Een voetkaars is een meeteenheid die wordt gebruikt om de intensiteit van het licht uit te drukken dat een bepaald gebied verlicht, ook wel bekend als verlichtingssterkte. Eén voetkaars is de intensiteit van een 1-kaarslichtbron op een afstand van één voet. Een foot-candle wordt berekend door rekening te houden met het vermogen van de lichtbron, ook wel luminantie genoemd, en de afstand tot het verlichte punt. Deze maateenheid wordt over het algemeen alleen in de Verenigde Staten gebruikt en is elders vervangen door de SI-maateenheid "lux", wat overeenkomt met één lumen per vierkante meter.
Construeer de formule voor lichtintensiteit in de eenheden die nodig zijn om te resulteren in een uiteindelijke meting in voetkaarsen. Neem hiervoor aan dat de lichtbron vanuit één punt in alle richtingen evenveel kracht uitstraalt. Daarom ontvangt elk punt op dezelfde afstand van de lichtbron een gelijke hoeveelheid lichtintensiteit. Dit is hetzelfde als zeggen dat elk gebied op het binnenoppervlak van een bol gecentreerd op de lichtbron een equivalente hoeveelheid lichtintensiteit ontvangt (in vermogen per gebied). Naarmate de afstand tot de lichtbron groter wordt, neemt het binnenoppervlak van deze bol toe, maar de kracht van de lichtbron blijft ongewijzigd. Dit leidt zowel tot het gezond verstand dat de luminescerende intensiteit van een licht afneemt met de afstand en tot een exacte wiskundige formule voor hoe snel het dat doet.
Omdat op een bepaalde afstand de helderheid van de lichtbron wordt uitgespreid over het oppervlak van een bol gecentreerd op de lichtbron, met een straal gelijk aan de afstand tot de lichtbron, kunt u de algemene term Area vervangen door de formule voor het oppervlak van a gebied:
Gebruik ten slotte de maateenheden die nodig zijn om te resulteren in een lichtintensiteit gemeten in voetkaarsen:
Converteer de eenheden van een bepaalde hoeveelheid naar de gewenste maateenheden. Als een bepaald probleem grootheden bevat voor Helderheid van lichtbron of voor Afstand (onze twee onafhankelijke variabelen) niet gemeten in kaarskracht of voet, je moet ze omrekenen om een eenheid voetkaarsen te krijgen in de finale resultaat. Hier zijn enkele veelvoorkomende eenheidsconversies die van toepassing kunnen zijn:
1 kaarskracht = ~12,57 lumen 1 kaarskracht = ~0,981 candela
1 voet = ~0,3048 meter 1 voet = 1/3 yard 1 voet = 12 inch
Steek de gegeven hoeveelheden in de formule en gebruik algebra om de onbekende variabele op te lossen. Zodra het uitgangsvermogen of de luminantie van de lichtbron bekend is, resulteert delen door 4π en de afstand in het kwadraat in het verlichtingsvermogen van de lichtbron op die afstand, in voetkaarsen.
Tips
Na het oplossen van de verlichtingssterkte op één afstand, betekent de inverse kwadratische relatie tussen afstand en verlichtingssterkte dat at tweemaal deze afstand wordt de verlichtingssterkte met een factor vier verminderd, bij driemaal de afstand met een factor negen, en dus Aan.
Waarschuwingen
Als u probeert om de verlichtingssterkte van de voetkaars op een bepaalde afstand van een lichtbron te berekenen, wees dan op uw hoede voor gegevens van de fabrikant over het wattage van de lichtbron. Dit kan een maat zijn voor het ingangsvermogen van het licht, in plaats van de uitgangsluminantie.