загрузка...
загрузка...
На головну

закони освітленості

  1. I.4.2) Закони.
  2. VI. ОСНОВНІ ЗАКОНИ РОЗПОДІЛУ
  3. Англосаксонські закони.
  4. В. ЗАКОНИ РЕАЛЬНОГО ВІЛЬНОГО РИНКУ
  5. Види нормативних актів. Закони та підзаконні акти.
  6. Види фотоефекту. Закони зовнішнього фотоефекту
  7. ЗОВНІШНІ І ВНУТРІШНІ ЗАКОНИ РОЗВИТКУ МОВИ

 Фотометричні вимірювання базуються на двох законах освітленості.

1. Освітленість поверхні точковим джерелом світла змінюється обернено пропорційно квадрату відстані джерела від освітлюваної поверхні. Розглянемо точковий джерело  (Див. Рис. 30.7), що випускає світло у всіх напрямках. Опишемо навколо джерела концентричні з джерелом сфери радіусами и  . Очевидно, що світловий потік через ділянки поверхонь и  однаковий, так як він поширюється в одному тілесному куті  . Тоді освітленість ділянок и  складе, відповідно, и  . Висловивши елементи сферичних поверхонь через тілесний кут  , Отримуємо:

 . (30.22)

2. Освітленість, створювана на елементарному ділянці поверхні світловим потоком, падаючим на нього під деяким кутом, пропорційна косинусу кута між напрямком променів і нормаллю до поверхні. Розглянемо паралельний пучок променів (див. Рис. 29.8), що падають на ділянки поверхонь и  . на поверхню  промені падають по нормалі, а на поверхню  - під кутом  до нормалі. Через обидві ділянки проходить однаковий світловий потік  . Освітленість першого і другого ділянок складе, відповідно, и  . але  , Тому,

 . (30.23)

Об'єднавши ці два закони, можна сформулювати основний закон освітленості: Освітленість поверхні точковим джерелом прямо пропорційна силі світла джерела, косинусу кута падіння променів і обернено пропорційна квадрату відстані від джерела до поверхні

 . (30.24)

Розрахунки за цією формулою дають досить точний результат, якщо лінійні розміри джерела не перевищують 1/10 відстані до освітлюваної поверхні. Якщо джерелом є диск діаметром 50 см, то в точці на нормалі до центру диска відносна похибка в розрахунках для відстані 50 см досягає 25%, для відстані 2 м вона не перевищує 1,5%, а для відстані 5 м зменшується до 0,25 %.

Якщо джерел кілька, то результуюча освітленість дорівнює сумі освітленостей, створюваних кожним окремим джерелом. Якщо джерело не можна розглядати як точковий, його поверхню ділять на елементарні ділянки і, визначивши освітленість, створювану кожним з них, згідно із законом  , Інтегрують потім по всій поверхні джерела.

Існують норми освітленості для робочих місць і приміщень. На столах навчальних приміщень освітленість повинна бути не менше 150 лк, для читання книг потрібна освітленість  , А для креслення - 200 лк. Для коридорів достатньою вважається освітленість  , Для вулиць - .

Найважливіший для всього живого на Землі джерело світла - Сонце створює на верхній межі атмосфери енергетичну освітленість, звану сонячної постійної -  і освітленість 137 клк. Енергетична освітленість, створювана на поверхні Землі прямими променями влітку в два рази менше. Освітленість, створювана прямими сонячними променями опівдні на середній широті місцевості, становить 100 клк. Зміна пір року на Землі пояснюється зміною кута падіння сонячних променів на її поверхню. У північній півкулі найбільшим кут падіння променів на поверхню Землі буває взимку, а найменшим - влітку. Освітленість на відкритому місці при хмарному небі становить 1000 лк. Освітленість у світлій кімнаті поблизу вікна - 100 лк. Для порівняння наведемо освітленість від повного Місяця - 0,2 лк і від нічного неба в безмісячну ніч - 0,3 МЛК. Відстань від Сонця до Землі становить 150 мільйонів кілометрів, але завдяки тому, що сила сонячного світла дорівнює  , Освітленість, створювана Сонцем на поверхні Землі, так велика.

Для джерел, сила світла яких залежить від напрямку, іноді користуються середньої сферичної силою світла  , де  - Повний світловий потік лампи. Ставлення світлового потоку  електричної лампи до її електричної потужності  називають світловою віддачею  лампи:  . Наприклад, лампа розжарювання потужністю 100 Вт має середню сферичну силу світла близько 100 кд. Повний світловий потік такої лампи  4 ? 3,14 ? 100 кд = 1260 лм, а світлова віддача дорівнює 12,6 лм / Вт. Світлова віддача ламп денного світла в кілька разів більше, ніж у ламп розжарювання, і досягає 80 лм / Вт. До того ж термін служби люмінесцентних ламп перевищує 10 тис. Годин, тоді як для ламп розжарювання він менше 1000 годин.

За мільйони років еволюції людське око пристосувався до сонячного світла, і тому бажано, щоб спектральний склад світла лампи був якомога ближче до спектрального складу сонячного світла. Цій вимозі найбільшою мірою відповідають люмінесцентні лампи. Саме тому їх називають також лампами денного світла. Яскравість нитки напруження електричної лампочки викликає болюче відчуття в оці. Для попередження цього використовують плафони з молочного скла і абажури.

При всіх своїх перевагах люмінесцентні лампи мають і ряд недоліків: складність схеми включення, пульсація світлового потоку (з частотою 100 Гц), неможливість запуску на морозі (внаслідок конденсації ртуті), гудіння дроселя (внаслідок магнитострикции), екологічна небезпека (ртуть після поломки лампи отруює навколишнє середовище).

Для того щоб спектральний склад випромінювання лампи розжарювання був таким, як у Сонця, потрібно було б розжарити її нитка до температури поверхні Сонця, т. Е. До 6200 К. але вольфрам - найбільш тугоплавкий з металів - плавиться вже при 3660 К.

Температура, близька до температурі поверхні Сонця, досягається в дуговому розряді в парах ртуті або в ксеноні під тиском близько 15 атм. Силу світла дугового лампи можна довести до 10 мкд. Такі лампи використовуються в кінопроекторах і прожекторах. Лампи, заповнені парами натрію, відрізняються тим, що в них значна частина випромінювання (близько третини) сконцентрована у видимій області спектра (дві інтенсивних жовтих лінії 589,0 нм і 589,6 нм). Хоча випромінювання натрієвих ламп сильно відрізняється від звичного для людського ока сонячного світла, вони використовуються для освітлення автострад, так як їх перевагою є висока світлова віддача, що досягає 140 лм / Вт.

 



Попередня   156   157   158   159   160   161   162   163   164   165   166   167   168   169   170   171   Наступна

дисперсія світла | Обертання площини поляризації | Застосування поляризаційних мікроскопів | Спектральна щільність потоку випромінювання | Крива відносної спектральної чутливості ока | Тілесний кут. сила випромінювання | Сила світла | Світловий потік. Зв'язок між енергетичними і світловими величинами | освітленість | яскравість |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати