Obsah
Jeden z najväčších radostí v živote všetkých mladých ľudí je pozerať sa na jasnú nočnú oblohu, vidieť všetky tie vrcholné body vzdialeného svetla vo večerných konšteláciách a po prvý raz mať zmysel pre úplnú rozľahlosť vesmíru. , Bez viditeľného svetla a neviditeľného elektromagnetického žiarenia vyžarovaného hviezdami ako je slnko by život na Zemi a všade inde nebol možný.
Fyzici potrebujú spôsoby, ako presne sledovať všetky viditeľné žiarenie („svetlo“) a neviditeľné žiarenie bombardujúce Zem zo všetkých smerov za všetkých okolností. Možno budú chcieť vedieť o jeho viditeľných vlastnostiach alebo sa môžu viac zaujímať o jej energiu. Vedci prišli s týmito úlohami, aby im pomohli pri plnení týchto úloh candela a lumen.
Základné fyzikálne pojmy ožarovania
Na účely týchto druhov problémov, ktoré sa týkajú kvality žiarenia z daného miesta dosahujúceho konkrétnu oblasť vesmíru, sa so zdrojom svetla zaobchádza ako s jediným bodom a so svetelným zdrojom alebo energiou, ktorá vyžaruje, sa predpokladá, že bude vyžarovať rovnako vo všetkých smeroch. Takže všetky sekcie rovnakej veľkosti s neviditeľnou guľou so zdrojom svetla v jeho strede by zažili rovnaký tok alebo tok energie týmto výberom.
„Patch“ priestoru, cez ktorý prechádza žiarenie zo zdroja, sa považuje za kolmý na elektromagnetické lúče, pokiaľ nie sú stanovené iné podmienky.
Sviečka Power a Candela
Po prvé, vedzte, že pojem „sila sviečky“ spadol do popolnice z histórie fyziky. Svietnik bol nahradený svietnikom (cd) a možno ho považovať za v podstate rovnakú jednotku.
Nie je dôležité, aby ste si to pamätali, ale meria kandela svetelná intenzita, označené Aj, pričom 1 cd je svietivosť zdroja, ktorý vyžaruje jedinú frekvenciu žiarenia (540 x 1012 hertz alebo cykly za sekundu) a má žiarivú intenzitu 1/683 wattu na steradiánalebo zakrivená „škvrna“ neviditeľnej gule, cez ktorú prechádza žiarenie vybrané na vyšetrenie.
Ožiarenie E povrchu je daná vzťahom E = ja / r2 na žiarenie prechádzajúce kolmo cez steradián.
Lúmen
Keď premýšľate o lúmene verzus kandela, myslite na celkovú energiu vyžarovanú zo zdroja oproti tej časti, ktorú má ľudské oko k dispozícii na registráciu.
Lúmen (lm) je rozmanitejší ako kandela v tom, že berie do úvahy žiarenie, ktoré oko nevidí. Lúmen môže byť definovaný ako svetelný tok emitované na steradián bodovým zdrojom, ktorý má a svetelná intenzita, ja 1 kandela. lux je jednotka rovná 1 lm / m2.
Kým teda lúmen a svietnik nie sú prístupné ľahkým prevodom, je užitočná skutočnosť, že sa menia rovnakým smerom. Pre informáciu typická 100 W žiarovka slúži na svetelný tok 150 lm, zatiaľ čo štandardné automobily s vysokou intenzitou svetlometu kontrolujú približne 150 000 lm.
Konverzia medzi kandelmi a lúmenmi
Problém so sviečkou a lúmenmi (alebo v týchto dňoch, kandela lúmenmi) problém mnohých študentov znepokojil. Je to preto, že nemôžete priamo prevádzať jeden na druhého, pretože nepredstavujú to isté fyzické veci. S nimi však môžete pracovať súčasne a porovnávať.
Ignorovanie jednotiek:
{lm} = {cd} × 2π (1 - {cos} (9/2))Tu, θ predstavuje vrcholový uhol kužeľaalebo uhol medzi kružnicou na spodku neviditeľného „kužeľa“ akýchkoľvek zvolených rozmerov vyžarujúcich smerom von zo zdroja svetla a lúčov samotných. Tento „kruh“ je „povrch“, ktorým svetelné lúče „tečú“, aby prispeli k toku (lm), a tiež tam, kde „žiaria“, aby prispeli k lm. Keď budete požiadaní, aby ste vyriešili takéto problémy, budete mať tento uhol.
V prípade bodového zdroja svetla vyžarovaného rovnomerne vo všetkých smeroch, čo sa tu zvažuje, je problém jednoduchší. Pretože maximálna hodnota je 2, ku ktorej dochádza pri cos (θ/2) = −1,
začiatok {zarovnané} {lm} & = 2π (1 - (- 1)) {cd} & = 4π ; {cd} end {zarovnané}Takže pre izotopovú sféru lúmeny sú iba kandely 4 krát.