SI egységek | kandela (cd) |
---|---|
Dimenzió | J |
Természet | Szögeloszlás kiterjedt |
Szokásos szimbólum | vagy |
Link más méretekhez |
A fényintenzitás olyan mennyiség, amely kifejezi egy pontfényforrás adott irányú megvilágításának képességét.
Ez egy fotometrikus mennyiség . Az elektromágneses sugárzást , amely a fény , szintén nem érzékeli az emberi látás ; expresszáló fényintenzitás magában súlyozásával hullámhossz a spektrális fény hatásfok funkciót is, amely az emberi vizuális érzékenységet.
A nemzetközi mértékegység-rendszerben a fényerősséget kandelákban ( cd ) mérik , az egyik alapegységet; a fényerőből határozható meg . Az intenzitást nem közvetlenül mérik; de az idők során több szempontból is képesek voltunk meghatározni egy szabványt . Elsősorban a világító megvilágítás kiszámítására és a lámpatest vagy a megvilágított felület által kibocsátott fény eloszlásának meghatározására szolgál az iránynak megfelelően.
Figyelembe véve a meghatározása luminancia és geometriai mértékben , a fényerősség a következőképpen fejezhető ki:
hol van a felületi elemnek megfelelő elemi intenzitás , az a csapágyirány és a forrásfelület közötti normális szög, valamint egy tetszőleges kezdőponthoz viszonyított hosszúsági szög.
Az átlagos fényerősség a véges térszög intervallum expresszálódik a fényáram a jelen szöget:
Ezt a kifejezést a formában helytelenül írják , így levezetésre utal. Az arany független (ez egy áramlás ) és ezért .
Az emberi szem az elektromágneses spektrum (a látható tartomány ) csak egy kis részére érzékeny, és nem azonos az érzékenysége a különböző hullámhosszakra, amelyekre érzékeny. Világos környezetben (nappali látás, fotopikusnak nevezik ) az emberi szem a zöld-sárga érzékelésének megfelelő hullámhossztartományra érzékeny , 555 nanométer körüli . Így a radiometriában két azonos sugárzási teljesítményű fényforrás , amely a megfigyelőtől azonos távolságban helyezkedik el, nem feltétlenül azonos a fényintenzitással a fotometriában . A zöld-sárga színben sugárzó monokromatikus forrás fényérzékenysége nagyobb lesz, mint a vörösben vagy a kékben sugárzó fény .
Sötétebb környezetben az emberi látás már nem különbözteti meg a színeket, és a relatív spektrális érzékenység a kék felé tolódik el. Szkotóp látásról beszélünk . A fényesség két területe között mesopikus látásról beszélünk .
Eltérő rendelkezés hiányában a fényintenzitás a fotopikus látómezőhöz kapcsolódik.
A definícióból levezetést kapunk egy felületi elem intenzitása és a megvilágítás megvilágítása között , merőlegesen a fluxus irányára, a forrástól d távolságra. A felületi elem elfog egy szöget
ebből kifolyólag
Mivel a megvilágítás megegyezik a felületi elem elemi fluxusának hányadosával, a fluxus szorzat , és
Ha a felületi elem nem merőleges a fluxusra, az utóbbi ferdén oszlik el, és a megvilágítás
hol van a szög a felületi elem és a fényáram iránya között.
A végtelen forrásnak látszólagos fényereje van, de nulla, a fénysugarak párhuzamosak. Ezután a fényerőt az eloszlások értelmében definiáljuk a orientációs nyaláb Dirac-eloszlásainak szorzataként . A fényintenzitást továbbra is a következők határozzák meg:
Ez a helyzet a világításnál, a nap vagy a hold fényénél; a közvetlenül kitett felületek világító megvilágítása akkor ismert , különféle körülmények között. A csillagászat , a látszólagos nagysága a csillagok határozzák meg a besugárzott , függetlenül a részét a látható sugárzás.
A világítótestek, a fényt visszaverő megvilágított felületek és általában a fényforrások nem minden irányban egyforma intenzitással világítanak. Egy forrás kibocsátási mutatója arányos egy olyan területtel, amelynek a forrástól való távolsága önmagában arányos az azonos irányú fényintenzitással. Ezen a görbén az origónál lévő pont hossza a fényerőt képviseli . A normalizálás kivételével ez a diagram megfelel a szögeloszlás fogalmának .
