Bez slnka by Zem nemala žiadny zdroj energie na udržanie chodu biochemických procesov a život by neexistoval. Jednou z funkcií enormnej energie slnka je množstvo a kvalita vyžarovaného svetla.
Viditeľné svetlo tvorí iba malý zlomok elektromagnetická radiácia, ktorého súčasťou sú aj rádiové vlny, mikrovlny, röntgenové lúče a ďalšie „neviditeľné“ vlny. Pretože „viditeľné“ je rovnako fyziologické a znepokojujúce ako samotné fyziky - koniec koncov, slnko existovalo dobre pred očami - niektoré jednotky fyziky týkajúce sa svetla to zodpovedajú, zatiaľ čo iné sa zaoberajú iba svetelnou energiou sám.
The sviečka na nohy (alebo footcandle) je príkladom jednotky prispôsobenej sile ľudského oka, zatiaľ čo príbuzná jednotka, lúmen, je pre fyziku zásadnejšie. Ak ste zvedaví, ako medzi týmito jednotkami pracovať, čítajte ďalej.
Meranie emitovaného svetla: Lumen
Lúmen je mierou svetelný tok, alebo „tok“ svetla určeným geometrickým priestorom. Všetky moderné merania svetla sú založené na lúmene, ale samotný lúmen je odvodený z kandela.
Sviečka (cd) bola vybraná už dávno, keď boli sviečky hlavnou formou osvetlenia domácnosti. Je to množstvo emitovaného viditeľného svetla v danom smere, zo zdroja, ktorý vyžaruje žiarenie s pevnou frekvenciou a intenzitou, ktorá zodpovedá jednej „typickej“ sviečke zo dňa na deň.
Lúmen je zase „svetelný tok“ 1 kandely cez 1 štvorcový radián (sr) priestoru. Radián sa rovná 360 / 2π (asi 57) stupňov.
Meranie dopadajúceho svetla: Footcandle
Footcandle predstavuje množstvo viditeľného svetla emitovaného z 1-cd zdroja dopadajúceho na povrch vzdialený 1 stopu: 1 footcandle = 1 lumen / ft2. Upozorňujeme, že toto je skôr „množstvo“ svetla ako tok svetla, pretože so svetlom sa dá zaobchádzať ako s niečím, čo sa dá kvantifikovať takýmto spôsobom. Svetlo sa podľa definície vždy pohybuje.
Pôvodný význam footcandle sa dnes zdá byť zvláštny, v dobe, keď je množstvo svetla generovaného jednou sviečkou triviálne v porovnaní s výkonom moderného osvetľovacieho zariadenia pre človeka. Sviečka, lúmen a žiarovka zostávajú stále užitočné a sú obľúbenou základňou a odvodenou jednotkou v elektromagnetickej fyzike.
Lux je jednotka podobná stupačke, ale používa metrické (SI) jednotky. Zatiaľ čo 1 žiarovka predstavuje množstvo svetla 1 stopu zo zdroja 1-cd, 1 lux je množstvo svetla z rovnakého zdroja vo vzdialenosti 1 m. Pretože 1 m = 3,28 ft, 1 m2 = (3.28)2 ft2. To zase robí 1 cd rovných 10,76 luxov, čo odráža očakávaný výsledok, keď sa svetlo „zriedi“, keď putuje von zo svojho zdroja.
Žiarovky a lúmeny
Mohlo by vás zaujímať, či výkon žiarovky ovplyvňuje množstvo vyžarovaného svetla. Odpoveď je áno, aj keď nie konzistentným spôsobom v rámci výbavy. Niektoré žiarovky sú účinnejšie ako iné žiarovky a dokážu svoju elektromagnetickú energiu premeniť na viditeľné svetlo.
Pri maximálnej účinnosti možno „zhromaždiť“ 683 lúmenov od 1 wattu (W). Typická 100 W žiarovka je však dobrá len za približne 17 lúmenov na watt. To dáva účinnosť iba (17/683) = 0,0249 = 2,49 percenta. Novšie žiarovky vyžarujúce diódu (LED) sú oveľa efektívnejšie, ale aj nákladnejšie.
Footcandles to Lumens and Related Conversions
Vidíte, že nie je možná žiadna priama konverzia pri prevedení footcandles na lúmeny, pretože to nie sú úplne rovnaké typy údajov. Ak si však spomeniete, že ich odlišuje iba to, či ide o jednotku prietoku v štvorcových stopách alebo o striktné množstvo, môžete sa v týchto premenách stať adeptmi.
V zozname zdrojov nájdete ďalšie užitočné konverzie súvisiace so svetlom.