء. الجزء الذي يتم فيه توزيع التدفق الضوئي يسمى شدة الإضاءة - صيغتها على النحو التالي:
Ф تعكس التدفق الضوئي ، و هي الزاوية الصلبة. وحدة شدة الضوء هي الشمعة. من أجل عدم فهم المصطلحات المادية بشكل أكبر ، يمكنك استخدام مؤشر أكثر شيوعًا - 1 شمعة ، موزعة بزاوية صلبة تساوي 1 لومن.
من أجل الاستخدام التطبيقي للمعلومات ، من الضروري التطرق إلى مؤشر مثل الإضاءة. يعكس مقدار الضوء الساقط على سطح معين.
كيف يتم حسابها
على مستوى الأسرة ، فإن أبسط تعريف لشدة الإضاءة هو سطوع المصباح الكهربائي. كلما كان أقوى ، كلما زاد المؤشر ، ولكن كما ذكر أعلاه ، يعتمد المؤشر إلى حد كبير على الزاوية التي ينتشر فيها التدفق الضوئي.
أي أن شدة الضوء لا تعتمد على قوة المصباح ، ولكن على زاوية التوزيع. لتوضيح الأمر ، يمكننا التفكير في مثال باستخدام مصباح يدوي. في النماذج التي تحتوي على لمبات هالوجين ، عادةً ما يتم استخدام متغير بقوة حوالي 30 واط. إذا قمت ببساطة بتوصيل مثل هذا المصباح في غرفة مظلمة ، فسوف ينيرها ، لكن جودة الإضاءة ستكون بعيدة عن المثالية.
أما إذا وضعت لمبة في عاكس يحد من انتشار الضوء ، فلن ينتشر في كل الاتجاهات ، بل سيتركز في اتجاه واحد. ستزداد شدة الضوء عدة مرات وستزداد كلما زادت زاوية الانتشار أضيق.
أي أنه مع الاستخدام المناسب للعاكسات أو تركيز تدفق الضوء في مساحة محدودة ، يمكنك استخدام مصابيح إضاءة أقل قوة ، ولكن في نفس الوقت تحقق جودة إضاءة أفضل.
لا يُشار أبدًا إلى المؤشر المعني على العبوات المزودة بمصابيح كهربائية ، حيث لا يمكن تحديده مسبقًا. كل هذا يتوقف على السقف الذي سيتم استخدامه وعلى المنطقة التي سيتم توزيع الإضاءة فيها.لذلك ، تحتاج إلى الحساب بناءً على نوع المصباح وقوة المصابيح المثبتة فيه.
نظرًا لأن معايير الإضاءة للمنزل غالبًا ما يتم تقديمها في وحدات مثل لوكس ، عليك أن تتذكر أن لوكس هو 1 لومن مقسومًا على متر مربع.
على فكرة! في الليل ، مع القمر ، تكون الإضاءة 1 لوكس ، في يوم غائم - حوالي 100 لوكس ، وفي يوم مشمس وصاف - من 10000 إلى 25000 لوكس.
درس بالفيديو: ما هو التدفق الضوئي وشدة الضوء
شدة الضوء من المصادر الرئيسية
لاختيار المصباح الكهربائي في الظروف المحلية ، ليس من المنطقي الخوض في الكميات المادية واستخدام عدادات الضوء للتحقق من الإضاءة في الغرف. من الأسهل بكثير المتابعة من متطلبات الغرفة وشدة الإضاءة اللازمة في حالة معينة. إذا قارنا الحلول المختلفة ، فيمكننا استخلاص الاستنتاجات التالية:
- المصابيح المتوهجة - الخيارات التقليدية التي لا يزال الكثيرون يتخذونها كمعيار عند مقارنتها بالأصناف الأخرى. نظرًا لأن التوهج يحدث بسبب تسخين التنغستن ، فإن السطح يسخن بقوة ، بغض النظر عن الطاقة. نأخذ خيار 75 واط كمرجع. في الأنواع الأخرى ، ستكون الطاقة قابلة للمقارنة بهذه القيمة. يعطي هذا المصباح تدفقًا مضيئًا قدره 700 لومن.
