Eine Footcandle ist eine Maßeinheit, die verwendet wird, um die Intensität des Lichts auszudrücken, das einen bestimmten Bereich beleuchtet, auch bekannt als Beleuchtungsstärke. Eine Fußkerze ist die Intensität einer 1-Kerzenstärke-Lichtquelle in einer Entfernung von einem Fuß. Eine Foot-Candle wird unter Berücksichtigung der Leistung der Lichtquelle, auch Leuchtdichte genannt, und der Entfernung zum beleuchteten Punkt berechnet. Diese Maßeinheit wird im Allgemeinen nur in den Vereinigten Staaten verwendet und wurde an anderer Stelle durch die SI-Maßeinheit „Lux“ ersetzt, die einem Lumen pro Quadratmeter entspricht.
Konstruieren Sie die Formel für die Lichtintensität in den Einheiten, die für eine endgültige Messung in Footcandles erforderlich sind. Nehmen Sie dazu an, dass die Lichtquelle von einem einzigen Punkt in jede Richtung die gleiche Leistung abstrahlt. Daher erhält jeder Punkt im gleichen Abstand von der Lichtquelle eine gleiche Lichtintensität. Dies entspricht der Aussage, dass jeder Bereich auf der Innenfläche einer um die Lichtquelle zentrierten Kugel eine äquivalente Menge an Lichtintensität (in Leistung pro Bereich) empfängt. Mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle nimmt die innere Oberfläche dieser Kugel zu, die Leistung der Lichtquelle bleibt jedoch unverändert. Dies führt sowohl zu der vernünftigen Vorstellung, dass die Leuchtstärke eines Lichts mit der Entfernung abnimmt, als auch zu einer exakten mathematischen Formel dafür, wie schnell dies geschieht.
Denn in einem gewissen Abstand verteilt sich die Lichtquellenhelligkeit über die Fläche einer um die Lichtquelle zentrierten Kugel mit a Radius, der dem Abstand von der Lichtquelle entspricht, können Sie den allgemeinen Flächenbegriff durch die Formel für die Oberfläche von a. ersetzen Kugel:
Verwenden Sie schließlich die Maßeinheiten, die erforderlich sind, um eine in Footcandles gemessene Lichtintensität zu erhalten:
Konvertieren Sie die Einheiten beliebiger Mengen in die gewünschten Maßeinheiten. Wenn ein gegebenes Problem Größen für die Helligkeit der Lichtquelle oder für die Entfernung (unsere beiden unabhängigen Variablen) enthält, nicht gemessen in Kerzenstärke oder Fuß, müssen Sie diese umrechnen, um im Finale eine Einheit von Fußkerzen zu erhalten Ergebnis. Hier sind einige gängige Einheitenumrechnungen, die möglicherweise anwendbar sind:
1 Kerzenstärke = ~12,57 Lumen 1 Kerzenstärke = ~0,981 Candela
1 Fuß = ~0,3048 Meter 1 Fuß = 1/3 Yard 1 Fuß = 12 Zoll
Setze die gegebenen Größen in die Formel ein und verwende Algebra, um nach der unbekannten Variablen aufzulösen. Sobald die Ausgangsleistung oder Leuchtdichte der Lichtquelle bekannt ist, ergibt die Division durch 4π und das Quadrat der Entfernung die Beleuchtungsstärke der Lichtquelle in dieser Entfernung in Footcandles.
Tipps
Nach der Auflösung nach der Beleuchtungsstärke in einer Entfernung bedeutet die inverse quadratische Beziehung zwischen Entfernung und Beleuchtungsstärke, dass bei bei doppelter Entfernung wird die Beleuchtungsstärke um den Faktor vier, bei dreifacher Entfernung um den Faktor neun reduziert, und so auf.
Warnungen
Wenn Sie versuchen, die Beleuchtungsstärke bei einer Fußkerze in einer bestimmten Entfernung von einer Lichtquelle zu berechnen, achten Sie auf Herstellerangaben zur Wattzahl der Lichtquelle. Dies kann eher ein Maß für die Eingangsleistung des Lichts als für die Ausgangsleuchtdichte sein.