Měření intenzity světla je důležité při návrhu osvětlení místnosti nebo při přípravě na fotografii. Pojem „intenzita“se používá různými způsoby, proto si najděte chvilku a zjistěte, jaké jednotky a metody měření odpovídají vašim cílům. Profesionální fotografové a instalatéři osvětlení obvykle používají digitální měřič, ale můžete si také vyrobit jednoduchý srovnávací měřič světla nazývaný Jolyův fotometr.
Kroky
Metoda 1 ze 2: Měření intenzity světla pro místnost nebo světelný zdroj
Krok 1. Pochopte fotometry, které měří lux a svíčky
Jedná se o jednotky, které popisují intenzitu světla na povrchu neboli osvětlenost. Fotometry, které to měří, jsou obvykle to, co lidé hledají, když chtějí nastavit fotografování nebo testovat, zda je místnost příliš světlá nebo příliš tmavá.
- Některé měřiče světla se specializují na různé druhy osvětlení. Například při měření sodíkového osvětlení lze dosáhnout přesnějších výsledků.
- V obchodech s aplikacemi některých mobilních zařízení si můžete dokonce zakoupit „měřič světla“. Nejprve si zkontrolujte recenze, protože některé z těchto aplikací jsou nepřesné.
- Lux je moderní uznávaný standard, ale některá zařízení stále měří v nožních svíčkách. Pomocí této online kalkulačky mezi nimi můžete převádět.
Krok 2. Naučte se interpretovat jednotky osvětlení
Zde je několik příkladů typických měření osvětlení, které vám pomohou určit, zda je třeba změnit osvětlení:
- Většinu kancelářské práce lze pohodlně provádět při 250-500 luxech (svíčky 23–46 stop).
- Supermarkety nebo pracovní oblasti, které zahrnují kreslení nebo jiné detailní práce, jsou obvykle osvětleny na 750-1 000 luxů (70–93 nožních svíček). Horní hranice tohoto rozsahu odpovídá vnitřnímu prostoru u okna za jasného a slunečného dne.
Krok 3. Pochopte lumeny a jas
Pokud žárovka nebo štítek lampy nebo reklama zmiňuje „lumeny“, popisuje to, kolik celkové energie je emitováno jako viditelné světlo, což je koncept tzv. jas. Zde je to, co potřebujete vědět:
- „Počáteční lumeny“popisují, kolik světla bude vydáno, jakmile je světlo stabilizováno. To vyžaduje asi 100 hodin používání pro fluorescenční a HID světla.
- „Průměrné lumeny“nebo „jmenovité lumeny“vám sdělují odhadovanou průměrnou svítivost po celou dobu životnosti zařízení. Skutečná svítivost bude jasnější než na začátku a na konci doporučené životnosti zdroje světla bude slabší.
- Chcete -li zjistit, kolik lumenů potřebujete, pomocí výše uvedených kroků určete, kolik svíček v místnosti chcete osvětlit, a vynásobte je čtvercovými záběry místnosti. U místností s tmavými stěnami namiřte výše než výsledek, u místností s jinými hlavními zdroji světla mířte níže.
Krok 4. Změřte paprsek a úhel pole
Svítilny a další zařízení, která vyzařují světlo v určitém směru, lze popsat pomocí těchto dvou dalších výrazů. Můžete je najít sami pomocí fotometru, který měří lux nebo nožní svíčky, a pomocí pravítka a úhloměru:
- Držte fotometr přímo v dráze nejjasnějšího paprsku. Pohybujte jím, dokud nenajdete místo s maximální intenzitou (osvětleností).
- Ve stejné vzdálenosti od zdroje světla pohybujte fotometrem v jednom směru, dokud intenzita světla neklesne na 50% maximální úrovně. Pomocí napnutého provázku nebo jiného pravítka označte čáru od zdroje světla k tomuto bodu.
- Jděte druhým směrem, dokud nenajdete místo na opačné straně paprsku s maximálním osvětlením 50%. Z tohoto místa označte nový řádek.