Ahhoz, hogy valódi forrásként létrehozhassa, hozzá kell asszimilálni egy pontforráshoz; megmérik a forrástól kellően távol elhelyezett felületi elem átlagos megvilágítását , és ebből az értékből számítják ki a kibocsátás intenzitását. A diagram gyakran intenzitást mutat a fő irányban látotthoz képest. A digitális használat inkább szabványosítást igényel fél térben, a szabvány meghatározása
A fényintenzitás adott irányban történő ismerete lehetővé teszi a forrástól távol elhelyezkedő felületi elem megvilágításának kiszámítását . A felület helyzete a poláris koordinátarendszerben a forrás tengelyei alapján megadja az irányt és a távolságot. Az irány kibocsátási mutatója adja meg az intenzitást.
Az intenzitás és a megvilágítás közötti összefüggést már jelezték. Ha a megvilágított felület nem merőleges a forrás irányára, akkor figyelembe kell venni a felületi jellemzőre merőleges és a forrás iránya közötti szöget .
Ha több forrás járul hozzá egy felületi elem megvilágításához, hozzáadja az egyes számítások eredményét.
Vagy a világítástervezőknek, vagy a háromdimenziós modellezésre szánt szoftver automatikusan elvégzi ezeket a számításokat.
A fényáram egy izotróp fényforrás egyenletesen oszlik el, annak fényerősség azonos minden irányban. A szilárd szög kibocsátás Szteradián , ami a következő összefüggés közötti fluxus és a fény intenzitása bármely irányban: . A boríték annak mutató egy gömb , általában által képviselt körkörös részén .
Ortotrop fényforrásAz ortotrop fényforrás fényereje minden irányban azonos. A mutató meghatározása a következő :. Ez a helyzet a diffúz források esetében, amelyek tiszteletben tartják Lambert törvényét.
Parabolikus indikátorNéhány fénykibocsátó dióda világító rendszer parabolikus alakú jelzővel rendelkezik.
A fényintenzitás mértéke a kandela ( cd ). A kandela a Nemzetközi Rendszer (SI) hét alapegységének egyike .
„A kandela, a cd szimbólum, a fényintenzitás SI-egysége egy adott irányban. Ez határozza meg figyelembe véve a rögzített numerikus értékét a fényhasznosítása monokromatikus sugárzás a frekvencia 540 × 10 12 hertz , K cd egyenlő 683, ha kifejezett lm W -1 , egység egyenlő a CD sr W -1 , vagy CD sr kg −1 m −2 s 3 , a kilogrammot, a métert és a másodikat h , c és Δν Cs függvényében definiáljuk . "
Az egység meghatározásának finomítása ellenére a fotometriai mennyiségek mérése továbbra is függ az alkalmazott technikai eszközöktől. A spektrális fényhatékonyság függvényében a szűrők megvalósítása , a hőmérséklet mérése a sugárzás energiaméréseihez körülbelül 1% -ra korlátozza a tényleges pontosságot. Ez a pontosság sokkal alacsonyabb, mint az emberi képesség a jelenet megvilágításának változásának észlelésére.
A gyertya fényintenzitása vízszintes irányban egy kandela nagyságrendű.
Az 1948-ban létrehozott kandela meghatározása előtt több egység sikeres volt vagy együtt létezett, különféle szabványos fényforrásokat használva referenciaként: ezek mind elavultak.
Ha az egy lumen fényáramának teljes ereje koncentrálódik és egyenletesen oszlik el egy szteradián szögletes kúpban , akkor a fényintenzitás ebben a kúpban megegyezik az átlagos értékkel, és meghatározása szerint egy kandela. Ha megváltoztatjuk az optikai eszközt, hogy ezt a nyalábot egy szteradián tizedére koncentráljuk, akkor a kúpban a fényerősség tíz kandelára növekszik. Állandó fényáram mellett minél nagyobb a fényintenzitás, annál keskenyebb a fénysugár.