Блог отличного настроения!

В ЧОМУ ВИМІРЮЄТЬСЯ ЯСКРАВІСТЬ СВІТЛА

Яскравість світла — це фізична величина, яка характеризує світловий потік, що випромінюється або відбивається поверхнею в заданому напрямку. Вона вимірюється в одиницях, які називаються канделами (кд) на метр квадратний (м²).

Кандела (кд) — це основна одиниця яскравості в Міжнародній системі одиниць (СІ). Вона визначається як яскравість джерела світла, яке випромінює монохроматичне світло з частотою 540 терагерц, і має інтенсивність світлового потоку в заданому напрямку, рівну 1/683 ват на стерадіан.

Стерадіан (ср) — це одиниця вимірювання тілесного кута. Вона визначається як тілесний кут, вершиною якого є центр сфери, і який вирізає на поверхні сфери площину площею, що дорівнює квадрату радіуса сфери.

Отже, яскравість світла (L) вимірюється в канделах на метр квадратний (кд/м²), де:

  • L — яскравість світла в канделах на метр квадратний
  • I — інтенсивність світлового потоку в заданому напрямку в ватах на стерадіан
  • A — площа поверхні, з якої виходить світловий потік, в метрах квадратних

Важливо відзначити, що яскравість світла залежить не тільки від його інтенсивності, але й від площі поверхні, з якої світло випромінюється або відбивається. Наприклад, джерело світла з низькою інтенсивністю може здаватися яскравішим, якщо воно випромінює світло з меншої площі.

Яскравість світла має велике значення в різних сферах, таких як:

  • Архітектура та дизайн інтер'єру: визначення відповідного рівня освітленості для комфорту та безпеки
  • Фотографія та кінематографія: регулювання освітлення для досягнення бажаного візуального ефекту
  • Медицина: оцінка зору та діагностика очних захворювань

Розуміння того, як вимірюється яскравість світла, є важливим для ефективного використання світла в різних областях.

Яскравість світла

Яскравість є характеристикою світла, яка визначає, наскільки інтенсивно воно сприймається людським оком. Природа вимірює яскравість за допомогою одиниці діоптрія, яка визначає силу оптичної лінзи, необхідної для фокусування променя світла на сітківці ока. У фізиці одиницею яскравості є кандела (кд), яка визначається як сила світла, випромінюваного з площі в 1 квадратний метр з інтенсивністю в 1 люмен на стерадіан просторового кута.

Люмен є одиницею світлового потоку, вимірюваного в люменах (лм). Він визначається як кількість світла, випромінюваного в усіх напрямках на відстані одного стерадіана від точки, що випромінює світло. Стерадіан — це одиниця для вимірювання просторового кута, яка дорівнює площі сферичної поверхні з радіусом 1 метр, перерізаній на її полюсах.

Інтенсивність світла може змінюватися залежно від довжини хвилі світла. Людське око має максимальну чутливість до довжин хвиль близько 555 нанометрів, що відповідає зеленій частині спектру. Тому одиниця кандела визначена таким чином, щоб відповідати сприйнятливості ока до цього конкретного кольору.

Яскравість світла грає важливу роль в таких областях, як освітлення, фотографія та астрофізика. У сфері освітлення рівень яскравості повинен бути достатнім для забезпечення видимості, але не настільки інтенсивним, щоб викликати дискомфорт або негативний вплив на здоров'я. У фотографії яскравість визначає експозицію зображення, регулюючи кількість світла, що потрапляє на камеру. У астрофізиці яскравість зоряних об'єктів використовується для оцінки їх маси та світності.

Вимірювання яскравості світла здійснюється за допомогою різних приладів, таких як фотометри та люксметри. Фотометри вимірюють загальну кількість світла, що надходить від джерела, а люксметри вимірюють яскравість світла на певній площі.

Варто зазначити, що яскравість світла відрізняється від яскравості кольору. Яскравість кольору — це суб'єктивне сприйняття інтенсивності кольору, яке залежить від таких факторів, як спектральний склад світла, його оточення та фізіології спостерігача.

