Без сонця на Землі не було б джерела енергії, щоб підтримувати біохімічні процеси, і життя не існувало б. Однією з особливостей величезної енергії Сонця є кількість і якість світла, яке воно видає.
Видиме світло становить лише невелику частку електромагнітне випромінювання, до якого також належать радіохвилі, мікрохвилі, рентген та інші «невидимі» хвилі. Оскільки "видиме" є настільки ж фізіологічним та заклопотаним, як і одна з фізик як такої - врешті-решт, сонце існувало добре перед очима - деякі фізичні одиниці, що стосуються світла, пояснюють це, тоді як інші мають справу лише зі світловою енергією себе.
нога-свічка (або підніжка) є прикладом одиниці, пристосованої до сили людського ока, тоді як відповідна одиниця, просвіт, є більш фундаментальним для фізики. Якщо вам цікаво, як працювати між цими блоками, читайте далі.
Вимірювання випромінюваного світла: Люмен
Просвіт є мірою світловий потік, або "потік" світла через заданий геометричний простір. Усі сучасні вимірювання світла засновані на просвіті, але сам просвіт походить від канделя.
Канделя (CD) була обрана давно, коли свічки були основною формою побутового освітлення. Це кількість випроміненого видимого світла у заданому напрямку, від джерела, яке випромінює випромінювання з фіксованою частотою та інтенсивністю, що відповідає одній "типовій" свічці ще з тих пір.
Просвіт, у свою чергу, є "світловим потоком" 1 кандели через 1 квадратний радіан (sr) простору. Радіан дорівнює 360 / 2π (близько 57) градусів.
Вимірювання падаючого світла: Свічка
Підніжка представляє кількість видимого світла, що випромінюється від джерела 1 cd, потрапляючи в поверхню, що знаходиться на відстані 1 фута: 1 підсвічка = 1 люмен / фут2. Зверніть увагу, що це "кількість" світла, а не потік світла, оскільки світло можна трактувати як те, що можна кількісно визначити таким чином. Світло, за визначенням, завжди рухається.
Оригінальне значення підсвічки здається дивним сьогодні, в епоху, коли кількість світла, що генерується однією свічкою, є тривіальною порівняно з виходом сучасного людського освітлювального обладнання. Тим не менш, канделя, просвіт і підніжка залишаються зручними і є популярними базовими та похідними одиницями в електромагнітній фізиці.
Люкс - це одиниця, схожа на підсвічку, але з використанням метричних (СІ) одиниць. Хоча 1 фут-свічка - це кількість світла на 1 фут від джерела 1 cd, 1 люкс - кількість світла від того самого джерела на відстані 1 м. Оскільки 1 м = 3,28 фута, 1 м2 = (3.28)2 футів2. Це, в свою чергу, робить 1 кд рівним 10,76 люкс, відображаючи очікуваний результат того, що світло "розбавляється", коли воно рухається назовні від свого джерела.
Лампочки та люмени
Ви можете задатися питанням, чи впливає потужність лампочки на кількість світла, яке вона випромінює. Відповідь - так, хоча і не послідовно для всього обладнання. Деякі лампочки ефективніші за інші і можуть перетворювати більшу частину своєї електромагнітної енергії у видиме світло.
З максимальною ефективністю 683 люмен можна «зібрати» з 1 Вт (Вт) потужності. Однак типова лампочка розжарювання потужністю 100 Вт хороша лише приблизно 17 люменів на ватт. Це дає ефективність лише (17/683) = 0,0249 = 2,49 відсотка. Нові світлодіодні (LED) лампи набагато ефективніші, але також і дорожчі.
Підніжки до люменів та пов'язані з ними перетворення
Ви бачите, що пряме перетворення підсвічок у люмени неможливе, оскільки це не зовсім однакові дані. Але якщо ви пам’ятаєте, що єдине, що їх відрізняє, це одиниця потоку в квадратних футах або сувора сума, ви можете стати вправним у цих перетвореннях.
Перегляньте Ресурси для переліку інших корисних перетворень, пов’язаних зі світлом.