- Pomocí úhloměru změřte úhel mezi vašimi dvěma čarami. Toto je „úhel paprsku“a popisuje úhel jasně osvětlený zdrojem světla.
- Chcete -li zjistit úhel pole, opakujte tyto kroky, ale označte dvě místa, kde intenzita paprsku dosahuje 10% maximální úrovně.
Metoda 2 ze 2: Měření relativní intenzity pomocí domácího zařízení
Krok 1. Použijte k porovnání světelných zdrojů
Toto zařízení lze snadno sestavit doma, po malém nákupním výletu. Po jeho inventáři se nazývá „Jolyův fotometr“a lze jej použít k měření relativní intenzity dvou světelných zdrojů. S trochou znalostí fyziky, dodaných níže, budete schopni zjistit, které z vašich žárovek vydávají více světla a které jsou nejúčinnější na množství energie, kterou používají.
Relativní 'měření vám neposkytnou výsledek, pokud jde o jednotky. Budete přesně vědět, jak se dvě intenzity světla porovnávají, ale nebudete je moci spojit se třetí intenzitou, aniž byste experiment opakovali
Krok 2. Odřízněte desku parafínového vosku na polovinu
Kupte si balíček parafínového vosku v železářství nebo v obchodě s potravinami a vytáhněte jednu desku ¼ libry (0,55 kilogramu). Ostrým nožem rozřízněte desku na dvě stejné části.
Pomalu prořízněte desku, aby nedošlo k odlomení kusů
Krok 3. Sendvičová hliníková fólie mezi kousky parafínu
Odtrhněte list hliníkové fólie a položte jej na jeden ze dvou parafínových kousků tak, aby zcela zakryl horní povrch. Na hliník položte druhý kus parafínu.
Krok 4. Otočte „sendvič“svisle
Aby toto zařízení fungovalo, budeme ho muset postavit na jeho konec, takže list fólie uprostřed je svislý. Pokud se váš vosk sám nepostaví, můžete ho zatím nechat vodorovně. Pamatujte, že krabice, kterou budete stavět, by měla být navržena tak, aby držela vosk ve svislé poloze.
Blok můžete držet pohromadě pomocí dvou gumiček. Jeden položte do horní části sendviče a druhý do spodní části
Krok 5. Vyřízněte tři okna do lepenkové krabice
Vyberte si dostatečně velkou krabici, do které se vejde váš voskový blok. Obal, ve kterém byl vosk prodáván, často funguje dobře. Pomocí pravítka a nůžek vystřihněte tři okna do krabice:
- Vyřízněte dvě okna na opačných stranách, přesně stejné velikosti. Jakmile je blok umístěn dovnitř, každé okno zobrazí jinou polovinu parafínu.
- Vystřihněte třetí okno libovolné velikosti v přední části krabice. To by mělo být vycentrováno, abyste mohli vidět obě poloviny parafínového bloku na obou stranách hliníkové fólie.
Krok 6. Umístěte parafín do krabice
Udržujte hliníkovou fólii mezi dvěma bloky parafínového vosku ve svislé poloze. Možná budete muset použít pásku, malé kousky lepenky nebo obojí, abyste udrželi voskové bloky ve svislé poloze a rovnoběžně s protilehlými okénkovými stranami a dotýkali se fólie mezi nimi.
Pokud je krabice nahoře otevřená, zakryjte ji dalším kusem lepenky nebo jinou bariérou blokující světlo
Krok 7. Rozhodněte se pro světelný zdroj „referenčního bodu“
Vyberte si jeden ze světelných zdrojů, které budete porovnávat, jako „standardní svíčku“, kterou použijete jako základ intenzity. Pokud porovnáváte více než dva světelné zdroje, budete tento světelný zdroj používat při každém srovnání.
Krok 8. Uspořádejte dva světelné zdroje v přímce
Umístěte dvě žárovky, diody LED nebo jiné zdroje světla na rovný povrch v přímé linii. Vzdálenost mezi nimi by měla být výrazně větší než šířka krabice, kterou jste vyrobili.
