Як виміряти інтенсивність світла (з ілюстраціями)

Інтенсивність світла вимірюється при розміщенні освітлення в приміщенні або при підготовці обладнання до фотозйомки. Термін "інтенсивність" використовується по-різному, і з цієї статті ви дізнаєтеся, які пристрої і методи підійдуть для ваших цілей. Професійні фотографи та світлотехніки використовують цифрові покажчики часу витримки, але ви можете зробити простий пристрій зі схожим дією - фотометр Джолі - самостійно.

кроки

Метод 1 з 2:

Як виміряти інтенсивність освітлення в приміщенні і інтенсивність світла лампи

1. Розберіться в фотометрах, які вимірюють інтенсивність світла в люкс і фут-канделах. Такі прилади вимірюють інтенсивність світла на поверхні, тобто освітленість. Зазвичай такі пристрої використовуються для підготовки до фотозйомки і при перевірці рівня освітлення у кімнаті.

Деякі покажчики часу витримки призначені для певних типів освітлення. Наприклад, вони можуть показувати більш точні дані при висвітленні натрієвими лампами.
Можна купити додаток, що вимірює інтенсивність світла, для телефону. Спочатку прочитайте відгуки, тому що не всі програми показують точні дані.
Люкс - це загальноприйнята одиниця виміру освітленості, але деякі пристрої вимірюють її в фут-канделах Можна конвертувати дані по цьому посиланню.

2. Дізнайтеся, як слід інтерпретувати дані. Ось кілька прикладів типових показань, які допоможуть вам зрозуміти, чи слід вам змінити освітлення в приміщенні:

Працювати в офісі комфортно при освітленості 250-500 люкс (23-46 фут-Кандела).

У супермаркетах і на робочих місцях, що вимагають тонкої роботи, використовується освітленість 750-1000 люкс (70-93 фут-Кандела). Верхнє значення можна порівняти з освітленістю на відкритому просторі на вулиці в світлий сонячний день.

3. Дізнайтеся, що таке люмени. Якщо в описі лампочки зустрічається слово "люмен", воно описує, скільки енергії випускає лампочка у вигляді видимого світла. Вам потрібно знати наступне:

На упаковці буде приведено дві характеристики. Перша з них описує, скільки світла буде виробляти лампочка, коли освітлення стабілізується. Як правило, на це йде 100 годин роботи флюоресцентной або ксенонової лампи.

Друга описує, скільки світла в середньому за весь термін служби лампи буде вироблено. На початку лампочка буде світити яскравіше, а ближче до кінця терміну служба стане більш тьмяною.

Щоб зрозуміти, скільки люменів вам буде потрібно, розрахуйте кількість необхідних фут-Кандела в приміщенні і помножте на площу приміщення. Якщо в кімнаті темні стіни, візьміть більше, а якщо світлі - менше.

4. Виміряйте кут нахилу і поле променів. Ці характеристики застосовні до джерел світла, які направляють світловий потік вузьким променем в певну сторону (наприклад, ліхтарики). Ці значення можна виміряти експонометром і за допомогою лінійки і транспортира.

Тримайте експонометр прямо перед самим яскравим променем. Порухайте його, поки не знайдете ділянку з максимальною інтенсивністю світла (освітленістю).

Зберігаючи ту ж відстань до джерела світла, змістите експонометр в одну сторону, поки інтенсивність світла не зменшиться до 50% від максимального рівня. За допомогою лінійки або нитки проведіть лінію від джерела світла до цієї точки.

Виконайте те ж саме з іншого боку. проведіть лінію.

За допомогою транспортира виміряйте кут між двома лініями. Це і буде кутом променя - тобто кутом, під яким розходиться світло.

Щоб виміряти поле, виконайте те ж саме, тільки відзначте точки там, де інтенсивність освітлення буде дорівнювати 10% від максимального значення.

Метод 2 з 2:

Як виміряти відносну освітленість саморобним пристроєм

1. Зробіть пристрій своїми руками. Зібрати його нескладно, якщо у вас є потрібні матеріали. Цей винахід називається фотометром Джолі, і з його допомогою можна виміряти відносну інтенсивність двох джерел світла. Володіючи необхідними знаннями фізики, про які йтиметься нижче, можна з`ясувати, яка з двох лампочок дає більше світла і яка з них більш ефективна.

Оскільки значення буде відносним, воно не буде виражено в точних одиницях. Ви будете знати співвідношення між двома джерелами світла, але не зможете з`ясувати точні числа, не вдаючись до ще одного експерименту.

2. Розріжте шматок парафіну та воску навпіл. Купіть віск в господарському магазині, відріжте шматочок вагою 500 грамів, а потім гострим ножем розріжте цей шматочок навпіл.

Ріжте повільно, щоб віск не розтріснувся.

3. Покладіть фольгу між двома шматками воску. Відірвіть шматочок алюмінієвої фольги від листа і покладіть його на один зі шматків, намагаючись накрити всю верхню поверхню цілком. Зверху покладіть другий шматок воску.

4. Поверніть отриману конструкцію вертикально. Щоб пристрій запрацював, його потрібно повернути так, щоб фольга виявилася в вертикальному положенні. Якщо віск сам не тримається, можете поки залишити його в горизонтальному положенні, але пам`ятайте, що коробка, яку ви будете збирати, повинна буде утримувати віск вертикально.

