Hôm nay chúng tôi sẽ cho bạn biết tất cả về công thức chiếu sáng cho các khu vực mở và trong nhà, cũng như cung cấp độ lớn của quang thông trong các trường hợp khác nhau.
Nến và bánh xe quay
Trước khi điện khí hóa rộng rãi, nguồn ánh sáng là mặt trời, mặt trăng, lửa và nến. Các nhà khoa học ở thế kỷ 15 đã có thể tạo ra một hệ thống thấu kính để tăng cường khả năng chiếu sáng, nhưng hầu hết mọi người đều làm việc và sống bằng ánh nến.
Một số cảm thấy tiếc vì đã bỏ tiền ra mua đèn sáp, hoặc cách này để kéo dài cả ngày chỉ đơn giản là không có. Sau đó, họ sử dụng các lựa chọn nhiên liệu thay thế - dầu, mỡ động vật, gỗ. Ví dụ, những phụ nữ nông dân Nga ở ngõ giữa đã dệt lanh cả đời bên ngọn đuốc. Người đọc có thể hỏi: "Tại sao việc này phải được thực hiện vào ban đêm?" Xét cho cùng, hệ số ánh sáng tự nhiên vào ban ngày cao hơn nhiều. Thực tế là ban ngày, phụ nữ nông dân còn nhiều nỗi lo khác. Ngoài ra, quá trình dệt rất cẩn thận và đòi hỏi sự yên tâm. Đối với phụ nữ, điều quan trọng là không ai bước lên tấm bạt, để trẻ em không nhầm lẫn các sợi chỉ và nam giới sẽ không phân tâm.
Nhưng với cuộc sống như vậy có một mối nguy hiểm: quang thông (chúng tôi công thứcđưa ra thấp hơn một chút) từ ngọn đuốc là rất thấp. Mắt căng và phụ nữ nhanh chóng mất thị lực.
Thắp sáng và học tập
Khi học sinh lớp một đến trường vào ngày đầu tiên của tháng 9, các em mong đợi những điều kỳ diệu với sự phấn khích. Chúng được bắt bằng thước, hoa, dáng đẹp. Họ quan tâm đến việc giáo viên của họ sẽ như thế nào, họ sẽ ngồi cùng bàn với ai. Và một người sẽ ghi nhớ những cảm xúc này trong suốt quãng đời còn lại của mình.
Nhưng người lớn, khi cho con đi học, nên nghĩ về những điều tầm thường hơn là vui mừng hay thất vọng. Cha mẹ và giáo viên quan tâm đến sự thoải mái của bàn học, kích thước của lớp học, chất lượng của phấn và công thức chiếu sáng trong phòng. Các chỉ số này có định mức cho trẻ em ở mọi lứa tuổi. Vì vậy, học sinh nên biết ơn vì mọi người đã nghĩ ra trước không chỉ chương trình giảng dạy mà còn cả khía cạnh vật chất của vấn đề.
Ánh sáng và công việc
Việc các trường học tiến hành thanh tra không phải là không có, trong đó áp dụng công thức tính độ chiếu sáng của các phòng cho các lớp học. Trẻ em mười hoặc mười một tuổi không làm gì khác ngoài việc đọc và viết. Sau đó, họ làm bài tập về nhà vào buổi tối, một lần nữa không chia tay với bút, vở và sách giáo khoa. Sau đó, thanh thiếu niên hiện đại cũng gắn bó với nhiều loại màn hình. Kết quả là, toàn bộ cuộc đời của một đứa trẻ đi học gắn liền với một tải trọng về tầm nhìn. Nhưng trường học chỉ là bước khởi đầu của cuộc đời. Hơn nữa, tất cả những người này đang chờ đợi một trường đại học và làm việc.
Mỗi loại công việc yêu cầu công suất ánh sáng riêng. Công thức tính toán luôn tính đếnmột người làm 8 giờ một ngày. Ví dụ, một thợ đồng hồ hoặc thợ kim hoàn phải xem xét các chi tiết nhỏ nhất và sắc thái của màu sắc. Vì vậy, nơi làm việc của những người làm nghề này cần có đèn lớn và sáng. Ngược lại, một nhà thực vật học nghiên cứu các loài thực vật của rừng nhiệt đới, cần phải thường xuyên ở trong tình trạng chạng vạng. Hoa lan và cây bìm bịp đã quen với thực tế là tầng trên của cây gần như lấy hết ánh sáng mặt trời.
Công thức
Đến trực tiếp với công thức chiếu sáng. Biểu thức toán học của cô ấy trông như thế này:
Eυ=dΦυ/ dσ.