Думки експертів

Яна Петренко, доктор фізичних наук

В чому вимірюється яскравість світла?

Яскравість світла, як і багато інших фізичних величин, вимірюється в певних одиницях СІ (Міжнародної системи одиниць). В даному випадку для кількісної оцінки яскравості світлового джерела або поверхні, що відбиває світло, використовується одиниця, яка називається кандела на квадратний метр (кд/м²).

Визначення кандели

Кандела (кд) є основною одиницею СІ для яскравості світла. Вона визначається як світлова інтенсивність у заданому напрямку від джерела, що випромінює монохроматичне світло частотою 540×10¹² герц, і має енергетичну силу в цьому напрямку 1/683 вата на стерадіан.

Стерадіан

Стерадіан (ср) — це одиниця вимірювання тілесного кута. Вона визначається як кут, центр якого знаходиться у вершині конуса, а площа поверхні основи дорівнює квадрату радіуса конуса. Повна сфера має тілесний кут 4π стерадіан.

Як виміряти яскравість світла

Вимірювання яскравості світла здійснюється за допомогою спеціальних приладів, які називаються люксметрами. Люксметри визначають освітленість поверхні, яка розраховується як кількість світлового потоку, що падає на одиницю площі. Освітленість вимірюється в люксах (лк), де 1 люкс дорівнює 1 люмену на квадратний метр.

Однак важливо зазначити, що освітленість не є тим самим, що яскравість. Освітленість описує кількість світла, що падає на поверхню, тоді як яскравість характеризує, наскільки яскравим здається джерело світла або поверхня спостерігачеві.

Вплив довжини хвилі на яскравість

Людське око має різну чутливість до світла різних довжин хвиль. Максимальна чутливість ока відповідає довжині хвилі зеленого світла (приблизно 555 нанометрів). Тому світло з однаковою енергією, але з різною довжиною хвилі, сприйматиметься як різне за яскравістю.

Яскравість світла вимірюється в канделах на квадратний метр (кд/м²). Ця одиниця враховує як інтенсивність світла, так і напрямок його поширення. Для вимірювання яскравості використовуються люксметри, які визначають освітленість поверхні. Проте слід пам'ятати, що освітленість не є тим самим, що яскравість, оскільки остання також залежить від довжини хвилі світла.

Відповіді на питання

Запитання 1: Яка одиниця вимірювання яскравості світла в системі СІ?

Відповідь: Кандела (кд)

Запитання 2: Що таке кандела і як вона визначається?

Відповідь: Кандела — це базова одиниця вимірювання світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ). Вона визначається як світловий потік, що випромінюється в перпендикулярному напрямку з поверхні в 1/600 000 квадратного метра абсолютно чорного тіла за температури замерзання платини (2042,5 К).

Запитання 3: Що таке люмен і як він пов'язаний з канделою?

Відповідь: Люмен (лм) — це похідна одиниця вимірювання світлового потоку. Він визначається як світловий потік, що випромінюється в підпросторі тілесного кута в один стерадіан від точкового джерела світла з інтенсивністю в одну канделу. Кандела і люмен пов'язані за формулою: 1 кандела = 4π люмен.

Запитання 4: Що таке ніт і як він визначається?

Відповідь: Ніт (нт) — це одиниця вимірювання яскравості поверхні. Він визначається як світловий потік в один люмен, що випромінюється з площі в один квадратний метр. Кандела і ніт пов'язані за формулою: 1 кандела на квадратний метр = 1 ніт.

Запитання 5: Які factors можуть впливати на яскравість світла?

Відповідь: Яскравість світла може бути вплинута численними factors, зокрема:

  • Інтенсивність джерела світла (вимірюється в канделах)
  • Розмір і форма джерела світла
  • Відстань від джерела світла
  • Кут спостереження
  • Різниця у прозорості середовища, через яке проходить світло
  • Колірні характеристики джерела світла

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *