Aydınlatmada lüksler nelerdir? Işık miktarları ve ölçü birimleri

Aydınlatma birimi ise standart muma bağlıdır.
Ana konuyu gösteren diyagram aydınlatma konseptleri. Aydınlatma birimi lükstür (lüks) - üzerine 1 lm'lik bir ışık akısının eşit olarak dağıldığı 1 m2'lik bir yüzeyin aydınlatılması.
Aydınlatma birimine lüks denir.
Aydınlatma birimi (pratik) lüks (1x), bir metrekarelik bir alana eşit olarak dağılmış bir lümenlik ışık akısının yüzey yoğunluğudur.
Aydınlık birimi lüks, bir lümenlik ışık akısı ile bir metrekarelik alan üzerinde üretilen aydınlatmadır.
CGS sistemindeki aydınlatma birimine phot (phot) denir ve üzerine 1 lm ışık akısı düşen 1 cm2 alana sahip bir yüzeyin aydınlatılmasına eşittir. Parlaklık birimine radfot denir.
Bir santimetre uzunluk birimi olarak alındığında aydınlatma birimi santimetre kare başına 1 lm'ye eşittir.
Aydınlatma birimi lükstür (lüks) - üzerine 1 litrelik ışık akısının eşit olarak dağıldığı 1 m2'lik bir yüzeyin aydınlatılması.
Aydınlatmanın SI birimi lükstür (lüks) - her metrekare için bir lümenlik ışık akısının düştüğü bir yüzeyin aydınlatılması. SGSL sisteminde aydınlatma birimi phot (f), bir lümenlik ışık akışının düştüğü yüzeyin santimetre kare başına aydınlatılmasıdır.
Aydınlatma birimi 1 lm ışık akısı yoğunluğudur. Bir lüks, üzerine 1 lm'lik bir ışık akısı düştüğünde 1 m2'lik bir alanın aydınlatılmasına eşittir veya aynı şey, küçük bir noktadan 1 m uzaklıkta bulunan normal olarak konumlandırılmış bir alanın aydınlatmasını temsil eder. 1 mum ışık yoğunluğuna sahip kaynak.
Aydınlatma birimi - lüks (lüks), alanı bir metrekareye eşit bir yüzeye eşit olarak dağıtılan 1 lm'lik bir ışık akısı tarafından oluşturulan aydınlatma olarak kabul edilir.
Aydınlatma birimi lüks (lx) olarak ayarlanmıştır, değere eşit Aydınlatılan yüzeyin metrekaresi başına ışık akısı.
Aydınlatma birimi, aydınlatılan yüzeyin metrekaresi başına düşen ışık akısı miktarına eşit olan lüks (l/s) olarak ayarlanır.
Aydınlatma (bazı tipik durumlarda lüks olarak.
Aydınlatma ünitesi, 1 lm ışık akısı düşen 1 m2'lik bir yüzeyin, alana eşit dağılmış şekilde aydınlatılması olarak alınmıştır. Yarıçapı 1 m olan bir kürenin merkezine 1 cd ışık şiddetine sahip noktasal kaynak konursa yüzeyinde 1 lüks aydınlatma elde edilir.
Aydınlatma birimi lükstür (lx), yani. Üzerine 1 lm'lik düzgün dağılmış bir ışık akısının düştüğü 1 m2'lik bir yüzeyin aydınlatılması.
Aydınlatma birimi lux'tür, kısaltılmışı lux'tür.
Doğrudan ve yansıyan ışığın yarattığı doğal aydınlatma katsayısını belirleme şeması. 1 lm'lik ışık akısı 1 m2'lik bir yüzeye eşit olarak dağıldığında aydınlatma birimi lüks (lx) olarak alınır.
Aydınlatma birimi lükstür. Bu durumda aydınlatılan alan gelen ışınlara normaldir.
Aydınlatma birimi lükstür.
Yarı iletken ışık yayan diyot kristali.| Işık yayan diyotun özellikleri. Aydınlatma birimi lükstür. 1 lüks bir aydınlatmanın 1 m2'lik bir yüzeyi vardır ve bu yüzeye 1 lm'lik bir ışık akısı düşer.
Aydınlatma ünitesi, 1 lm ışık akısı düşen 1 m2'lik bir yüzeyin, alana eşit dağılmış şekilde aydınlatılması olarak alınmıştır. Yarıçapı 1 m olan bir kürenin merkezine bir mumluk nokta ışık kaynağı yerleştirilirse yüzeyinde 1 lüks bir aydınlatma elde edilir.
Aydınlatma birimi, üzerinde 1 lm'lik bir ışık akısının eşit şekilde dağıldığı 1 m2 alana sahip bir yüzeyin aydınlatılmasına eşit olan lüks (lx) olarak alınır.
Aydınlatma (bazı tipik durumlarda lüks cinsinden. Aydınlatma birimi, 1 m2'lik bir yüzeyin aydınlatılması olarak alınır ve bu yüzeyin üzerine 1 lm'lik ışık akısı eşit olarak dağılır. Yüzeyde 1 lüks aydınlatma elde edilir. Kürenin merkezine ışık şiddeti 1 cd olan bir nokta kaynak yerleştirilirse yarıçapı 1 m olan bir küre oluşur.

