Bez sunca Zemlja ne bi imala izvor energije koji bi održavao biokemijske procese, a život ne bi postojao. Jedna od značajki ogromne sunčeve energije je količina i kvaliteta svjetlosti koju ona izbacuje.
Vidljiva svjetlost čini samo mali dio elektromagnetska radijacija, koji također uključuje radio valove, mikrovalne pećnice, x-zrake i druge "nevidljive" valove. Budući da je "vidljivo" jednako fiziološka i zabrinjavajuća stvar kao i fizika po sebi - uostalom, sunce je dobro postojalo pred očima - neke jedinice u fizici koje se tiču svjetlosti to objašnjavaju, dok se druge bave samo svjetlosnom energijom sebe.
The noga-svijeća (ili svijećnjak) je primjer jedinice prilagođene snazi ljudskog oka, dok je srodna jedinica, lumen, je temeljniji za fiziku. Ako vas zanima kako raditi između ovih jedinica, pročitajte dalje.
Mjerenje emitirane svjetlosti: Lumen
Lumen je mjera svjetlosni tok, ili "protok" svjetlosti kroz određeni geometrijski prostor. Sva moderna mjerenja svjetlosti temelje se na lumenu, ali sam lumen je izveden iz kandela.
Kandela (cd) odabrana je davno kad su svijeće bile glavni oblik rasvjete u kućanstvu. To je količina emitirane vidljive svjetlosti u zadanom smjeru, iz izvora koji emitira zračenje fiksne frekvencije i intenziteta, što odgovara jednoj "tipičnoj" svijeći iz prošlosti.
Lumen je pak "protok svjetlosti" 1 kandele kroz 1 kvadratni radijan (sr) prostora. Radijan je jednak 360 / 2π (oko 57) stupnjeva.
Mjerenje incidentne svjetlosti: svijećnjak
Svijećnjak predstavlja količinu vidljive svjetlosti koja se emitira iz izvora od 1 cd koji udara u površinu udaljenu 1 stopa: 1 svijeća = 1 lumen / ft2. Imajte na umu da je ovo "količina" svjetlosti, a ne protok svjetlosti, utoliko što se svjetlost može tretirati kao nešto što se može kvantificirati na takav način. Svjetlost se po definiciji uvijek kreće.
Izvorno značenje svijeće čini se neobično danas, u eri kada je količina svjetlosti koju generira jedna svijeća trivijalna u usporedbi s izlazom moderne ljudske rasvjetne opreme. Ipak, kandela, lumen i nožni svijeća ostaju pri ruci i popularne su bazne i izvedene jedinice u elektromagnetskoj fizici.
Luks je jedinica slična nožnoj svijeći, ali koja koristi metričke (SI) jedinice. Dok je 1 svijeća količina svjetlosti 1 stopa od 1-cd izvora, 1 luks je količina svjetlosti od istog izvora na udaljenosti od 1 m. Budući da je 1 m = 3,28 ft, 1 m2 = (3.28)2 ft2. To zauzvrat čini 1 cd jednako 10,76 luksa, što odražava očekivani rezultat da je svjetlost "razrijeđena" dok putuje prema van od svog izvora.
Žarulje i lumeni
Mogli biste se zapitati utječe li snaga žarulje na količinu svjetlosti koju emitira. Odgovor je potvrdan, iako ne na dosljedan način u odnosu na opremu. Određene žarulje učinkovitije su od drugih i mogu pretvoriti veći dio svoje elektromagnetske energije u vidljivu svjetlost.
Uz maksimalnu učinkovitost, 683 lumena se mogu "ubrati" sa 1 vata (W) snage. Međutim, tipična žarulja sa žarnom niti od 100 W dobra je za samo oko 17 lumena po vatu. To daje učinkovitost od samo (17/683) = 0,0249 = 2,49 posto. Novije žarulje s LED diodama daleko su učinkovitije, ali i skuplje.
Podnožja za lumene i srodne konverzije
Možete vidjeti da nije moguća izravna konverzija za prevođenje svijećnjaka u lumene, jer to nisu posve iste vrste podataka. Ali ako se sjetite da ih razlikuje jedino to je li to jedinica protoka u kvadratnim metrima ili stroga količina, možete postati vješti u tim pretvorbama.
Pogledajte Resurse za popis ostalih korisnih pretvorbi povezanih sa svjetlom.