Фут-свеча - это единица измерения, используемая для выражения интенсивности света, освещающего данную область, также известного как освещенность. Одна фут-свеча - это интенсивность источника света мощностью 1 свечу на расстоянии одного фута. Фут-свеча рассчитывается с учетом мощности источника света, также известного как яркость, и расстояния до освещенной точки. Эта единица измерения обычно используется только в Соединенных Штатах и была заменена в других странах единицей измерения СИ «люкс», эквивалентной одному люмену на квадратный метр.
Постройте формулу силы света в единицах, необходимых для получения окончательного измерения в фут-свече. Для этого предположим, что источник света излучает одинаковую мощность во всех направлениях из одной точки. Следовательно, каждая точка на одинаковом расстоянии от источника света получает равное количество света. Это то же самое, что сказать, что каждая область на внутренней поверхности сферы с центром в источнике света получает эквивалентное количество света (в мощности на площадь). По мере увеличения расстояния от источника света площадь внутренней поверхности этой сферы увеличивается, но мощность источника света остается неизменной. Это приводит как к здравому смыслу, что интенсивность люминесценции света уменьшается с расстоянием, так и к точной математической формуле того, насколько быстро это происходит.
Поскольку на определенном расстоянии яркость источника света распределяется по площади поверхности сферы с центром в источнике света, с радиус, эквивалентный расстоянию от источника света, вы можете заменить общий термин Площадь формулой для площади поверхности сфера:
Наконец, используйте единицы измерения, необходимые для получения силы света, измеряемой в фут-свече:
Преобразуйте единицы любых заданных величин в желаемые единицы измерения. Если данная проблема содержит величины для яркости источника света или для расстояния (две наши независимые переменные), не измеряется в силе свечей или футах, вам необходимо преобразовать их, чтобы получить единицу фут-свечей в окончательном результат. Вот несколько распространенных преобразований единиц, которые могут быть применимы:
Мощность 1 свечи = ~ 12,57 люмен Мощность 1 свечи = ~ 0,981 кандела
1 фут = ~ 0,3048 метра 1 фут = 1/3 ярда 1 фут = 12 дюймов
Подставьте указанные величины в формулу и используйте алгебру, чтобы найти неизвестную переменную. Если известна выходная мощность или яркость источника света, деление на 4π и возведение квадрата расстояния дает световую мощность источника света на этом расстоянии в фут-свече.
Советы
После решения для освещенности на одном расстоянии обратная квадратичная зависимость между расстоянием и освещенностью означает, что при вдвое больше этого расстояния освещенность будет уменьшена в четыре раза, при трехкратном увеличении расстояния в девять раз, и поэтому на.
Предупреждения
Если вы пытаетесь рассчитать освещенность в фут-свече на определенном расстоянии от источника света, будьте осторожны с данными производителя, касающимися мощности источника света. Это может быть мерой входной мощности света, а не выходной яркости.