Bir aydınlatma birimi, 1 mg başına 1 lm'lik bir ışık akısının alan üzerinde eşit olarak dağıldığı böyle bir yüzeyin aydınlatılması olarak alınır. Yarıçapı 1 m olan bir kürenin merkezine bir mumluk nokta ışık kaynağı yerleştirilirse yüzeyinde 1 lüks bir aydınlatma elde edilir.
Aydınlatma birimi, üzerinde 1 lm'lik ışık akısının düzgün dağıldığı 1 m2'lik bir yüzeyin aydınlatılmasına eşit olan lüks (lx) olarak alınır.
Aydınlatma birimi lüks (lx) olarak alınır - bir metrekarelik bir alan üzerinde bir lümenlik ışık akısı tarafından oluşturulan aydınlatma.
Ayak mumu, İngiltere'de benimsenen 1076 lüks bir aydınlatma birimidir.
Daha önce kabul edilen aydınlatma birimi lüks, şu anda kabul edilen 1005 lükse eşittir.
Aydınlatma birimi, 1 m2 aydınlatılan yüzey başına düşen ışık akısı miktarına eşit olan lüks (l/s)'dir.
Kaynak S, yüzeyi gelen ışınlarla aydınlatır. a - normal ve b - normal N'ye f açısında. Bazen aydınlatma ünitesinin 10.000 kat daha fazla aydınlatma olduğu kabul edilir.
SI'da aydınlatma birimi lüks (lx) olarak alınır (Latince'den. Lüks, her metrekarenin bir lümenlik tekdüze bir ışık akısı aldığı bir yüzeyin aydınlatılmasıdır.
Aydınlatmayı seçerken (aydınlatma birimi - lüks), çeşitli parçaların boyutları dikkate alınır: parçaların ve arka planın yansıması. Aydınlatma standartları çeşitli koşullar SSCB Devlet İnşaat Komitesi tarafından düzenlenir.
ABD ve İngiltere'de aydınlatma birimi, 1 ft2 başına 1 lm, 1 fc 10 76 lüks ışık akısı yoğunluğu ile belirlenen ayak mumudur - (ic). Bazı kılavuzlarda phot'u, 1 cm2 başına 1 lm, 1 f 104 lüks ışık akısı yoğunluğuna göre belirlenen bir aydınlatma birimi olarak bulabilirsiniz.
ABD ve İngiltere'de uzunluk birimi ayak olarak alındığında kullanılan bir aydınlatma birimi.
Lüks (lx), bir lümenlik ışık akısı 1 lR başına eşit olarak düştüğünde bir aydınlatma birimidir.
Aydınlık birimleri hakkında görsel bir fikir vermek gerekirse, doğrudan güneş ışığının yarattığı aydınlığın 105 lüks civarında, kitap okumak için gereken aydınlatmanın yaklaşık 40 lüks, dolunayın yarattığı aydınlığın ise yaklaşık 0 2 lüks olduğunu belirtelim. .
Uygulamada, lüks (lx) daha çok bir aydınlatma birimi olarak kullanılır; üzerine 1 lm'lik bir ışık akısı düştüğünde 1 m2'lik bir alanın aydınlatılmasına eşittir veya aynısı aydınlatmayı temsil eder. 1 mumdaki ışık yoğunluğuna sahip küçük bir kaynaktan 1 m uzaklıkta bulunan normal konumlu bir alanın.

