I dag vil vi fortælle dig alt om belysningsformlen for åbne områder og lokaler og også give værdierne af lysstrømmen under forskellige omstændigheder.
Stearinlys og drejehjul
Før udbredt elektrificeringlyskilden var solen, månen, bålet og stearinlys. Forskere vidste allerede i det femtende århundrede, hvordan man lavede et linsesystem for at forbedre belysningen, men de fleste mennesker arbejdede og levede ved levende lys.
Nogle var kede af at bruge penge på vokslyskilder, eller denne måde at forlænge dagen var simpelthen ikke tilgængelig. Så brugte de alternative brændstofmuligheder - olie, animalsk fedt, træ. For eksempel har russiske bondekvinder i mellembanen vævet hør i lyset af en fakkel hele deres liv. Læseren kan spørge: "Hvorfor skulle dette gøres om natten?" Når alt kommer til alt er koefficienten for naturligt lys i løbet af dagen meget højere. Faktum er, at i dagtimerne havde bondekvinderne mange andre bekymringer. Derudover er vævningsprocessen meget omhyggelig og kræver ro i sindet. Det var vigtigt for kvinder, at ingen trådte på lærredet, at børn ikke forvekslede trådene, og mænd ikke distraherede.
Men med sådan et liv er der en fare: lysstrømmen (vi vil give formlen lidt nedenfor) fra faklen er meget lav. Øjne overanstrengte, og kvinder mistede hurtigt synet.
Belysning og træning
Når første klasses elever først går i skoleseptember venter de spændt på mirakler. De er fanget af linealen, blomster, smuk form. De er interesserede i, hvordan deres lærer vil være, med hvem de vil sidde ved samme skrivebord. Og en person husker disse fornemmelser for livet.
Men voksne, når de sender deres børn i skole,skal tænke på ting mere prosaisk end glæde eller skuffelse. Forældre og lærere er bekymrede over skrivebordets komfort, størrelsen af klasseværelset, kvaliteten af kridtet og formlen for belysning af rummet. Disse indikatorer har normer for børn i alle aldre. Derfor skal skolebørn være taknemmelige for, at folk på forhånd ikke kun har tænkt over pensum, men også den materielle side af sagen.
Belysning og arbejde
Det er ikke for ingenting, at der foretages tilsyn på skoler, hvorformlen til beregning af belysningen af lokaler til klasser anvendes. Børn er ti eller elleve år og gør, hvad de læser og skriver. Så laver de deres lektier om aftenen, igen uden at skille sig af med kuglepenne, notesbøger og lærebøger. Derefter begraver moderne unge sig også i en række forskellige skærme. Som et resultat er hele livet for en studerende forbundet med en belastning af synet. Men skolen er kun begyndelsen på livet. Yderligere venter alle disse mennesker på et universitet og arbejde.
Hver type arbejde kræver sin egen lysstrøm.Beregningsformlen tager altid højde for, hvad en person laver 8 timer om dagen. For eksempel skal en urmager eller guldsmed overveje de mindste detaljer og farvenuancer. Derfor kræver arbejdspladsen for folk i dette erhverv store og lyse lamper. Og en botaniker, der studerer regnskovsplanter, skal tværtimod konstant være i tusmørket. Orkideer og bromeliaer er vant til, at den øverste række af træer fjerner næsten alt sollys.
formel
Vi kommer direkte til belysningsformlen. Dets matematiske udtryk ser således ud:
Eυ = dΦυ /dσ.
Lad os se nærmere på udtrykket. Det er indlysende, at Eυ - dette er belysningen, så Φυ Er lysstrømmen, og σ er en lille enheddet område, som åen falder på. Det kan ses, at E er en integralværdi. Det betyder, at der tages hensyn til meget små sektioner og stykker. Det vil sige, at forskere lægger belysningen af alle disse små områder sammen for at få det endelige resultat. Belysningsenheden er lux. Den fysiske betydning af en suite er sådan en lysstrøm, for hvilken der er en lumen pr. kvadratmeter. Lumen er til gengæld en meget specifik værdi. Det angiver den lysstrøm, som en isotropisk punktkilde udsender (derfor er lyset monokromatisk). Lysstyrken af denne kilde er lig med én candela pr. rumvinkel på én steradian. Belysningsenheden er en kompleks størrelse, der inkluderer begrebet "candela". Den fysiske betydning af sidstnævnte definition er som følger: intensiteten af lys i en kendt retning fra en kilde, der udsender monokromatisk stråling med en frekvens på 540 1012 Hz (bølgelængden ligger i det synlige område af spektret), og lysstyrken er lig med 1/683 W / sr.
Belysningskoncepter
Selvfølgelig er alle disse koncepter ens ved første øjekast.på en kugleformet hest i et vakuum. Sådanne kilder findes ikke i naturen. Og den opmærksomme læser vil helt sikkert stille sig selv spørgsmålet: "Hvorfor er det nødvendigt?" Men fysikere har et behov for at sammenligne. De er derfor nødt til at indføre visse normer, som de skal styres efter. Belysningsformlen er enkel, men mange ting kan være forvirrende. Det vil vi afsløre mere detaljeret.
