gtemata.com

Cum se măsoară intensitatea luminii

Măsurarea intensității luminii este importantă atunci când proiectați un sistem de iluminare în cameră sau luați o fotografie. Termenul "intensitate" este folosit în diferite moduri, deci este recomandabil să opriți pentru un moment să învățați semnificația diferitelor unități și metode de măsurare. Fotografii profesioniști și electriciștii folosesc un fotometru digital, dar puteți utiliza și un simplu instrument comparativ numit fotometru de difuzie Joly.

paşi

Metoda 1

Măsurați intensitatea luminii unei camere sau unei surse de lumină
Imaginea intitulată Măsura intensitatea luminii Pasul 1
1
Aflați că fotometrele măsoară intensitatea luminii în lux și "lumânare-lumânare". Ambele unități de măsură (a doua puritate a SUA) descriu intensitatea luminii pe o suprafață o iluminarii. Fotometrele care măsoară iluminarea sunt instrumentul indispensabil pentru persoanele care trebuie să stabilească un set fotografic sau să verifice dacă o cameră este prea luminată sau prea întunecată.
  • Unele instrumente sunt construite pentru diferite tipuri de lumină. De exemplu, un model ar putea fi foarte precis numai dacă este utilizat cu lămpi cu sodiu.
  • Puteți cumpăra chiar și una "fotometru" sub forma unei aplicații pentru dispozitive mobile. Însă mai întâi verificați recenziile, deoarece multe dintre ele pot fi inexacte.
  • Luxul este unitatea internațională de măsură, dar nu este rară găsirea unor instrumente calibrate încă în lumânări. Dacă sunteți interesat în conversia luxului în această unitate de măsură, îl puteți folosi un calculator online. Trebuie spus că în Italia nu este ușor să găsim fotometre cu lumânări. În plus, trebuie subliniat faptul că este necesar să se evite confuzia cu unitatea de măsură "lumânare pe metru pătrat (cd / m2)", deoarece aceasta definește luminanță și nu iluminarea.
  • Imaginea intitulată Măsura intensității luminii Pasul 2
    2
    Învățați să interpretați unitățile de iluminare. Iată câteva exemple tipice care vă ajută să înțelegeți dacă nevoile dvs. de iluminare trebuie schimbate:
  • O iluminare bună pentru birou ar trebui să genereze o iluminare de 250-500 lux.
  • Supermarketurile sau zonele în care se efectuează lucrări de proiectare sau pe detalii sunt de obicei iluminate la 750-1000 lux. Capătul superior al acestui interval este echivalent cu suprafața unei camere aproape de o fereastră însorită.
  • Imaginea intitulată Măsurați intensitatea luminii Pasul 3
    3
    Aflați ce sunt lumenul și luminanța. Primul este unitatea de măsură a fluxului luminos, un concept diferit de luminanță, care este, în schimb relația dintre intensitatea luminoasă emisă de o sursă în direcția observatorului și suprafața emițătoare. Uneori, pe becuri sau lămpi puteți găsi o valoare exprimată în "lumen" care descrie cantitate a luminii vizibile emise:
  • "lumeni inițiale" descrie cât de multă lumină emite o sursă odată stabilizată. De exemplu, becurile fluorescente și HID au nevoie de 100 de ore de utilizare pentru a se stabiliza.
  • "lumeni medii" sau "teoretice lumenilor" acestea exprimă cantitatea estimată de lumină pe care sursa ar trebui să o emită în condiții ideale de utilizare pe toată durata acesteia. În realitate, această valoare este mai mare în primele zile și apoi scade ca sursă de lumină "vârste".
  • Pentru a înțelege numărul lumenilor de care aveți nevoie, luați în considerare lista luxului descris mai sus și multiplicați valoarea suprafeței camerei (în metri pătrați).
  • Imaginea intitulată Măsura intensitatea luminii Pasul 4
    4
    Măsurați raza luminii și unghiul de iluminare. Torțele și alte dispozitive care sunt capabile să emite un fascicul de lumină poate fi, de asemenea, descrise cu aceste două caracteristici, care pot fi găsite folosind un fotometru care masoara lucși cu o riglă și un echer:
  • Păstrați fotometrul direct în cea mai strălucitoare parte a fasciculului. Deplasați-l până când găsiți cea mai mare valoare.
  • Încercați să nu mutați fotometrul departe de sursa de lumină, dar mutați-l într-o direcție până când intensitatea scade cu 50% din valoarea maximă. Folosiți un șnur strâns sau o linie pentru a desena un segment care începe de la sursa de lumină până la acest punct.
  • Acum deplasați fotometrul în direcția opusă, în interiorul fasciculului de lumină, până când observați o a doua scădere a intensității cu 50%. Desenați un alt segment.
  • Cu un goniometru, se măsoară unghiul dintre cele două linii. Asta este "unghiul fasciculului" de lumină și descrie lățimea sectorului bine luminată de sursa de lumină.
  • Pentru a găsi unghiul de iluminare, continuați cu aceleași operațiuni, însă trageți liniile în punctele în care intensitatea luminii ajunge la 10% din valoarea maximă.