Parlaklık birimi aydınlık birimiyle aynıdır ancak radlux olarak adlandırılır.
Phot (phot) - GHS sistemindeki aydınlatma birimi; 1 fotoğraf 1 cd-sr/cm2104 lux.
Mumların aydınlatma birimi olarak hizmet eden ispermeçetlerden yapıldığını belirtmek ilginçtir. Bu nedenle, İngiltere'de, bir saatte 777 g ispermeçetin yandığı 75 6 g ağırlığındaki bir mum standart olarak kabul edilir.
Bir valf fotoseli ve aydınlatma birimlerinde kalibre edilmiş bir mikroampermetre ile aydınlatmayı ölçmek için kullanılan taşınabilir cihazlar, pratik olarak fotometride kullanılan tüm cihazların temelini oluşturur. Bu tür cihazlar, daha önce yalnızca karşılaştırma ilkesine dayalı belirli cihazlar kullanılarak gerçekleştirilebilen ölçümler için çok kullanışlı ve uygundur. Bu cihazlarda iki yüzeyin eşit şekilde aydınlatılması gerekiyordu ve ölçümlerin nihai sonucu, ölçümü yapan kişinin bireysel görme özelliklerine bağlıydı.
Aydınlatma, çeşitli fotometrelerin yanı sıra, bir fotoelektrik alıcı ve ona bağlı bir elektrikli ölçüm cihazının birleşimi olan lüks metreler kullanılarak bilinen aydınlatmayla karşılaştırılarak ölçülebilir ve bu cihazların ilk olarak aydınlatma birimleri cinsinden kalibre edilmesi gerekir.
Aydınlatma (E) - bir yüzeye gelen ışık akısının yüzey yoğunluğu - bir yüzey elemanı üzerindeki ışık akısı olayının aydınlatılan yüzeyin alanına oranına eşittir. Aydınlatma birimi lüks (lüks) - 1 metrekare alana sahip bir yüzeyin üzerine gelen ışık akısı (1 lümene eşit) ile aydınlatılması.

Işığın niceliksel ve niteliksel parametrelerini değerlendirmek için özel bir ışık miktarları sistemi geliştirilmiştir.

Işığın ana ölçüsü, aydınlatma mühendisliği literatüründe F harfi ile gösterilen ışık akısı olarak kabul edilebilir. Aslında, ışık akısı, normal watt veya beygir gücünde değil, lümen adı verilen özel birimlerde (kısaltılmış) ölçülen ışık radyasyonunun gücüdür. Rusça teknik literatürde atama - lm, yabancı dilde - lm).

Lümen nedir? Bir lümen, gözün spektral hassasiyet eğrisinin maksimumuna karşılık gelen, 555 nm dalga boyuna sahip, kesinlikle tek renkli, 1/683 watt'lık monokromatik ışıktır. 1/683 değeri tarihsel olarak, ana ışık kaynağının sıradan mumlar olduğu ve yeni ortaya çıkan elektrikli ışık kaynaklarının radyasyonunun bu tür mumların ışığıyla karşılaştırıldığında ortaya çıktı. Şu anda bu değer (1/683) birçok uluslararası anlaşmayla yasallaştırılmış ve her yerde kabul görmüştür.

Işık kaynaklarından gelen ışık akısı - ister basit bir kibrit ister ultra modern bir elektrik lambası olsun - kural olarak her yöne az çok eşit bir şekilde yayılır. Ancak aynalar veya mercekler yardımıyla ışık, ihtiyacımız olan yöne yönlendirilerek, mekanın belirli bir bölümünde yoğunlaştırılabilir. Alanın bir kısmı veya kesri katı bir açıyla karakterize edilir. “Katı açı” kavramı doğrudan ışıkla ilgili değildir ancak aydınlatma mühendisliğinde o kadar yaygın olarak kullanılmaktadır ki, onsuz birçok aydınlatma terimini ve niceliğini açıklamak imkansızdır.

Katı açı, R yarıçaplı bir küre üzerinde bu açıyla kesilen alanın, bu yarıçapın karesine oranıdır (bkz. Şekil 3). Teknik literatürde katı açılar genellikle Yunanca co harfiyle gösterilir ve steradyan (sr olarak kısaltılır) cinsinden ölçülür:

S ve R niceliklerinin aynı birimlerle ölçülmesi gerektiği açıktır.