Krok 9. Umístěte fotometr mezi světelné zdroje
Fotometr by měl být přesně ve stejné výšce jako světelné zdroje, aby světla zcela osvětlovala voskové bloky bočními okny. Pamatujte, že světelné zdroje by měly být v dostatečné vzdálenosti, aby bylo zajištěno rovnoměrné osvětlení.
Krok 10. Zhasněte všechna ostatní světla v místnosti
Zavřete všechna okna, rolety nebo žaluzie, aby do bloků dopadalo pouze světlo ze zkušebních světelných zdrojů.
Krok 11. Upravte rámeček, dokud nebudou oba voskové bloky stejně jasné
Přesuňte fotometr směrem ke straně pomocí stmívacího vosku. Sledujte přední okno, jak upravujete polohu krabice, a zastavte se, když se oba voskové bloky zdají stejně jasné.
Krok 12. Změřte vzdálenost mezi fotometrem a každým zdrojem světla
Pomocí měřicí pásky změřte vzdálenost od hliníkové fólie ke zvolenému zdroji světla „referenčního bodu“. Budeme tomu říkat d1. Zapište si to a poté změřte vzdálenost od hliníkové fólie ke zdroji světla na opačné straně, d2.
Vzdálenost můžete měřit pomocí jakékoli jednotky, ale dávejte pozor, abyste je nemíchali. Pokud je vaše měření například ve stopách a palcích, převeďte výsledek na použití pouze palců
Krok 13. Pochopte příslušnou fyziku
Jas bloků klesá se čtvercem vzdálenosti, protože měříme množství světla, které dopadá na dvourozměrnou oblast, ale světlo vyzařuje trojrozměrným objemem. Jinými slovy, když se světelný zdroj pohybuje dvakrát tak daleko (x2), světlo, které produkuje, je rozloženo na čtyřnásobek plochy (x22). Jas můžeme zapsat jako „I / d2
- I je intenzita a d je vzdálenost, stejně jako jsme je použili v předchozích krocích,
- Technicky se to, co jsme popsali jako jas, označuje jako osvětlenost v tomto kontextu.
Krok 14. Použijte tyto znalosti k vyřešení relativní intenzity
Když se oba bloky zdají stejně jasné, je jejich „osvětlenost“stejná. Můžeme to napsat jako vzorec, pak to přeskupit, abychom to vyřešili pro I2nebo relativní intenzita druhého světelného zdroje:
- Já1/d12 = Já2/d22
- Já2 = Já1(d22/d12)
- Vzhledem k tomu, že měříme pouze relativní intenzitu, nebo jak se porovnávají, můžeme jen říci já1 = 1. Tím se náš vzorec zjednoduší: I2 = d22/d12
- Řekněme například vzdálenost d1 k našemu referenčnímu bodu je světelný zdroj 2 stopy (0,6 metru) a vzdálenost d2 náš druhý světelný zdroj je 5 stop (1,5 metru):
- Já2 = 52/22 = 25/4 = 6.25
- Druhý světelný zdroj má intenzitu 6,25krát větší než první světelný zdroj.
Krok 15. Vypočítejte účinnost
Pokud používáte žárovky s vyznačeným výkonem, například „60 W“pro „60 wattů“, to je to, kolik elektrické energie žárovka spotřebuje. Vydělte relativní intenzitu žárovky touto energií, abyste zjistili, jak je žárovka účinná, vzhledem k vašim ostatním světelným zdrojům. Například:
- 60 wattová žárovka s relativní intenzitou 6 má relativní účinnost 6/60 = 0,1.
- 40wattová žárovka s relativní intenzitou 1 má relativní účinnost 1/40 = 0,025.
- Od 0,1 / 0,025 = 4 je 60W žárovka čtyřikrát účinnější při přeměně elektrické energie na světlo. Všimněte si, že bude stále používat více energie než 40W žárovka, a tím vás bude stát více peněz; Efektivita vám jen řekne, kolik dostanete „za prachy“.
