Bez słońca Ziemia nie miałaby źródła energii do podtrzymania procesów biochemicznych, a życie by nie istniało. Jedną z cech ogromnej energii słonecznej jest ilość i jakość emitowanego przez nie światła.
Światło widzialne stanowi tylko niewielki ułamek promieniowanie elektromagnetyczne, który obejmuje również fale radiowe, mikrofale, promieniowanie rentgenowskie i inne „niewidzialne” fale. Bo „widzialne” jest tak samo fizjologiczne i niepokojące, jak fizyka per se – w końcu słońce istniało dobrze przed oczami – niektóre jednostki fizyki dotyczące światła wyjaśniają to, podczas gdy inne zajmują się tylko energią światła samo.
stopa-świeca (lub stopoświeca) jest przykładem jednostki dostosowanej do mocy ludzkiego oka, podczas gdy jednostka powiązana, the lumen, ma bardziej fundamentalne znaczenie dla fizyki. Jeśli jesteś ciekawy, jak pracować między tymi jednostkami, czytaj dalej.
Pomiar emitowanego światła: Lumen
Światło jest miarą Strumień świetlnylub „przepływ” światła przez określoną przestrzeń geometryczną. Wszystkie współczesne pomiary światła opierają się na lumenach, ale sam lumen wywodzi się z
kandela.Kandela (cd) została wybrana dawno temu, kiedy świece były główną formą oświetlenia domowego. Jest to ilość emitowanego światła widzialnego w określonym kierunku, ze źródła, które emituje promieniowanie o stałej częstotliwości i natężeniu, które odpowiada jednej „typowej” świecy z poprzedniego dnia.
Z kolei lumen to „przepływ światła” 1 kandeli przez 1 radian kwadratowy (sr) przestrzeni. Radian jest równy 360/2π (około 57) stopni.
Pomiar światła padającego: stopoświeca
Stopoświeca reprezentuje ilość widzialnego światła emitowanego ze źródła 1-cd uderzającego w powierzchnię w odległości 1 stopy: 1 stopoświeca = 1 lumen/stopę2. Zauważ, że jest to „ilość” światła, a nie strumień światła, ponieważ światło można traktować jako coś, co można w ten sposób określić ilościowo. Światło z definicji zawsze się porusza.
Pierwotne znaczenie stopoświec wydaje się osobliwe dzisiaj, w czasach, gdy ilość światła generowanego przez pojedynczą świecę jest trywialna w porównaniu z wydajnością nowoczesnego sprzętu oświetleniowego dla ludzi. Mimo to kandela, prześwit i stopoświeca pozostają przydatne i są popularnymi jednostkami podstawowymi i pochodnymi w fizyce elektromagnetycznej.
Luks jest jednostką podobną do stopoświeca, ale używa jednostek metrycznych (SI). Podczas gdy 1 stopoświeca to ilość światła na 1 stopę ze źródła o pojemności 1 cd, 1 luks to ilość światła z tego samego źródła w odległości 1 m. Ponieważ 1 m = 3,28 stopy, 1 m2 = (3.28)2 ft2. To z kolei sprawia, że 1 cd równa się 10,76 luksów, odzwierciedlając oczekiwany wynik, że światło jest „rozrzedzane” w miarę przemieszczania się na zewnątrz od źródła.
Żarówki i lumenów
Można się zastanawiać, czy moc żarówki wpływa na ilość emitowanego przez nią światła. Odpowiedź brzmi: tak, choć nie w spójny sposób w całym sprzęcie. Niektóre żarówki są bardziej wydajne niż inne i mogą przetwarzać więcej energii elektromagnetycznej na światło widzialne.
Przy maksymalnej wydajności można „zbierać” 683 lumenów z 1 wata (W) mocy. Jednak typowa 100-watowa żarówka wystarcza tylko na około 17 lumenów na wat. Daje to wydajność tylko (17/683) = 0,0249 = 2,49 procent. Nowsze żarówki diodowe (LED) są znacznie wydajniejsze, ale też droższe.
Stopoświece do lumenów i powiązane konwersje
Widać, że żadna bezpośrednia konwersja nie jest możliwa do przetłumaczenia stopoświec na lumeny, ponieważ nie są to całkiem ten sam rodzaj danych. Ale jeśli pamiętasz, że jedyną rzeczą, która je odróżnia, jest to, czy jest to jednostka przepływu w stopach kwadratowych, czy ścisła kwota, możesz stać się biegły w tych przeliczeniach.
Zobacz Zasoby, aby zapoznać się z listą innych przydatnych konwersji związanych z oświetleniem.