Herhangi bir ışık kaynağından gelen ışık akısı Φ katı bir ω açısında yoğunlaşmışsa, o zaman bu kaynağın ışık yoğunluğundan ışık akısının açısal yoğunluğu olarak bahsedebiliriz. Dolayısıyla, ışık yoğunluğu (I harfiyle gösterilir), herhangi bir katı açının içerdiği ışık akısının bu açının büyüklüğüne oranıdır:

Bir ışık kaynağı uzayda eşit şekilde parlıyorsa, yani 4n'lik katı bir açıda parlıyorsa (kürenin alanı 4nR2 olduğundan), böyle bir kaynağın ışık şiddeti F/4n'ye, yani F/12.56'ya eşittir. . Işık yoğunluğu kandela cinsinden ölçülür (kısaltılmış Rusça tanımı cd, yabancı - cd). Kandela kelimesi Rusçaya mum olarak çevrilmiştir ve SSCB'de 1963 yılına kadar ışık yoğunluğu birimine mum adı verilmiştir. Bir kandela, 1 sr'lik katı bir açıda 1 lm'lik bir ışık akısı yayan bir kaynağın ışık yoğunluğudur. Normal bir stearik mum yaklaşık olarak aynı ışık yoğunluğuna sahiptir (dolayısıyla böyle bir mumun ışık akısının yaklaşık 12,56 lm olduğu açıktır).

Kural olarak, belirli bir yeri (masaüstü, vitrin, sokaklar vb.) aydınlatmak için herhangi bir kaynaktan gelen ışığa ihtiyaç vardır. Belirli yerlerin aydınlatmasını karakterize etmek için başka bir ışık değeri eklenir - aydınlatma. Aydınlatma, aydınlatılan yüzeyin birim alanı başına düşen ışık akısı miktarıdır. Işık akısı Ф belirli bir S alanına düşerse, bu alanın ortalama aydınlatması (E harfiyle gösterilir) şuna eşittir:

Aydınlatma ölçüm birimine lüks denir (Rus dili literatüründe kısaltılmış isim - lk, yabancı edebiyatta - /x). Bir lüks, 1 lm'lik bir ışık akısının 1 metrekarelik bir alana düştüğü aydınlatmadır:

1 lüks = 1 lm/ 1 m2.

Bu değeri hayal etmek için, bir stearin mumunun, ışık yönüne dik bir düzlem üzerinde, 1 metre mesafeden, yaklaşık 1 lüks bir aydınlatma oluşturduğunu varsayalım. Karşılaştırma için: Moskova'nın enleminde kışın Dünya yüzeyindeki dolunaydan gelen aydınlatma 0,5 lüksü geçmiyor; Bir yaz öğleden sonra Moskova enleminde Güneş'ten gelen doğrudan aydınlatma 100.000 lükse ulaşabilir.

Diyelim ki masaüstündeki aydınlatma 100 lux. Masanın üzerinde beyaz kağıtlar, bir çeşit siyah dosya ve gri kapaklı bir kitap var. Bu nesnelerin hepsinin aydınlatması aynıdır.
göz, ​​kâğıtların kitaptan, kitabın da dosyadan daha hafif olduğunu görür. Yani gözümüz nesnelerin hafifliğini, aydınlığına göre değil, başka bir değere göre değerlendirir. Bu “diğer miktara” parlaklık denir. Bir yüzey S'nin parlaklığı, bu yüzey tarafından herhangi bir yönde yaydığım ışık yoğunluğunun, bu yüzeyin seçilen yöne dik bir düzlem üzerine izdüşüm alanına oranıdır (Şekil 4). Bilindiği gibi herhangi bir düz yüzeyin başka bir düzleme izdüşümü alanı, bu yüzeyin alanının düzlemler arasındaki açının kosinüsüyle çarpımına eşittir. Teknik literatürde parlaklık L harfiyle gösterilir:

"Parlaklık" kavramı

L = I/S çünkü a.

Bu formülde I, yüzeyin belirli bir yöndeki ışık yoğunluğudur (örneğin, bir masaüstünün düzlemi veya üzerinde yatan nesneler); S bu yüzeyin alanıdır; a, düzleme dik olan ile parlaklığı bilmek istediğimiz yön arasındaki açıdır (örneğin görüş hattı, yani göz ile değerlendirilen yüzeyi birleştiren çizgi).

Işık akısı, ışık şiddeti ve aydınlatma için özel ölçü birimleri (lümen, kandela ve lüks) varsa, parlaklık ölçü biriminin özel bir adı yoktur. Doğru, fizik, aydınlatma mühendisliği, optik ve diğer teknik literatür hakkındaki eski (1963'ten önce) ders kitaplarında parlaklık ölçüm birimleri için birkaç isim vardı: Rusça - nit ve stilbe, İngilizce - foot-lambert, apostilbe, vb. Uluslararası sistem SI bu birimlerin hiçbirini kabul etmedi ve kabul edilen parlaklık ölçüm birimi için özel bir isim bulamadı.

