Bir ışık kaynağının parlaklığı ve yansıtıcı bir yüzeyin parlaklığı nedir

Çeşitli yüzeylerin aydınlatmasını hesaplamak için, ışık kaynaklarını nokta kaynakları olarak değerlendirmek bazen çok uygundur. Ancak gerçekte, hiçbir nokta ışık kaynağı yoktur, her zaman belirli bir boyuta ve kendi şekline sahiptirler. Bir lamba, bir avize, bir zemin lambası, bir projektör vb. Gerçektir, yani sadece ışığın gücü ile karakterize edilemeyen ışık kaynaklarını göstermez.

Örneğin, uzaktaki bir ışıklı topu düşünürsek ve onu tam olarak aynı ışık yoğunluğuna sahip, ancak farklı bir çapa sahip başka bir ışıklı topla karşılaştırırsak, toplar eşit mesafelerde aynı aydınlatmayı oluştursa da, yine de gözlemci için farklı görünüyorlar: daha küçük çaplı bir top daha büyük bir toptan daha parlak görünüyor.

Bu fenomenin nedeni, topların ışık yoğunluğu aynı olmasına rağmen, bunlardan birinin daha büyük bir yayma yüzeyine ve diğerinin daha küçük bir yüzeye sahip olmasıdır. Bu, birim alandan yayılan ışığın gücünün bu kaynaklar için aynı olmadığı ve bu parametrenin küçük bir top için açıkça daha büyük olduğu anlamına gelir.

Ancak, belirli bir mesafeden bir tür ışık kaynağını düşünmeye başlasak bile, o zaman bizim için, ışık yayan yüzeyin gerçek alanı, görünür alan olarak, yani, gözlem düzlemine, bakışımızın yönüne dik olarak projeksiyondaki büyüklüğü kadar önemli olmayacaktır.

Dolayısıyla, bir gözlemcinin boyutlara ve şekle sahip gerçek bir ışık kaynağını tam olarak karakterize edebilmesi için, hem kaynağın ışık yoğunluğunu hem de kaynağın görünür yüzeyinin birim alanı başına ışık yoğunluğunun büyüklüğünü bilmesi gerekir.

Bu oran setin kaynağının parlaklığı L olarak adlandırılır ve ışık yoğunluğu I'ye eşitse ve görünür alan s'ye eşitse, ışık kaynağının parlaklığı eşit olacaktır (ışık yoğunluğu burada ışık akısı ve katı açı ile açıklanabilir) ışık kaynağının görünür yüzeyinin bir birim katı açı içindeki birim alanı):

Işık kaynaklarında, farklı bölümlerinin parlaklığı farklıdır: bir floresan lambada, ampulün kenarları daha karanlıktır ve mum alevi fitilin etrafındaki hale içinde vb. Daha parlaktır. Parlaklık, kaynağa hangi tarafa baktığımıza da bağlıdır.

Örneğin, kaynak arkına şans eseri bakarsanız, o zaman deşarja dik yönde, aynı arkın yandan bakıldığında olduğundan daha parlak olduğu ortaya çıkacaktır. Yani parlaklık, ışık yayan yüzeyi seçilen, kesin olarak tanımlanmış bir yönde karakterize eder. Bu çok önemli bir özelliktir, çünkü parlaklığa (birim alan başına ışık yoğunluğu) ve kendi başına ışık yoğunluğuna cevap veren parlaklığımızdır.

Işık şiddeti kandelada, sırasıyla parlaklık - metrekare başına kandelada ölçülür. Metrekare başına bir kandela o kadar parlaktır ki, aydınlık bir düzlemin sahip olduğu, her metrekareden düzleme dik yönde 1 kandela (Cd) kuvveti ile ışık verir. Örneğin, bazı yaygın ışık kaynaklarının yaklaşık parlaklıkları şunlardır:

Gözlerimize göre hareket ederek ışık kaynakları tehlikeli olabilir. Parlaklık metrekare başına 160.000 kandela'nın üzerindeyse, gözde ağrıya neden olur. Parlak ışığın zararlı etkilerinden kaçınmak için, insanlık çeşitli hileler öğrendi.

Güçlü akkor lambaların ampulleri, ışığı yaymak, filamanın küçük bir bölgesinden değil, ampulün veya gölgenin geniş bir yüzey alanından yayılmasını sağlamak için opak ve büyük boyutta yapılır. Böylece parlaklık gözler için güvenli hale getirilir ve aydınlatma neredeyse tamamen değişmeden kalır.

Boyalı duvarlar, projeksiyon perdeleri, dekoratif ürünler vb. Gibi yansıtıcı yüzeylerden bahsedersek, ışık kaynağına göre dağınık yansıtıcı özellikler sergilerler. Bu, üzerlerindeki ışık olayını kısmen yansıttıkları ve şimdi kendilerinin orta parlaklık, ancak geniş bir alanın ışık kaynakları olarak hareket ettikleri anlamına gelir.

Standart ışık kaynakları (lamba, lamba, mum, avize, fener) önemli bir parlaklığa sahip olduğundan, ancak küçük bir yüzey alanına sahip olduğundan, bu bizim elimizde oynuyor. Bu arada, aydınlatılan yüzey, onunla orantılı bir parlaklığa sahip olacaktır. ışığa maruz kalma E, yansıtıcı yüzeydeki ışık akısı ne kadar büyük olursa, parlaklığı o kadar yüksek olacaktır.

Ve bu yüzeyin parlaklığı, albedo r (lat. Albus - beyazdan) - yüzeyin yaygın yansıtıcılığının özelliği ile orantılı olacaktır. Albedo r ne kadar büyük olursa, yüzey ışık saçılan ışık akısının o kadar büyük kısmı, böyle bir yüzeyin parlaklığı o kadar büyük olur.

Böylece, aydınlatılmış yüzeyin parlaklığı albedo ve aydınlatma ürünü ile orantılıdır ve farklı yönlerde parlaklık farklı olacaktır - aydınlatılmış yüzeyin saçılma modeline bağlı olarak.

Yüzey üzerindeki ışığı eşit olarak dağıtırsa, herhangi bir yöndeki parlaklık oldukça basit bir şekilde hesaplanır. Saçılma diyagramı karmaşıksa, parlaklığın hesaplanması oldukça karmaşık bir işe dönüşecektir.

Düzgün saçılma için formülü kullanmak yeterlidir (aydınlatma - lüks, parlaklık - metrekare başına kandiller):

Albedo 0.8 olan bir projeksiyon ekranı olduğunu ve aydınlatma 60 Lux olduğunu varsayalım, parlaklık metrekare başına 0.8 * 60 / 3.14 = 15.3 kandela olacaktır. Çok yaygın yüzeylere ve parlaklıklarına örnekler:

Ayrıca bakınız:

Elektrik lambalarının çeşitleri - hangisi daha iyi ve fark nedir

Farklı lamba türlerinin ışık verimliliği

Güçle bir LED lamba nasıl seçilir