Яскравість Місяця, що відбиває сонячне світло в повний місяць, приблизно дорівнює від 4900 до 5400 кд / кв. метр. Освітленість поверхонь предметів в такому місячному сяйві в безхмарну погоду дорівнює від 0,27 до 1 люкса. Чорне Море вночі. Алупка, Крим, Росія.

Загальні відомості

Сила світла в музеях

Сила світла світильників

Розподіл сили світла

Вимірювання сили та розподілу сили світла

Кут половинної яскравості

Сила світла і потужність

Загальні відомості

Сила світла - це потужність світлового потоку всередині певного тілесного кута. Тобто, сила світла визначає не весь світ в просторі, а тільки світло, що випромінюється в певному напрямку. Залежно від джерела світла, сила світла зменшується або збільшується в міру зміни тілесного кута, хоча іноді ця величина однакова для будь-якого кута, якщо джерело рівномірно поширює світло. Сила світла - фізична властивість світла. Цим вона відрізняється від яскравості, так як у багатьох випадках, коли говорять про яскравість, то мають на увазі суб'єктивне відчуття, а не фізичну величину. Також, яскравість не залежить від тілесного кута, а сприймається в загальному просторі. Один і той же джерело з незмінною силою світла може сприйматися людьми як світло різної яскравості, так як це сприйняття залежить від навколишніх умов і від індивідуального сприйняття кожної людини. Також, яскравість двох джерел з однаковою силою світла може сприйматися по-різному, особливо якщо один дає розсіяне світло, а інший - спрямований. В цьому випадку направлене джерело буде здаватися яскравіше, незважаючи на те, що сила світла обох джерел однакова.

Сила світла розглядається як одиниця потужності, хоча вона відрізняється від звичного поняття про потужність тим, що вона залежить не тільки від енергії, випромінюваної джерелом світла, але і від довжини світлової хвилі. Чутливість людей до світла залежить від довжини хвилі і виражається функцією відносної спектральної світлової ефективності. Сила світла залежить від світлової ефективності, яка досягає максимуму для світла з довжиною хвилі в 550 нанометрів. Це - зелений колір. Око менш чутливий до світла з більшою або меншою довжиною хвилі.

Сила світла однієї свічки приблизно дорівнює одній кандела

В системі СІ сила світла вимірюється в канделах (кд). Одна кандела приблизно дорівнює силі світла, випромінюваного однієї свічкою. Іноді також використовуються застаріла одиниця, свічка (або міжнародна свічка), хоча в більшості випадків ця одиниця замінена Кандела. Одна свічка приблизно дорівнює одній кандела.

Діаграма сили світла

Якщо вимірювати силу світла, використовуючи площину, яка показує поширення світла, як на ілюстрації, то видно, що величина сили світла залежить від напрямку на джерело світла. Наприклад, якщо взяти напрямок максимального випромінювання світлодіодної лампи за 0 °, то виміряна сила світла в напрямку 180 ° буде набагато нижче, ніж для 0 °. Для розсіяних джерел величина сили світла для 0 ° і 180 ° не буде сильно відрізнятися, а можливо буде однаковою.

На ілюстрації світло, розповсюджуваний двома джерелами, червоним і жовтим, охоплюють рівну площу. Жовте світло - розсіяний, подібно до світла свічки. Його сила - приблизно 100 кд, незалежно від напрямку. Червоний - навпаки, спрямований. У напрямку 0 °, там, де випромінювання максимально, його сила дорівнює 225 кд, але ця величина швидко зменшується при відхиленнях від 0 °. Наприклад, сила світла дорівнює 125 кд при направленні на джерело 30 ° і всього 50 кд при направленні 80 °.