Artık tüm ülkelerde parlaklık ölçüm birimi, aydınlık yüzeye dik yönde metrekare başına 1 cd, yani 1 cd/m2 ışık yoğunluğu yayan düz bir yüzeyin parlaklığıdır.

Nesnelerin parlaklığını ne belirler?

Her şeyden önce elbette üzerlerine düşen ışık miktarıyla. Ancak verilen örnekte masanın üzerinde duran tüm nesneler aynı miktarda ışık almaktadır. Bu, parlaklığın aynı zamanda nesnelerin özelliklerine, yani gelen ışığı yansıtma yeteneklerine de bağlı olduğu anlamına gelir.

Nesnelerin üzerlerine düşen ışığı yansıtma yeteneği, genellikle g ile gösterilen yansıma katsayısı ile karakterize edilir.
chelic harfi r. Yansıma katsayısı herhangi bir yüzeyden yansıyan ışık akısı miktarının yüzeye oranıdır. ışık akısı herhangi bir ışık kaynağından veya lambadan bu yüzeye düşenler:

p = Işık yansımalı / Fincident.

Bir nesnenin yansıması ne kadar yüksek olursa, bize o kadar hafif görünür. Masaüstü örneğinde, kağıt sayfalarının yansıması kitabın ciltlemesinden, ciltlemenin yansıtması ise klasörün yansıtmasından daha yüksektir.

Malzemelerin yansıması hem malzemelerin özelliklerine hem de yüzey işlemlerinin doğasına bağlıdır. Yansıma bir yöne yönlendirilebilir veya belirli bir katı açıyla dağılabilir. Bir sayfa sıradan beyaz yazı kağıdı veya Whatman kağıdı alın. Böyle bir kağıda hangi taraftan ve hangi açıdan bakarsak bakalım, bize eşit derecede hafif görünüyor, yani parlaklığı her yönde aynı. Bu tür yansımaya dağınık veya dağınık denir; Buna göre bu tür yansımaya sahip yüzeylere dağınık denir. Bunlara parlak olmayan kağıt, çoğu kumaş, mat boyalar, badana, pürüzlü metal yüzeyler ve çok daha fazlası dahildir.

Ancak pürüzlü bir metal yüzeyi cilalamaya başlarsak yansımasının doğası değişmeye başlayacaktır. Yüzey çok iyi cilalanmışsa üzerine düşen ışığın tamamı tek yönde yansıtılacaktır. Bu durumda gelen ışığın yansıdığı açı, yüzeye çarptığı açıya tam olarak eşittir. Böyle bir yansımaya ayna denir ve ışığın geliş ve yansıma açılarının eşitliği, aydınlatma mühendisliğinin temel yasalarından biridir: spot ışıklarının ve ayna optik kısmı olan lambaların hesaplanmasına yönelik tüm yöntemler bu yasaya dayanmaktadır.

Aynasal ve dağınık yansımaya ek olarak, yönlü dağınık yansıma (örneğin, zayıf cilalanmış metal yüzeylerden, ipek kumaşlardan veya parlak kağıttan) ve ayrıca karışık yansıma (örneğin sütlü camdan) vardır. İncirde. Şekil 5 (sonraki sayfaya bakınız) malzemelerin yansımasının farklı doğasına ilişkin örnekleri göstermektedir.

Yansıma katsayısının açısal dağılımını karakterize eden eğriye yansıma göstergesi denir.

Dağınık yansımalı yüzeyler için parlaklık, aydınlatmayla basit bir ilişkiyle ilişkilidir:

Ldu

Ayna yüzeyinin parlaklığı, içine yansıyan nesnelerin (ışık kaynakları, tavan, duvarlar vb.) parlaklığının yansıma katsayısı ile çarpımına eşittir:

^ayna = yansıyan nesnelerin p L'si.

Bu özelliklerden biri olan yansıma katsayısını zaten biliyorduk. Ancak doğada, üzerine gelen ışığın tamamını yansıtan yani p = 1 olan malzemeler yoktur. Işığın malzemeden yansımayan kısmı genel olarak iki kısma ayrılır: bir kısmı geçer malzeme aracılığıyla diğeri onun içinde emilir. Bir malzemeden geçen ışığın oranı geçirgenlik (Yunanca t harfiyle gösterilir) ile karakterize edilir; ve emilen kısım, emme katsayısıdır (a ile gösterilir):

t = Fgeçmiş / Fdüşüyor.

a = F çok. osch. ee. dır-dir. y/f:

absorbe / Düşüyor.