- مصابيح الهالوجين - حل محسّن يستخدم أيضًا خيطًا. ولكن نظرًا للتعبئة بالغازات الخاصة واستخدام زجاج الكوارتز الخاص ، تكون جودة الإضاءة لهذا الخيار أعلى. مع معدل طاقة يبلغ 50 وات ، فإنه يوفر تدفقًا مضيئًا يبلغ 800 لومن. هذا مثال على كيف أن الحد من زاوية انتشار الضوء يزيد من قوتها بشكل كبير.
- مصابيح فلورسنت إنها توفر إضاءة عالية الجودة وفي نفس الوقت تسخن بدرجة أقل بكثير ، مما يجعلها أكثر أمانًا في الحياة اليومية.بفضل قوة 15 واط ، فإنها توفر مؤشرًا يبلغ 800 لومن ، مما يسمح لك بإضاءة الغرفة بشكل اقتصادي. في الوقت نفسه ، يعد السطوع ترتيبًا أفضل من حيث الحجم ، وهو أمر مهم ، لأنه يؤثر على جودة الإضاءة.
- خيارات LED. في نفوسهم ، قوة الضوء بالنسبة للطاقة المستهلكة هي الأعلى اليوم. مع استهلاك طاقة يبلغ 7 وات ، يعطي المصدر تدفقًا مضيئًا قدره 660 لومن. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى الجودة الممتازة للإضاءة ، فهي موحدة ويمكن أن تحتوي على درجات حرارة ألوان مختلفة ، وهو أمر مهم عند اختيار الخيار الصحيح لغرفة المعيشة أو المطبخ أو غرفة النوم.
يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه في الإصدارات المتوهجة والهالوجين ، تنخفض جودة الإضاءة بمرور الوقت ، نظرًا لأن دوامة التنغستن تصبح أرق تدريجياً من التسخين المستمر إلى درجات الحرارة المرتفعة ، لذلك عند قياس المؤشرات ، فإنها تنخفض شهرًا بعد شهر.
الاختلافات من قوة التدفق الضوئي
لفهم جميع الفروق الدقيقة بشكل أفضل ، يجب أن تفهم كيف تختلف قوة الضوء عن التدفق الضوئي. من الأسهل القيام بذلك عن طريق القياس بكميات فيزيائية مثل القوة والضغط.
لذلك ، إذا قمت بتطبيق قوة معينة على مساحة 1 سم مربع ، فسيتم توزيع الضغط بالتساوي على السطح. ولكن إذا أخذت إبرة وقمت بتطبيق نفس القوة عليها ، فسوف يتركز الضغط في منطقة صغيرة تحت النقطة وسيكون أعلى بمئات المرات. وسيبقى الجهد كما هو.
كلما كان التدفق الضوئي محدودًا في التوزيع ، ارتفع مؤشر قوته.بالنسبة لاستخدام هذا العامل عند اختيار المصباح الكهربائي للغرفة ، عليك أن تتذكر بعض النصائح البسيطة:
- لإلقاء الضوء على جزء منفصل من الغرفة ، من الأفضل استخدام الأضواء الكاشفة أو نماذج المسار التي يمكن توجيهها إلى المكان الصحيح. هذا الخيار أكثر ملاءمة من الثريا ، لأنه يركز تدفق الضوء في منطقة واحدة ، ولا ينتشر في جميع أنحاء الغرفة.
- تعتمد شدة الضوء إلى حد كبير على الظلال المثبتة على المصباح. يعطي الزجاج المصنفر والمواد المماثلة خلفية موحدة ومنتشرة. تحد الإنشاءات النسيجية والمحاليل غير الشفافة الأخرى من انتشار التدفق وتوزيعه على مساحة محدودة.
- عند استخدام مصابيح السقف ذات العاكس ، ستكون الإضاءة أعلى بكثير ، لذا يمكنك تركيب مصابيح كهربائية منخفضة الطاقة.
تحتاج إلى اختيار المصابيح مع مراعاة جودة الإضاءة التي توفرها. يتم وضع متطلبات مختلفة للغرف المختلفة ، لذلك من المهم مراعاة خصائص كل منها وتحديد تلك الخيارات التي ستوفر إضاءة مريحة. تذكر أن قوة الضوء تعتمد على زاوية انتشاره ، لذلك توفر العاكسات والأضواء الكاشفة زيادة في الأداء في بعض الأحيان.