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn biểu thức. Rõ ràng, Eυlà độ chiếu sáng, sau đó Φυlà quang thông, và σ là một đơn vị diện tích nhỏ mà từ thông rơi xuống. Có thể thấy E là một giá trị tích phân. Điều này có nghĩa là các phân đoạn và mảnh rất nhỏ được xem xét. Tức là, các nhà khoa học tổng hợp độ chiếu sáng của tất cả các khu vực nhỏ này để có kết quả cuối cùng. Đơn vị của độ chiếu sáng là lux. Ý nghĩa vật lý của một lux là một quang thông như vậy, có một lumen trên mét vuông. Lumen, đến lượt nó, là một giá trị rất cụ thể. Nó biểu thị quang thông phát ra bởi một nguồn đẳng hướng (do đó là ánh sáng đơn sắc). Cường độ sáng của nguồn này bằng một candela trên một góc đặc của một steradian. Đơn vị độ chiếu sáng là một giá trị phức tạp bao gồm khái niệm "candela". Ý nghĩa vật lý của định nghĩa cuối cùng như sau: cường độ của ánh sáng theo một hướng đã biết từ nguồn màphát ra bức xạ đơn sắc có tần số 540 1012Hz (bước sóng nằm trong vùng nhìn thấy của quang phổ) và cường độ năng lượng của ánh sáng là 1/683 W / sr.
Khái niệm ánh sáng
Tất nhiên, tất cả những khái niệm này thoạt nhìn giống như một con ngựa hình cầu trong chân không. Những nguồn như vậy không tồn tại trong tự nhiên. Và người đọc chú ý chắc chắn sẽ tự đặt câu hỏi: "Tại sao điều này lại cần thiết?" Nhưng các nhà vật lý có nhu cầu so sánh. Do đó, họ phải đưa ra các định mức nhất định phải được hướng dẫn bởi. Công thức chiếu sáng rất đơn giản, nhưng rất nhiều điều có thể không rõ ràng. Hãy chia nhỏ nó.
Chỉ mục "υ"
Chỉ số υ có nghĩa là giá trị không hoàn toàn bằng trắc quang. Và điều này là do thực tế là khả năng của con người có hạn. Ví dụ, mắt chỉ cảm nhận được phổ nhìn thấy được của bức xạ điện từ. Hơn nữa, mọi người nhìn thấy phần trung tâm của thang đo này (ám chỉ màu xanh lá cây) tốt hơn nhiều so với các khu vực biên (đỏ và tím). Đó là, trên thực tế, một người không cảm nhận được 100% các photon có màu vàng hoặc xanh lam. Đồng thời, có những thiết bị không bị lỗi như vậy. Các giá trị giảm mà công thức độ rọi hoạt động (ví dụ như quang thông) và được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp "υ", được hiệu chỉnh cho phù hợp với thị giác của con người.
Máy phát bức xạ đơn sắc
Về cơ bản, như đã đề cập ở trên, là số lượng photon có độ dài nhất địnhsóng được phát ra theo một hướng nhất định trong một đơn vị thời gian. Ngay cả tia laser đơn sắc nhất cũng có một số phân bố bước sóng. Và anh ấy chắc chắn phải làm gì đó. Điều này có nghĩa là các photon không được phát ra theo mọi hướng. Nhưng trong công thức có một thứ gọi là "nguồn ánh sáng điểm." Đây là một mô hình khác được thiết kế để thống nhất một giá trị nhất định. Và không một vật thể nào của vũ trụ có thể được gọi như vậy. Vì vậy, nguồn sáng điểm là một máy phát photon phát ra một số lượng tử trường điện từ bằng nhau theo mọi hướng, kích thước của nó bằng một điểm toán học. Tuy nhiên, có một mẹo nhỏ, nó có thể biến một vật thể thực trở thành nguồn điểm: nếu khoảng cách mà các photon đạt tới là rất lớn so với kích thước của máy phát. Do đó, ngôi sao trung tâm của chúng ta, Mặt trời là một cái đĩa, nhưng các ngôi sao ở xa là điểm.
Arbor, tốt, công viên
Chắc hẳn một độc giả chú ý sẽ nhận thấy điều sau: vào một ngày nắng chói chang, một khu vực rộng mở dường như được chiếu sáng nhiều hơn so với một bãi đất trống hoặc bãi cỏ bị đóng một bên. Vì vậy, bờ biển thật quyến rũ: ở đó luôn có nắng và ấm áp. Nhưng ngay cả một khoảng trống lớn trong rừng cũng tối hơn và lạnh hơn. Và giếng cạn được chiếu sáng kém vào ngày sáng nhất. Điều này là do nếu một người chỉ nhìn thấy một phần của bầu trời, thì sẽ có ít photon lọt vào mắt anh ta hơn. Hệ số chiếu sáng tự nhiên được tính bằng tỷ số giữa dòng ánh sáng từ toàn bộ bầu trời đến vùng nhìn thấy.