Bu üç katsayı (yansıtma, soğurma ve iletim) arasındaki ilişkiler çok farklı olabilir, ancak istisnasız her durumda üç katsayının toplamı birliğe eşittir:

p + t + a = 1.

Doğada üç katsayısından en az birinin 1'e eşit olduğu tek bir malzeme yoktur. En büyük dağınık yansıma, yeni düşen karda (p~1), kimyasal olarak saf baryum sülfatta ve magnezyum oksitte (p=0,96) bulunur. . En yüksek aynasal yansıma saf cilalı gümüşte (p = 0,92) ve özel işlem görmüş alüminyumda bulunur (reklam verilerine göre Alman Alanod firmasının “Miro” marka alüminyumu p = 0,95'tir).

Geçirgenlik değeri referans literatürde belirli bir malzeme kalınlığı için (genellikle 1 cm) belirtilir. En şeffaf malzemeler arasında özellikle saf kuvars ve p = 0,99/cm olan bazı polimetil metakrilat (organik cam) markaları bulunur.

Absorbsiyon katsayısı 1'e eşit olan varsayımsal (gerçekte var olmayan!) bir maddeye "mutlak siyah cisim" denir - daha sonra termal ışık kaynaklarının çalışmasını açıklarken bu kavrama döneceğiz.

Yansıma gibi, ışık iletimi de yönlü (silikat veya organik camlarda, polikarbonat, polistiren, kuvars vb.), dağınık veya dağınık (süt camı), yönlü dağınık (buzlu cam) ve karışık olabilir.

Malzemelerin büyük çoğunluğu ışığı farklı dalga boylarında, yani farklı renklerde farklı şekilde yansıtır, iletir veya emer. Renklerini belirleyen ve etrafımızdaki rengarenk dünyayı yaratan, malzemelerin bu özelliğidir. Malzemelerin aydınlatma özelliklerini tam olarak karakterize etmek için, yalnızca yansıma, iletim ve soğurma katsayılarının mutlak değerlerini değil, aynı zamanda bu katsayıların uzaydaki (göstergeler) ve dalga boyları boyunca dağılımını da bilmek gerekir. Katsayıların dalga boyları üzerindeki dağılımına spektral özellikler (yansıma, iletim veya soğurma) denir.

Adı geçen üç katsayı da göreceli (boyutsuz) niceliklerdir ve bir birimin kesirleri veya yüzde olarak (aynı kesirlerin 100 ile çarpılmasıyla) ölçülür.

1. Işık akısı

Işık akısı, ürettiği ışık hissiyle değerlendirilen radyant enerjinin gücüdür. Radyasyon enerjisi, yayıcı tarafından uzaya yayılan kuantum sayısına göre belirlenir. Radyasyon enerjisi (ışıma enerjisi) joule cinsinden ölçülür. Birim zamanda yayılan enerji miktarına radyasyon akısı veya radyant akı denir. Radyasyon akışı watt cinsinden ölçülür. Işık akısı Fe olarak gösterilir.

burada: Qе - radyasyon enerjisi.

Radyasyon akışı, enerjinin zaman ve mekandaki dağılımı ile karakterize edilir.

Çoğu durumda, radyasyon akısının zaman içindeki dağılımı hakkında konuşurken, radyasyon oluşumunun kuantum doğasını hesaba katmazlar, ancak bunu radyasyonun anlık değerlerinin zaman içinde değişmesini sağlayan bir fonksiyon olarak anlarlar. akı Ф(t). Bu kabul edilebilir çünkü kaynak tarafından birim zamanda yayılan fotonların sayısı çok fazladır.

Radyasyon akısının spektral dağılımına göre kaynaklar üç sınıfa ayrılır: çizgi, şerit ve sürekli spektrum. Çizgi spektrumlu bir kaynağın radyasyon akısı, tek tek çizgilerin monokromatik akılarından oluşur:

burada: Фλ - monokromatik radyasyon akışı; Fe - radyasyon akışı.

Çizgili spektruma sahip kaynaklar için radyasyon, spektrumun oldukça geniş alanlarında meydana gelir; bantlar birbirinden karanlık aralıklarla ayrılır. Radyasyon akısının spektral dağılımını sürekli ve çizgili spektrumlarla karakterize etmek için, spektral akı yoğunluğu

burada: λ - dalga boyu.