Можна скріпити два шматки воску гумками. Одну помістіть зверху, а другу знизу.

5. Проріжте три віконця в картонній коробці. Візьміть коробку, в яку поміститься віск. Можливо, вам підійде упаковка від воску. Відміряйте віконця і виріжте їх ножицями.

Проріжте два вікна однакового розміру з протилежних сторін. Отвори повинні бути навпроти різних сторін парафіну, коли ті опиняться в коробці.

Проріжте третє вікно будь-якого розміру в передній частині коробки. Отвір має бути по центру, щоб ви могли бачити обидві частини воскових шматочків.

6. Покладіть всередину віск. Фольга між двома шматками повинна знаходитися у вертикальному положенні. Можливо, вам доведеться використовувати ізоляційну стрічку або скотч, невеликі шматочки картону або і те, і інше, щоб віск не перевертався, а фольга - з`їжджати.

Якщо у коробки немає кришки, накрийте її картоном або будь-яким іншим непрозорим предметом.

7. Виберіть точку відліку. Вирішіть, яке джерело світла ви будете використовувати в якості відправної точки. Якщо ви будете порівнювати більше двох джерел світла, ви зможете використовувати цю лампу при кожному порівнянні.

8. Розмістіть два джерела світла на прямій лінії. Покладіть дві невеликі лампочки, світлодіоди або інші джерела світла на рівну поверхню на прямій лінії. Відстань між ними має бути більше ширини коробки, яку ви тільки що зробили.

9. Розмістіть експонометр між двома джерелами світла. Він повинен бути на такій же висоті, як і лампочки, щоб лампочки могли повністю висвітлювати віск всередині коробки через віконця. Пам`ятайте, що джерела світла повинні бути на великій відстані один від одного.

10. Вимкніть світло в приміщенні. Закрийте вікно, засуньте штори, опустіть жалюзі, щоб сторонній світло не проникало в коробку.

11. Поправте лампочки так, щоб віск був висвітлений по обидва боки однаково. Піднесіть фотометр до сторони з меншою освітленістю. Пересуваючи коробку, дивіться в віконце на передній стороні коробки. Зупиніться, коли обидва шматка воску будуть підсвічені однаково.

12. Виміряйте відстань від експонометра до кожного джерела світла. Рулеткою виміряйте відстань від фольги до лампи, яку ви вибрали в якості точки відліку. Позначте цю точку як d1. Запишіть відстань, потім виміряйте відстань від фольги до джерела світла з протилежного боку, d2.

Відстань можна вимірювати в будь-яких величинах, головне - не плутати їх. Наприклад, якщо ви вимірюєте в сантиметрах, пишіть тільки сантиметри (без метрів).

13. Розберіться в фізиці процесів. Освітленість воску зменшується на квадрат відстані, тому що ми вимірюємо кількість світла, яке падає на двомірну область, але світло проходить через тривимірний Об `єм. Іншими словами, якщо поставити джерело світла в два рази далі, світло, який він виробляє, покриє в чотири рази більшу поверхню (x2). Можна записати яскравість як "I / d

I - це інтенсивність, d - відстань.

Технічно то, що ми називаємо яскравістю, називається освітленістю у цьому контексті.

14. Використовуйте ці знання, щоб виміряти відносну інтенсивність. Коли обидва шматка воску будуть освітлені однаково, їх освітленістю буде рівною. Можна записати це як формулу, а потім розрахувати по ній I₂, або інтенсивність другого джерела світла.

I₁/ d₁ = I₂/ d₂

I₂ = I₁(d₂/ d₁)

Оскільки ми будемо вимірювати тільки відносну інтенсивність (або те, як співвідносяться два джерела), ми можемо сказати, що I₁ = 1. Це спростить формулу: I₂ = d₂/ d₁

Наприклад, припустимо, що відстань d₁ до джерела світла, взятого за точку відліку, становить 60 сантиметрів, а відстань d₂ до другого джерела світла - 1,5 метрів.

I₂ = 5/2 = 25/4 = 6.25

Інтенсивність світла другого джерела в 6.25 раз більше, ніж першого.

15. Розрахуйте ефективність. Якщо на лампочках відзначена потужність в ватах (наприклад, 60 ват), ці цифри означають, скільки електрики споживає лампочка. Розділіть відносну інтенсивність лампочки на це число, і ви отримаєте ефективність лампочки щодо інших джерел світла. наприклад:

У лампочки 60 ват з відносною інтенсивністю 6 відносна ефективність дорівнює 6/60 = 0.1.

У лампочки 40 ват з відносною інтенсивністю 1 відносна ефективність дорівнює 1/40 = 0.025.

оскільки 0.1/0.025 = 4, лампочка 60 ват в чотири рази ефективніше перетворює електричний струм в світло. Пам`ятайте, що вона буде споживати більше енергії, ніж лампочка 40 ват, а це обійдеться вам в більш велику суму. Ефективність - це відсоток користі на кожну витрачену грошову одиницю.

Поради

Розрахувавши порівняльну інтенсивність світла, можна виміряти інтенсивність освітленості за допомогою аналогового або цифрового експонометра. Нові цифрові покажчики часу витримки вимірюють інтенсивність в люкс, а старі аналогові - в фут-канделах. 1 фут-кандела = 10.76 люкс.