Особенности измерения света

Трудно представить жизнь без измерения всего, что влияет на деятельность человека.

При восприятии света человеческим глазом важен спектр электромагнитного излучения, делающий видимым мир и предметы вокруг. Физика определяет оптическое излучение в волновом диапазоне длин 400–780 нм (или 400–790 ТГц). Абстрактное описание проявлений свойств света, как физического объекта имеет сложную природу – оно двойственно (волна или частица). Видимая сторона объекта зависит от условий наблюдения, того или иного светового эффекта.

Если на поверхности воды наблюдается бензиновая плёнка – это световая волна. С другой стороны, явление фотоэффекта описывается как световой поток частиц-фотонов. УФ, видимое и ИК излучения возникают при переходах электронов на энергетических уровнях внутри атомов и молекул.

В прикладной физике определением характеристик излучения занимается раздел фотометрии. Эта

наука полностью выполняет предписание «Укажите единицу измерения освещённости».

Главные характеристики света

Человек видит спектр цветов – малую часть диапазона электромагнитных волн. Его характеристики влияют на комфортность среды пребывания и самочувствие человека. Существует определение для одного из свойств – световой поток (Ф), который измеряют в люменах (лм). Мощность светового потока источника характеризует вызванное ощущение восприятия света. По его распределению для замкнутого пространства выделяют потоки света: прямого, рассеянного, отраженного. Чем больше света, тем выше число люменов.

Главная характеристика источника – сила света (I), определяющая интенсивность излучения в направлении потока. Она вычисляется через частное светового потока (Ф) и телесного угла (ꭥ) в стерадианах (ср), внутри которого распределяется. В СИ единицу измерения силы света, кандела, обозначают кд, cd.

Покупатели ламп обычно оценивают яркость по мощности потребления (Вт) источника. При хорошей яркости получается четкое и контрастное видение предметов. Однако и слабый, и очень яркий свет неблагоприятен для деятельности человека. Яркость (L) определяется плотностью силы света в направлении поверхности и вычисляется делением I на площадь проекции на перпендикулярную поверхность (зависит от cos угла).

Измеряют показатель яркости (L) света в кд/м². Главной характеристикой восприятия светового ощущения глазами является яркость освещаемой поверхности или источника.

Световая отдача (H) фиксирует экономичность преобразования электрической мощности в световую. При переходе от электрической энергии к световой появляются потери, что вызывает снижение показателей яркости излучения. Измеряют световую отдачу в люменах на ваттах. Можно вычислить световой поток, зная среднее значение световой отдачи.

Практичную светоотдачу имеют светодиодные лампы (потери менее 5%).

В каких единицах измеряют освещение

Многие обыватели часто задают вопрос – в чём измеряется свет? Для оценки эффективности освещения рассчитывают суммарное количество единиц измерения освещенности в системе СИ. Это — люкс и люмен.

Единица освещенности поверхности определяется в Люксах (lux) имеет следующие характеристики:

• Один lux — равномерно освещенная световым потоком 1 лм площадь 1 м².
• Если свет падает под углом, то освещенность снижается.
• Освещённость снижается с увеличением расстояния от светового источника.

Нужно ли измерять степень освещенности и ее соответствие нормам? Яркий или тусклый свет ухудшает зрение, разрушает сетчатку глаза. Недостаток яркости снижает работоспособность и настроение. На видимом спектре человеческий глаз чувствителен к частоте зеленого цвета. При восприятии зеленого глаз расслабляется, успокаивается нервная система.

Освещенность измеряется приборами с фотодатчиками.

С помощью каких приборов можно измерять свет

С люксометром измеряют освещенность, яркость и пульсацию света в школах, офисах, теплицах, хранилищах. При работе с люксометром его включают, выбирают режим измерения и смотрят результат на экране-индикаторе. На фотодатчик попадают лучи света с энергией, передаваемой электронам. Образуется ток, по величине определяющий освещенность или яркость. Среди приборов популярны следующие модели люксметров:

• Эколайт.
• ТКА.
• TESTO 545.

Они отличаются фотоэлементами, чувствительностью, другими возможностями (передача данных на компьютер, измеряют яркость). Например, люксометр Аргус-01 предназначен для измерений освещенности до 200000 лк,

Приборы используют для определения светового потока отдельных источников.

Как правильно измерять с помощью формулы

Можно вычислить световой поток в выбранных точках помещения. Используют формулу светового потока Ф = Е х S, здесь:

• Е – освещенность с прибора (люксы),
• S – площадь поверхностей помещения (м²).

Если источник света много меньше метра (точечный источник), то можно использовать другую формулу I= Ф/π. В метре от источника освещенность измеряют люксметром, умножают ее на 3.14, так получают значение светового потока. Если расстояние не метр, тогда его приходится учитывать по закону обратных квадратов расстояний от источника.

Коэффициентом его распределения.

Нормы освещения для разных помещений

Необходимо обеспечивать нормальную освещенность помещений для поддержания здоровья человека, которая регламентируется стандартами.

Нормативы искусственного освещения с люминесцентными лампами приведены ниже.

Принятые расшифровки при определении интенсивности освещённости:

• СИ – Система единиц физических величин;
• ИК – Инфракрасное излучение;
• УФ – Ультрафиолетовое излучение;
• нм – нанометр (1/10*9 м);
• ТГц – Терагерц (1х10*12 Гц).

Изучив природу света, от свечи до лазера, используя электричество, ученые управляют разнообразной работой излучений. Но людям свойственно излучать свою энергию и эмоции, мысли и чувства, добро и радость. Хорошо сказал французский ученый Паскаль: «Существует достаточно света для тех, кто хочет видеть, и достаточно мрака для тех, кто не хочет.