Spektral radyasyon akısı yoğunluğu, radyant akının spektrum üzerindeki dağılımının bir özelliğidir ve sonsuz küçük bir alana karşılık gelen temel akı ΔФeλ'nin bu alanın genişliğine oranına eşittir:

Spektral radyasyon akısı yoğunluğu nanometre başına watt cinsinden ölçülür.

Radyasyonun ana alıcısının insan gözü olduğu aydınlatma mühendisliğinde, radyasyon akışının etkili etkisini değerlendirmek için ışık akışı kavramı tanıtılmıştır. Işık akısı, göreceli spektral duyarlılığı CIE tarafından onaylanan ortalama spektral verimlilik eğrisi ile belirlenen, göz üzerindeki etkisiyle değerlendirilen radyasyon akışıdır.

Aydınlatma teknolojisinde ışık akısı için şu tanım kullanılır: Işık akısı, ışık enerjisinin gücüdür. Işık akısının birimi lümendir (lm). 1 lm, 1 kandela ışık yoğunluğuna sahip nokta izotropik bir kaynak tarafından birim katı açıda yayılan ışık akısına karşılık gelir.

Tablo 1. Işık kaynaklarının tipik ışık değerleri:

Bir cismin üzerine düşen ışık akısı Ф üç bileşene dağıtılır: Фρ cisim tarafından yansıtılır, Фα tarafından emilir ve Фτ iletilir. Aşağıdaki katsayılar kullanıldığında: yansıma ρ = Фρ /Ф; absorpsiyon α =Фα/Ф; iletim τ = Фτ / Ф.

Tablo 2. Bazı malzeme ve yüzeylerin ışık özellikleri

2. Işık gücü

Gerçek bir kaynaktan gelen radyasyonun çevredeki uzaydaki dağılımı tekdüze değildir. Bu nedenle, radyasyonun çevredeki alanın farklı yönlerindeki dağılımı aynı anda belirlenmezse, ışık akısı kaynağın kapsamlı bir özelliği olmayacaktır.

Işık akısının dağılımını karakterize etmek için, çevredeki alanın farklı yönlerinde ışık akısının mekansal yoğunluğu kavramı kullanılır. Işık akısının, içinde bu akının eşit olarak dağıldığı, kaynağın bulunduğu noktadaki tepe noktası ile katı açıya oranı ile belirlenen ışık akısının mekansal yoğunluğuna ışık yoğunluğu denir:

burada: F - ışık akısı; ω - katı açı.

Işık şiddetinin birimi kandeladır. 1 CD.

Bu, platinin katılaşma sıcaklığında 1:600000 m2 alana sahip bir kara cisim yüzey elemanının dik yönde yaydığı ışık şiddetidir.
Işık yoğunluğunun birimi kandeladır; cd, SI sistemindeki temel niceliklerden biridir ve 1 steradyan (ortalama) katı bir açı içinde düzgün şekilde dağılmış 1 lm'lik bir ışık akısına karşılık gelir. Katı açı, konik bir yüzeyin içine alınmış uzayın bir parçasıdır. Katı açıω, keyfi yarıçaplı bir küreden kestiği alanın ikincisinin karesine oranıyla ölçülür.

3. Aydınlatma

Aydınlık, birim yüzey alanına düşen ışık veya ışık akısı miktarıdır. E harfiyle gösterilir ve lüks (lx) cinsinden ölçülür.

Aydınlatma lux, lux birimi metrekare başına lümen (lm/m2) boyutuna sahiptir.

Aydınlatma, aydınlatılmış bir yüzey üzerindeki ışık akısının yoğunluğu olarak tanımlanabilir:

Aydınlatma, ışık akısının yüzeye yayılma yönüne bağlı değildir.

