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如何測量光強度

發佈時間:2014 年 11 月 21 日
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不同類型的燈具會產生不同強度的光通量,因此光的質量差異很大。要為特定房間選擇最佳選項,您需要了解光強度如何取決於光通量。深入了解該主題是沒有意義的,但學習基礎知識是值得的。

什麼是光強

首先有必要了解任何光源的輻射在空間中分佈不均。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,它是光通量的空間密度,由它與立體角的關係定義,在它之上是 光源.光通量分佈在其中的段稱為光強——其公式如下:你如何測量光強度

F反射光通量,ω是立體角。光強的單位是坎德拉。為了不進一步理解物理術語,我們可以使用一個更常見的指標——1坎德拉,在立體角內分佈等於1流明。

如何測量光的強度
如果您了解細微差別,就很容易理解什麼是光強度以及它與其他指標有何不同。

對於信息的應用,有必要觸及諸如照度之類的指標。它反映了落在特定表面上的光量。

它是如何計算的

在國內層面,對光強最簡單的定義就是一個燈泡的亮度。越強大,數值越大,但如前所述,數值很大程度上取決於光通量分佈的角度。

也就是說,光的強度不取決於燈泡的功率,而是取決於分佈的角度。為了更清楚,我們可以考慮手電筒的例子。帶鹵素燈泡的型號通常使用功率約為 30 瓦的版本。如果你只是在黑暗的房間裡插上這樣的燈,它會照亮它,但照明質量將遠非理想。

如何測量光強度
用公式簡單地解釋基本概念。

但是如果你把燈泡放在一個限制光線傳播的反射器中,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,傳播角度越窄,強度越高。

也就是說,通過適當地使用反射器或將光通量集中在有限的空間內,您可以使用功率較小的燈泡,但仍然可以獲得更好的照明質量。

所考慮的指標從未在燈泡的包裝上註明,因為無法提前確定。這完全取決於將使用什麼樣的平台以及將照明的區域。因此,有必要根據燈的類型和安裝在其中的燈泡的功率來計算。

由於房屋的照明標准通常以勒克斯等單位給出,因此您必須記住勒克斯是 1 流明除以平方米。

順便一提! 在有月亮的夜晚,照度等於 1 勒克斯,在陰天 - 大約 100 勒克斯,在晴天和晴朗時 - 從 10 000 到 25 000 勒克斯。

視頻課:什麼是光通量和發光強度

主要光源的光強

要為家庭情況選擇燈泡,沒有必要進入物理量並使用照度計檢查房間的照明。從房間的要求和相關情況所需的光強度開始要容易得多。如果您比較不同的解決方案,您可以得出以下結論:

  1. 白熾燈泡。 - 傳統期權,許多人在比較其他品種時仍將其作為基準。由于輝光來自鎢的加熱,因此無論瓦數如何,表面都會變得非常熱。我們以 75 瓦版本作為參考。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. 鹵素燈泡 - 一種改進的解決方案,也使用燈絲。但是由於填充了特殊的氣體,使用了特殊的石英玻璃,所以這個版本的光質量更高。它的額定功率為 50 瓦,可提供 800 流明的光通量。這是限制光傳播角度如何顯著增加其功率的示例。
  3. 熒光燈 它們提供優質的光,但運行溫度也低得多,這使它們對家庭更安全。它們的功率為 15 瓦,可提供 800 流明的指示燈,讓您更經濟地照亮房間。同樣的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.就當今的功耗而言,它們具有最高的光輸出。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質量優良,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
家庭使用的主要燈具品種與主要指標的明確比較。

同樣值得考慮的是,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,因為鎢絲從恆定加熱到高溫逐漸變薄,因此當您測量指標時,它們會逐月下降。

光輸出的差異

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

因此,如果對 1 平方厘米的區域施加一定的力,壓力將均勻分佈在表面上。但是如果你拿一根針,對它施加同樣的力,壓力會集中在針尖下方的微小區域,並且會高出數百倍。但是力量是一樣的。

如何測量光強度
由於鏡面反射器的存在,聚光燈會發出很大的光。

光通量在其分佈中越受限制,其功率指標就越高。關於在房間選擇燈泡時使用這個因素,有必要記住幾個簡單的提示:

  1. 要照亮房間的單獨部分,最好使用聚光燈或軌道模型,它們可以指向正確的位置。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,而不是將其分散在房間周圍。
  2. 光的強度很大程度上取決於安裝在燈上的平台。由磨砂玻璃和類似材料製成的變體可提供均勻、擴散的背景。織物結構和其他不透明的解決方案限制了光線的傳播並將其分佈在有限的區域內。
  3. 使用反射式燈具,照度會更高,因此您可以安裝更小的燈泡。

燈具的選擇應基於它們提供的光的質量。不同的房間有不同的要求,因此重要的是要考慮每個房間的特點並選擇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可將性能提高數倍。

註釋:
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