    • Metoda 2

    Măsurați intensitatea relativă cu un aparat de artizanat
    Imaginea intitulată Măsura intensitatea luminii Pasul 5
    1
    Utilizați acest instrument pentru a compara diferite surse de lumină. Acesta este un dispozitiv ușor de făcut la domiciliu, după achiziționarea unor materiale indispensabile. Se numește "Joly fotometru", de la numele inventatorului său, și poate fi folosit pentru a măsura intensitatea relativă a două surse de lumină. Cu un pic „de concepte fizice și instrumente descrise mai jos, va fi capabil să înțeleagă care dintre becuri luate în considerare emite o cantitate mai mare sau mai mică de lumină și ceea ce este cel mai eficient în raport cu energia consumată.
    • Măsurătorile înrudit acestea nu oferă valori exprimate în unități de măsură. Puteți cuantifica intensitatea luminii emise de o sursă în raport cu cea emisă de oa doua sursă, dar nu veți putea compara aceasta cu o treime fără a repeta experimentul.
  • Imaginea intitulată Măsura intensitatea luminii Pasul 6
    2
    Tăiați un bloc de parafină în jumătate. Cumpărați o bucată de parafină solidă într-un magazin de hardware, este suficient un pachet de jumătate de kilogram. Cu un cuțit ascuțit, tăiați-l în două părți egale.
  • Lucrați încet pentru a evita crearea de fragmente mici.
  • Imaginea intitulată Măsura intensității luminii Pasul 7
    3
    Între cele două bucăți de parafină inserați o foaie de hârtie din aluminiu. Înlăturați o bucată din role și puneți-o peste una din cele două blocuri până când acoperă complet suprafața. Așezați al doilea bloc pe foaia de aluminiu.
  • Imaginea intitulată Măsura intensității luminii Pasul 8
    4
    Raportați "sandwich" în poziție verticală. Pentru ca acest instrument să funcționeze, parafina trebuie să se sprijine pe o parte astfel încât aluminiul să fie vertical. Dacă nu o puteți pune în această poziție, lăsați-o orizontală pentru moment. Amintiți-vă, totuși, că caseta pe care o veți construi necesită ca blocul să fie vertical.
  • Puteți utiliza două benzi de cauciuc pentru a păstra blocul compact. Pune una lângă capătul superior și una pe capătul inferior.
  • Imaginea intitulată Măsurați intensitatea luminii Pasul 9
    5
    Tăiați trei deschideri într-o cutie de carton. Alegeți o cantitate suficientă pentru a menține parafina. Adesea același ambalaj al blocului este cea mai bună soluție. Ajută-te cu un conducător și cu o foarfecă pentru a tăia trei ferestre mici:
  • Deschideți două cele identice pe părțile opuse ale casetei. Fiecare dintre ele vă permite să vedeți o parte a blocului de parafină odată ce este introdus.
  • Tăiați a treia deschizătură, la dimensiunea dorită, în partea din față a cutiei. Ar trebui să fie bine centrat, astfel încât să puteți vedea ambele jumătăți de parafină cu aluminiu între ele.
  • Imaginea intitulată Măsurați intensitatea luminii Pasul 10
    6
    Introduceți blocul în cutie. Amintiți-vă că foaia trebuie să rămână în interiorul și în poziție verticală. Ar putea fi niște bucăți de carton, o bandă de conductă sau ambele pentru a ține parafina vertical și paralel cu cele două ferestre opuse, fără alunecarea aluminiului.
  • Dacă partea superioară a cutiei este deschisă, acoperiți-o cu o altă bucată de carton sau un material similar care poate bloca lumina.