Genel olarak kabul edilen bazı aydınlatma göstergeleri şunlardır:

Bulutsuz bir gökyüzü altında yaz günü - 100.000 lüks

Sokak aydınlatması - 5-30 lüks

Açık bir gecede dolunay - 0,25 lüks

4. Işık şiddeti (I) ile aydınlık (E) arasındaki ilişki.

Ters kare kanunu

Işığın yayılma yönüne dik bir yüzey üzerinde belirli bir noktadaki aydınlatma, ışık şiddetinin bu noktadan ışık kaynağına olan uzaklığın karesine oranı olarak tanımlanır. Bu mesafeyi d olarak alırsak bu ilişki aşağıdaki formülle ifade edilebilir:

Örneğin; bir ışık kaynağı bu yüzeyden 3 metre uzaklıkta yüzeye dik yönde 1200 cd şiddetinde ışık yayıyorsa ışığın yüzeye ulaştığı noktadaki aydınlık düzeyi (Ep) 1200 olacaktır. /32 = 133 lüks. Yüzey ışık kaynağına 6 m uzaklıkta ise aydınlatma 1200/62 = 33 lüks olacaktır. Bu ilişkiye denir "Ters kare kanunu".

Işığın yayılma yönüne dik olmayan bir yüzey üzerinde belirli bir noktadaki aydınlatma, ölçüm noktası yönündeki ışık yoğunluğunun, ışık kaynağı ile düzlemdeki nokta arasındaki mesafenin karesinin çarpımına bölünmesine eşittir. γ açısının kosinüsü (γ, ışığın geliş yönünün oluşturduğu ve bu düzleme dik olan açıdır).

Buradan:

Bu kosinüs yasasıdır (Şekil 1).

Pirinç. 1. Kosinüs kanununa

Yatay aydınlatmayı hesaplamak için, ışık kaynağı ile ölçüm noktası arasındaki d mesafesini, ışık kaynağından yüzeye olan h yüksekliği ile değiştirerek son formülü değiştirmeniz önerilir.

Şekil 2'de:

Daha sonra:

Şunu elde ederiz:

Bu formül kullanılarak ölçüm noktasındaki yatay aydınlatma hesaplanır.

Pirinç. 2. Yatay aydınlatma

6. Dikey aydınlatma

Işık kaynağına yönelik dikey bir düzlemde aynı P noktasının aydınlatılması, ışık kaynağının yüksekliğinin (h) ve ışık yoğunluğunun (I) geliş açısının (γ) bir fonksiyonu olarak temsil edilebilir (Şekil 3).

parlaklık

Sonlu boyutlu yüzeyler için:

Parlaklık, aydınlık bir yüzey tarafından yayılan ışık akısının yoğunluğudur. Parlaklık birimi, 1 lm'lik bir ışık akısı eşit şekilde yayan 1 m2'lik bir yüzeye karşılık gelen, aydınlık yüzeyin metrekaresi başına lümendir. Genel radyasyon durumunda, yayılan cismin (Me) enerjik parlaklığı kavramı tanıtılmaktadır.

Enerjisel parlaklığın birimi W/m2'dir.

Bu durumda parlaklık, yayan cisim Meλ(λ)'nin spektral enerji parlaklık yoğunluğu aracılığıyla ifade edilebilir.

Karşılaştırmalı bir değerlendirme için enerji parlaklıklarını bazı yüzeylerin parlaklıklarına indirgedik:

Güneş yüzeyi - Me=6 107 W/m2;

Akkor lamba filamanı - Me=2 105 W/m2;

Güneşin zirve noktasındaki yüzeyi M=3,1 109 lm/m2'dir;

Floresan lamba ampulü - M=22 103 lm/m2.

Bu, birim yüzey alanı başına belirli bir yönde yayılan ışığın yoğunluğudur. Parlaklığın birimi metrekare başına kandeladır (cd/m2).

Yüzeyin kendisi, bir lambanın yüzeyi gibi ışık yayabilir veya bir yolun yüzeyi gibi başka bir kaynaktan gelen ışığı yansıtabilir.

Aynı aydınlatma altında farklı yansıtıcı özelliklere sahip yüzeyler farklı parlaklık derecelerine sahip olacaktır.

Bir dA yüzeyi tarafından bu yüzeyin izdüşümüne Ф açısıyla yayılan parlaklık, belirli bir yönde yayılan ışığın yoğunluğunun, yayan yüzeyin izdüşümüne oranına eşittir (Şekil 4).

Pirinç. 4. Parlaklık

Hem ışık şiddeti hem de ışık yayan yüzeyin projeksiyonu mesafeye bağlı değildir. Dolayısıyla parlaklık da mesafeden bağımsızdır.

Bazı pratik örnekler:

Güneş yüzeyi parlaklığı - 2000000000 cd/m2

Floresan lambaların parlaklığı - 5000 ila 15000 cd/m2 arası

Dolunay yüzey parlaklığı - 2500 cd/m2

Yapay yol aydınlatması - 30 lüks 2 cd/m2