Сила світла в музеях

Співробітники музеїв вимірюють силу світла в музейних приміщеннях, щоб визначити оптимальні умови, що дозволяють відвідувачам розглянути виставлені роботи, і в той же час, забезпечити щадний світло, що наносить якомога менше шкоди музейним експонатам. Музейні експонати, що містять целюлозу і барвники, особливо з натуральних матеріалів, псуються від тривалого впливу світла. Целюлоза забезпечує міцність виробів з тканини, паперу і дерева; часто в музеях зустрічається багато експонатів саме з цих матеріалів, тому світло в експозиційних залах представляє велику небезпеку. Чим сильніше сила світла, тим більше псуються музейні експонати. Крім руйнування, світло також знебарвлює матеріали з целюлозою, такі як папір і тканини, або викликає їх пожовтіння. Іноді папір або полотно, на яких написані картини, псуються і руйнуються швидше, ніж фарба. Це особливо проблематично, так як фарби на картині відновити простіше, ніж основу.

Париж, Версаль

Шкода, що наноситься музейних експонатів, залежить від довжини світлової хвилі. Так, наприклад, світло в помаранчевому спектрі найменш шкідливий, а синє світло - найнебезпечніший. Тобто, світло з більшою довжиною хвилі безпечніше, ніж світло з більш короткими хвилями. Багато музеїв використовують цю інформацію і контролюють не тільки загальна кількість світла, а й обмежують синє світло, використовуючи світло-помаранчеві фільтри. При цьому намагаються вибирати фільтри настільки світлі, що вони хоч і фільтрують синє світло, але дозволяють відвідувачам повною мірою насолодитися роботами, виставленими в експозиційному залі.

Важливо не забувати, що експонати псуються не тільки від світла. Тому важко передбачити, грунтуючись тільки на силі світла, як швидко відбувається руйнування матеріалів, з яких вони зроблені. Для довгострокового зберігання в музейних приміщеннях необхідно не тільки використовувати слабке освітлення, але і підтримувати низьку вологість, а також низька кількість кисню в повітрі, по крайней мере, всередині виставкових вітрин.

Табличка, яка забороняє фотографування зі спалахом

У музеях, де забороняють фотографувати зі спалахом, часто посилаються саме на шкоду світла для музейних експонатів, особливо ультрафіолетового. Це практично необгрунтовано. Так само як і обмеження всього спектру видимого світла набагато менш ефективно, в порівнянні з обмеженням синього світла, так і заборона на спалахи мало впливає на ступінь пошкодження експонатів світлом. Під час експериментів дослідники помітили невеликі пошкодження на акварелі, спричинені професійною студійної спалахом тільки після понад мільйон спалахів. Спалах кожні чотири секунди на відстані 120 сантиметрів від експоната практично рівносильна світла, який зазвичай буває в експозиційних залах, де контролюють кількість світла і фільтрують синє світло. Ті, хто фотографують в музеях, рідко використовують такі потужні спалахи, так як більшість відвідувачів - не професійні фотографи, і фотографують на телефони і компактні камери. Кожні чотири секунди спалаху в залах працюють рідко. Шкода від випускаються спалахом ультрафіолетових променів також в більшості випадків невеликий.

Сила світла світильників

Властивості світильників прийнято описувати за допомогою сили світла, яка відрізняється від світлового потоку - величини, що визначає загальна кількість світла, і яка б показала наскільки ярок це джерело в загальному. Силу світла зручно використовувати для визначення світлових властивостей світильників, наприклад, світлодіодних. При їх покупці інформація про силу світла допомагає визначити з якою силою і в якому напрямку буде поширюватися світло, і чи підходить такий світильник покупцеві.

Діаграма розподілу сили світла

Розподіл сили світла

Крім самої сили світла, зрозуміти, як буде вести себе лампа, допомагають криві розподілу сили світла. Такі діаграми кутового розподілу сили світла є замкнуті криві на площині або в просторі, в залежності від симетрії лампи. Вони охоплюють всю область поширення світла цієї лампи. На діаграмі видно величину сили світла в залежності від напрямку її вимірювання. Графік зазвичай будують або в полярній, або в прямокутній системі координат, в залежності від того, для якого джерела світла будується графік. Його часто поміщають на упаковці ламп, щоб допомогти покупцеві уявити, як буде себе вести лампа. Ці відомості важливі дизайнерам і світлотехніків, особливо тим, хто працює в галузі кінематографу, театру, і організації виставок і вистав. Розподіл сили світла також впливає на безпеку під час водіння, тому інженери, які розробляють освітлення для транспортних засобів, використовують криві розподілу сили світла. Їм необхідно дотримуватися суворих правил, що регулюють розподіл сили світла у фарах, щоб забезпечити максимальну безпеку на дорогах.