  • Imaginea intitulată Măsurați intensitatea luminii Pasul 11
    7
    Alegeți o sursă de lumină cum ar fi "punct de referință". Aceasta va fi unitatea de măsură cu care veți compara celelalte lumini și va fi ghidul pentru evaluarea intensității. Dacă intenționați să comparați mai mult de două lumini, atunci va trebui să utilizați această sursă pentru fiecare experiment.
  • Imaginea intitulată Măsurați intensitatea luminii Pasul 12
    8
    Aranjați două surse de lumină în linie dreaptă. Puneți două becuri, două LED-uri sau alt tip de sursă de lumină în linie dreaptă pe o suprafață plană. Distanța dintre ele trebuie să fie semnificativ mai mare decât lățimea cutiei pe care ați construit-o.
  • Imaginea intitulată Măsurați intensitatea luminii Pasul 13
    9
    Puneți fotometrul între cele două lumini. Trebuie să fie exact aceeași înălțime ca sursele de lumină, astfel încât blocul de parafină să fie complet iluminat prin cele două ferestre laterale. Amintiți-vă că cele două surse de lumină trebuie să fie îndepărtate una de cealaltă pentru a asigura o iluminare uniformă.
  • Imaginea intitulată Măsura intensității luminii Pasul 14
    10
    Opriți toate celelalte lumini din cameră. Închideți ferestrele, jaluzelele sau obloanele, astfel încât singurele lămpi care au lovit parafina sunt cele ale testului.
  • Imaginea intitulată Măsura intensității luminii Pasul 15
    11
    Reglați poziția casetei până când cele două jumătăți ale blocului sunt aprinse în același mod. Deplasați fotometrul pe partea mai puțin iluminată a parafinei. Verificați prin fereastra frontală pentru a putea ajusta poziția opritorului atunci când ambele jumătăți par să lumineze în mod identic.
  • Imaginea intitulată Măsurați intensitatea luminii Pasul 16
    12
    Măsurați distanța care separă fotometrul de fiecare sursă de lumină. Utilizați o bandă și plasați zero pe linia de aluminiu, lăsați-o pe lumina pe care ați ales-o "referință". Această distanță este numită d1. Notați valoarea și apoi repetați procesul pentru cealaltă sursă de lumină. Este apelată distanța care o separă de folia de aluminiu d2.
  • Puteți măsura această distanță cu orice unitate de măsură, lucru important este să rămână constant. De exemplu, dacă ați folosit metri și centimetri, convertiți valorile pentru a utiliza doar centimetri.
  • Imaginea intitulată Măsura intensitatea luminii Pasul 17
    13
    Înțelegeți conceptul fizic care sta la baza experimentului. Luminozitatea pieselor de parafină scade cu pătratul distanței care le separă de lumină, deoarece luăm în considerare lumina care lovește o suprafață bidimensională (adică zonă) chiar dacă, în adevăr, lumina radiază în toate direcțiile și lovește un spațiu (adică a volum). Cu alte cuvinte, atunci când sursa de lumină se mișcă de două ori (x2) mai departe, ea este distribuită pe o suprafață de patru ori mai mare (x22). Putem scrie apoi strălucirea ca "I / d2
  • I este intensitatea și d este distanța de la sursa de lumină, doar valorile pe care le-am folosit în etapele anterioare.
  • Din punct de vedere tehnic, ceea ce descriem drept brillanță este spus iluminarii.
  • Imaginea intitulată Măsura intensitatea luminii Pasul 18
    14
    Utilizați aceste noțiuni pentru a calcula intensitatea relativă. Când ambele jumătăți de parafină sunt identice în luminozitate, ale lor "iluminarii" este identic. Puteți scrie formula și o puteți rezolva pentru mine2, adică, intensitatea relativă a celei de a doua surse de lumină:
  • 1/ d12 = I2/ d22.
  • 2 = I1(d22/ d12).
  • Deoarece măsurați doar o intensitate relativă, adică relația dintre două surse de lumină, puteți stabili că eu1 = 1. Acest lucru simplifică foarte mult formula care devine: I2 = d22/ d12.
  • De exemplu, să presupunem că distanța d1 la sursa de lumină de referință atât la 2 metri, cât și la distanța d2 în a doua lumină ambele de 5 metri:
  • 2 = 52/ 22 = 25/4 = 6,25
  • A doua sursă de lumină are o intensitate De 6,25 ori mai mare din cea de referință.
  • Imaginea intitulată Măsura intensitatea luminii Pasul 19
    15
    Calculați eficiența. Dacă utilizați becuri pe care este indicată energia, de exemplu "60 W"ceea ce înseamnă "60 de wați", atunci știi cât de mult consumă energie electrică. Împărțiți intensitatea relativă a becului cu puterea și veți găsi eficiența acestuia în raport cu sursa de lumină de referință. De exemplu:
  • Un bec de 60 watt cu o intensitate relativă de 6 are o eficiență relativă de: 6/60 = 0,1.
  • Un bec de 40 watt cu o intensitate relativă de 1 are o eficiență relativă de 1/40 = 0,025.
  • Având în vedere că 0.1 / 0.025 = 4, becul de 60 W este de 4 ori mai eficient în transformarea electricității în lumină. Rețineți că puteți utiliza în continuare un bec mai puternic de 40W, dar vă va costa mai mult - eficiența vă permite să știți cât de mult puteți obține de la dvs. "economice".

    • Sfaturi

    • După utilizarea fotometrului Joly pentru a măsura intensitățile relative ale luminii, le puteți măsura cu un instrument analogic sau digital. Cele mai moderne și digitale exprimă valorile în lux. În SUA, puteți găsi în continuare instrumente analogice vechi calibrate în „picior-lumânare“ - această unitate este definită ca un lumen pe picior pătrat. O "picior-lumânare" corespunde la 10,76 lux.

    Lucruri de care ai nevoie

    • Fotometru

    sau pentru a crea un dispozitiv artizanal:

    • Bloc de parafină solidă (disponibil în pachete de o jumătate de kilogram până la două kilograme)
    • Cuțit ascuțit
    • Folie din aluminiu
    • Cutie de carton mică (puteți utiliza și pachetul de ceară)
    • foarfece
    • Două lămpi de același tip, cum ar fi lămpi de birou cu cleme
    • Măsură de bandă
    • Bulbi de testat (trei sau mai multe modele care diferă pentru putere electrică sau lumen)
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit