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如何測量光強度?

發佈時間:21.11.2020
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不同類型的燈具會產生不同強度的光輸出,因此照明質量差異很大。要為特定房間選擇最佳選項,您需要弄清楚照明如何取決於光通量。深入研究這個話題是沒有意義的,但值得學習基礎知識。

什麼是光的力量

首先,值得了解的是,任何光源的輻射在空間中都是不均勻分佈的。為了表徵其在不同方向上的分佈,使用了光強的概念。也就是說,這是光通量的空間密度,由其與立體角的關係決定,其頂部位於 光源.光通量分佈在其中的段稱為光強——其公式如下:如何測量光強度?

Ф 反射光通量,ω 為立體角。光強的單位是坎德拉。為了不進一步理解物理術語,可以使用更常見的指標——1坎德拉,在立體角內分佈等於1流明。

如何測量光強度?
如果您了解細微差別,就很容易理解光的力量是什麼以及它與其他指標有何不同。

對於信息的應用使用,需要觸及照明等指標。它反映了落在某個表面上的光量。

它是如何計算的

在家庭層面,發光強度的最簡單定義是燈泡的亮度。功率越大,指標越大,但如上所述,指標很大程度上取決於光通量傳播的角度。

也就是說,光強不取決於燈泡的功率,而是取決於分佈角。為了更清楚,我們可以考慮一個手電筒的例子。在帶有鹵素燈泡的型號中,通常使用功率約為 30 瓦的變體。如果你只是在黑暗的房間裡連接這樣的燈,它會照亮它,但照明質量將遠非理想。

如何測量光強度?
用公式簡單解釋基本概念。

但是如果你把一個燈泡放在一個限制光傳播的反射器中,那麼它就不會向所有方向傳播,而是會集中在一個方向上。光的強度會增加很多倍,並且越高,傳播角度越窄。

即在有限的空間內適當使用反射器或將光通量集中,可以使用功率較小的燈泡,但同時獲得更好的照明質量。

有問題的指示器從未在帶有燈泡的包裝上顯示,因為它無法提前確定。這完全取決於將使用哪個天花板以及照明將分佈在哪個區域。因此,您需要根據燈的類型和安裝在其中的燈泡的功率來計算。

由於家庭的照明標准通常以勒克斯等單位給出,因此您需要記住勒克斯是 1 流明除以平方米。

順便一提! 晚上,有月亮,照度為 1 勒克斯,陰天 - 約 100 勒克斯,晴天 - 10,000 到 25,000 勒克斯。

視頻課:什麼是光通量和光強

主要光源的光強

在家庭條件下選擇燈泡,深入研究物理量並使用測光錶檢查房間的照明是沒有意義的。從房間的要求和給定情況下必要的光強度出發要容易得多。如果我們比較不同的解決方案,我們可以得出以下結論:

  1. 白熾燈 - 與其他品種相比,許多人仍將其作為標準的傳統選擇。由於發光是由於鎢的加熱而發生的,因此無論功率如何,表面都會強烈加熱。我們以 75 瓦選項作為參考。在其他類型中,功率將與此值相當。這種燈泡的光通量為 700 流明。
  2. 鹵素燈 - 一種改進的解決方案,也使用燈絲。但由於填充了特殊氣體,並使用了特殊的石英玻璃,因此該選項的照明質量更高。它的額定功率為 50 瓦,可提供 800 流明的光通量。這是限制光的傳播角度如何大大增加其強度的一個例子。
  3. 熒光燈 它們提供高質量的光,同時發熱更少,這使它們在日常生活中更安全。它們的功率為 15 瓦,提供 800 流明的指示燈,讓您更經濟地照亮房間。同時,亮度要好一個數量級,這很重要,因為它會影響照明質量。
  4. LED 選項.在它們中,與消耗的能量相關的光功率是當今最高的。該光源耗電量為 7 瓦,光通量為 660 流明。同時,值得注意的是照明的卓越品質,它是均勻的,可以有不同的色溫,這在為客廳、廚房或臥室選擇正確的選項時很重要。
如何測量光強度?
日常生活中使用的主要燈具種類與主要指標名稱的視覺比較。

還應考慮到,在白熾燈和鹵素燈版本中,照明質量會隨著時間的推移而下降,因為鎢螺旋從恆定加熱到高溫會逐漸變細,因此在測量指標時,它們會逐月下降。

與光通量的功率差異

為了更好地理解所有細微差別,您應該了解光的強度與光通量有何不同。用力和壓力等物理量類比最容易做到這一點。

所以,如果你對1平方厘米的面積施加一定的力,那麼壓力就會均勻地分佈在表面上。但是如果你拿一根針,對它施加同樣的力,壓力就會集中在針尖下方的一個很小的區域,而且會高出數百倍。努力將保持不變。

如何測量光強度?
由於鏡面反射器的存在,聚光燈提供了強大的光線。

光通量分佈越有限,其強度的指標就越高。至於在為房間選擇燈泡時使用這個因素,您需要記住幾個簡單的提示:

  1. 要照亮房間的一個單獨部分,最好使用可以指向正確位置的聚光燈或軌道模型。此選項比枝形吊燈方便得多,因為它將光通量集中在一個區域,而不會將其散射到房間周圍。
  2. 光的強度很大程度上取決於安裝在燈上的燈罩。由磨砂玻璃和類似材料製成的選項可提供均勻的漫射背景。織物結構和其他不透明的解決方案限制了流動的傳播並將其分佈在有限的區域內。
  3. 使用帶反光罩的吸頂燈時,照度會高很多,因此可以安裝功率較低的燈泡。

您需要根據它們提供的照明質量來選擇燈具。對不同的房間提出了不同的要求,因此重要的是要考慮到每個房間的特點,並選擇那些能夠提供舒適光線的選項。請記住,光的強度取決於其傳播的角度,因此反射器和聚光燈有時會提高性能。

註釋:
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