Приклад на малюнку - в полярній системі координат. A - центр джерела світла, звідки світло поширюється в різні боки, B - сила світла в канделах, і C - кут вимірювання напрямку світла, причому 0 ° - напрямок максимальної сили світла джерела.

Вимірювання сили та розподілу сили світла

Силу світла і її розподіл вимірюють спеціальними приладами, гоніофотометрамі і гоніометрами. Існує кілька типів цих приладів, наприклад з рухомим дзеркалом, що дозволяє вимірювати силу світла під різними кутами. Іноді замість дзеркала рухається сам джерело світла. Зазвичай ці пристрої великі, з відстанню між лампою і сенсором, вимірюють силу світла, що досягає 25 метрів. Деякі пристрої складаються з сфери з вимірювальним приладом, дзеркалом і лампою всередині. Не всі гоніофотметри - великі, бувають і маленькі, які рухаються навколо джерела світла під час вимірювання. При покупці гоніофотометра вирішальну роль, окрім інших показників, грають його ціна, розмір, потужність, і максимальний розмір джерела світла, який він може виміряти.

Кут половинної яскравості

Сила світла, кут половинній яскравості

Кут половинної яскравості, іноді також званий кутом світіння - одна з величин, які допомагають описати джерело світла. Цей кут показує, наскільки спрямований або розсіяний джерело світла. Його визначають як кут світлового конуса, при якому сила світла джерела дорівнює половині його максимальної сили. У прикладі на малюнку максимальна сила світла джерела - 200 кд. Спробуємо визначити за допомогою цього графіка кут половинній яскравості. Половина сили світла джерела дорівнює 100 кд. Кут, при якому сила світла променя досягає 100 кд., Тобто кут половинній яскравості, рівний на графіку 60 + 60 = 120 ° (половина кута зображена жовтим кольором). Для двох джерел світла з однаковим загальною кількістю світла, більш вузький кут половинній яскравості означає, що його сила світла більше, в порівнянні з другим джерелом, для кутів між 0 ° і кутом половинної яскравості. Тобто, у спрямованих джерел - вужчий кут половинній яскравості.

Маска для підводного плавання Liquid Image з прикріпленими підводними ліхтарями

Переваги є і у широких, і у вузьких кутів половинної яскравості, і який з них слід віддати перевагу - залежить від області застосування цього джерела світла. Так, наприклад, для підводного плавання варто вибрати ліхтар з вузьким кутом половинної яскравості, якщо у воді хороша видимість. Якщо ж видимість погана, то не має сенсу використовувати такий ліхтар, так як він лише марно витрачає енергію. В цьому випадку краще підійде ліхтар з широким кутом половинної яскравості, який добре розсіює світло. Також такий ліхтар допоможе під час фото і відео зйомки, тому що він висвітлює ширший простір перед камерою. У деяких ліхтарях для пірнання можна вручну налаштувати кут половинній яскравості, що зручно, так як нирці не завжди можуть передбачити, яка буде видимість там, де вони пірнають.

Сила світла і потужність

Матриця світлодіодів 5050. Світловий потік одного такого світлодіода дорівнює 16 лм.

У світлодіодах сила світла зазвичай відповідає споживаної светодиодом потужності. Так, чим вище сила світла, тим більше енергії він споживає. Слід пам'ятати, що чим більше споживання енергії, тим швидше доводиться замінювати батарейки, якщо світлодіод працює на батареях. Тому варто вибирати лампи з такою силою світла, яка необхідна, але не більше, ніж потрібно.

література

Автор статті: Kateryna Yuri

Ви маєте труднощі в перекладі одиниці виміру з однієї мови на іншу? Колеги готові вам допомогти. Опублікуйте питання в TCTerms і протягом декількох хвилин ви отримаєте відповідь.