Hình tròn, hình bầu dục, góc
Tất cả nhữngcác khái niệm có liên quan đến hình học. Nhưng bây giờ chúng ta sẽ nói về một hiện tượng liên quan trực tiếp đến công thức chiếu sáng và do đó, đến vật lý. Cho đến thời điểm này, người ta cho rằng ánh sáng rơi xuống bề mặt theo phương vuông góc, hướng thẳng xuống dưới. Đây, tất nhiên, cũng là một con số gần đúng. Trong điều kiện này, khoảng cách từ nguồn sáng có nghĩa là độ chiếu sáng giảm theo tỷ lệ bình phương của khoảng cách. Do đó, những ngôi sao mà một người nhìn thấy bằng mắt thường trên bầu trời hoặc nằm không quá xa chúng ta (chúng đều thuộc thiên hà Milky Way) hoặc rất sáng. Nhưng nếu ánh sáng chiếu vào bề mặt ở một góc, mọi thứ sẽ khác.
Hãy nghĩ về một chiếc đèn pin. Nó cho một đốm sáng tròn khi được chiếu thẳng góc vào tường. Nếu bạn nghiêng nó, vị trí sẽ thay đổi hình dạng thành hình bầu dục. Như bạn đã biết từ hình học, một hình bầu dục có diện tích lớn hơn. Và vì đèn pin vẫn như cũ, có nghĩa là cường độ ánh sáng vẫn như cũ, nhưng nó vẫn như cũ bị “bôi bẩn” trên một khu vực rộng lớn. Cường độ ánh sáng phụ thuộc vào góc tới theo định luật côsin.
Xuân, Đông, Thu
Tiêu đề nghe giống như tiêu đề của một bộ phim đẹp. Nhưng sự hiện diện của các mùa trực tiếp phụ thuộc vào góc mà ánh sáng rơi ở điểm cao nhất trên bề mặt hành tinh. Và hiện tại, nó không chỉ là về Trái đất. Các mùa tồn tại trên bất kỳ vật thể nào trong hệ mặt trời có trục quay nghiêng so với mặt trời (ví dụ, trên sao Hỏa). Người đọc có lẽ đã đoán được: góc nghiêng càng lớn thì càng ít photon trên một km vuông bề mặt mỗi giây. Vậy nênmùa sẽ lạnh hơn. Vào thời điểm hành tinh có độ lệch lớn nhất ở bán cầu, mùa đông ngự trị, tại thời điểm ít nhất - mùa hè.
Số liệu và sự kiện
Để không phải là vô căn cứ, đây là một số dữ liệu. Chúng tôi cảnh báo bạn: tất cả chúng đều được tính trung bình và không phù hợp để giải quyết các vấn đề cụ thể. Ngoài ra, có các thư mục về độ chiếu sáng bề mặt bằng các loại nguồn khác nhau. Tốt hơn là nên tham khảo chúng khi tính toán.
- Ở khoảng cách từ Mặt trời đến bất kỳ điểm nào trong không gian, gần bằng khoảng cách tới Trái đất, độ chiếu sáng là một trăm ba mươi lăm nghìn lux.
- Hành tinh của chúng ta có bầu khí quyển hấp thụ một số bức xạ. Do đó, bề mặt trái đất được chiếu sáng tối đa là một trăm nghìn lux.
- Các vĩ độ giữa mùa hè được chiếu sáng vào buổi trưa 17 nghìn lux khi trời quang đãng và 15 nghìn lux khi trời nhiều mây.
- Vào một đêm trăng tròn, độ chiếu sáng là hai phần mười lux. Ánh sao vào một đêm không trăng chỉ là một hoặc hai phần nghìn lux.
- Đọc sách cần ít nhất ba mươi đến năm mươi lux ánh sáng.
- Khi một người xem phim trong rạp chiếu phim, quang thông là khoảng một trăm lux. Những cảnh tối nhất sẽ có chỉ số là 80 lux và hình ảnh của một ngày nắng chói chang sẽ "kéo" một trăm hai mươi.
- Hoàng hôn hoặc bình minh trên biển sẽ cho độ chiếu sáng khoảng một nghìn lux. Đồng thời, ở độ sâu 50 mét, độ chiếu sáng sẽ là khoảng 20 lux. Nước hấp thụ ánh sáng mặt trời rất tốt.