Indeks "υ"
Indekset υ betyder, at værdien ikke er heltfotometrisk. Og det skyldes, at menneskelige muligheder er begrænsede. For eksempel opfatter øjet kun det synlige spektrum af elektromagnetisk stråling. Desuden ser folk den centrale del af denne skala (refererer til grøn) meget bedre end kantområderne (rød og lilla). Det vil sige, at en person faktisk ikke opfatter 100% af fotoner af gul eller blå farve. Samtidig er der enheder, der er blottet for en sådan fejl. De reducerede værdier, der bruges af belysningsformlen (lysstrøm, for eksempel), og som er angivet med det græske bogstav "υ", er korrigeret for menneskeligt syn.
Monokromatisk strålingsgenerator
Selve grundlaget er, som allerede nævnt ovenforantallet af fotoner med en bestemt bølgelængde, der udsendes i en bestemt retning pr. tidsenhed. Selv den mest monokromatiske laser har en vis bølgelængdefordeling. Og noget skal han bestemt holde fast i. Det betyder, at fotoner ikke udsendes i alle retninger. Men formlen indeholder et sådant koncept som en "punktlyskilde". Dette er en anden model designet til at forene en vis værdi. Og ingen genstand i universet kan kaldes det. Så en punktlyskilde er en fotongenerator, der udsender lige mange kvanter af et elektromagnetisk felt i alle retninger, dens størrelse er lig med et matematisk punkt. Der er dog et trick, det kan gøre et rigtigt objekt til en punktkilde: hvis afstanden fotonerne når er meget stor sammenlignet med størrelsen af generatoren. Vores centrale stjerne, Solen, er således en skive, mens fjerne stjerner er punkter.
Gazebo, ja, park
En opmærksom læser har sikkert bemærket følgende:på en klar solskinsdag ser et åbent område ud til at være meget mere oplyst end en lysning eller græsplæne lukket på den ene side. Derfor lokker kysten: det er altid solrigt og varmt der. Men selv en stor lysning i skoven er mørkere og koldere. Og den lave brønd er dårligt oplyst på den lyseste dag. Dette skyldes, at hvis en person kun ser en del af himmelhvælvingen, når færre fotoner hans øje. Koefficienten for naturlig belysning beregnes som forholdet mellem lysstrømmen fra hele himlen til det synlige område.
Cirkel, oval, hjørne
Alle disse begreber er relateret til geometri.Men nu vil vi tale om et fænomen, der direkte relaterer til formlen for belysning og følgelig til fysik. Indtil dette tidspunkt blev det antaget, at lys falder på overfladen vinkelret, lige ned. Dette er selvfølgelig også en tilnærmelse. Hvis denne betingelse er opfyldt, betyder afstanden fra lyskilden, at faldet i belysningen er proportional med kvadratet på afstanden. Således er de stjerner, som en person ser med det blotte øje på himlen, enten placeret ikke så langt fra os (de hører alle til Mælkevejsgalaksen) eller meget lyse. Men hvis lyset rammer overfladen i en vinkel, er alt anderledes.
Forestil dig en lommelygte.Det giver en rund lysplet, når den rettes strengt vinkelret på væggen. Hvis du vipper det, vil stedet ændre form til en oval. Som det er kendt fra geometri, er området af ovalen større. Og da lommelygten stadig er den samme, betyder det, at intensiteten af lyset er den samme, men den er ligesom "smurt" ud over et stort område. Lysintensiteten afhænger af indfaldsvinklen ifølge cosinusloven.
Forår, vinter, efterår
Titlen lyder som titlen på en smuk film.Men tilstedeværelsen af årstider afhænger direkte af den vinkel, hvor lyset falder på sit højeste punkt på planetens overflade. Og i øjeblikket taler vi ikke kun om Jorden. Årstider findes på ethvert objekt i solsystemet, hvis rotationsakse er vippet i forhold til ekliptikken (for eksempel på Mars). Læseren har sikkert allerede gættet: Jo større hældningsvinklen er, jo færre fotoner er der per kvadratkilometer af overfladen per sekund. Det betyder, at jo koldere sæsonen bliver. I øjeblikket af planetens største afvigelse på halvkuglen hersker vinteren, i øjeblikket af den mindste - sommeren.
Tal og fakta
For ikke at være ubegrundet, er her nogledata. Vi advarer dig: De er alle et gennemsnit og er ikke egnede til at løse specifikke problemer. Derudover findes der håndbøger om overfladebelysning ved forskellige typer kilder. Det er bedre at henvise til dem, når du laver beregninger.
- I en afstand fra Solen til ethvert punkt i rummet, som er omtrent lig med afstanden til Jorden, er belysningen hundrede og femogtredive tusinde lux.
- Vores planet har en atmosfære, der absorberer noget af strålingen. Derfor er jordens overflade oplyst med maksimalt hundrede tusinde lux.
- Om sommeren er mellembreddegrader oplyst ved middagstid ved sytten tusinde lux i klart vejr og 15.000 lux i overskyet vejr.
- På en fuldmånenat er belysningen to tiendedele af en lux. Stjernernes lys på en måneløs nat giver kun en til to tusindedele af en suite.
- For at læse en bog kræves en belysning på mindst tredive til halvtreds lux.
- Når en person ser en film i en biograf,lysstrømmen er omkring hundrede lux. De mørkeste scener vil have en indikator på firs lux, og billedet af en lys solskinsdag vil "trække" hundrede og tyve.
- Solnedgang eller solopgang over havet vil givebelysning på omkring tusind lux. I dette tilfælde, i en dybde på halvtreds meter, vil belysningen være omkring 20 lux. Vand absorberer sollys meget godt.
