Avui us explicarem tot sobre la fórmula d'il·luminació per a zones obertes i interiors, així com donarem la magnitud del flux lluminós en diferents circumstàncies.
Espelma i filador
Abans de l'electrificació generalitzada, la font de llum era el sol, la lluna, el foc i l'espelma. Els científics ja al segle XV van ser capaços de crear un sistema de lents per millorar la il·luminació, però la majoria de la gent treballava i vivia a la llum de les espelmes.
Alguns van sentir pena per gastar diners en llums de cera, o simplement no estava disponible aquesta manera d'allargar el dia. Després van utilitzar opcions de combustible alternatives: oli, greix animal, fusta. Per exemple, les camperoles russes del carril mitjà han estat teixint lli tota la vida a la llum d'una torxa. El lector pot preguntar-se: "Per què s'havia de fer això a la nit?" Després de tot, el coeficient de llum natural durant el dia és molt més alt. El cas és que durant el dia, les pageses tenien moltes altres preocupacions. A més, el procés de teixit és molt minuciós i requereix tranquil·litat. Per a les dones era important que ningú trepitgés la tela, perquè els nens no confonguessin els fils i els homes no distreguessin l'atenció.
Però amb una vida així hi ha un perill: el flux lluminós (formulemdonar una mica més baix) de la torxa és molt baixa. Els ulls es van tensar i les dones ràpidament van perdre la vista.
Il·luminació i aprenentatge
Quan els alumnes de primer van a l'escola el primer de setembre, esperen miracles amb il·lusió. Són capturats pel regle, flors, forma bella. Els interessa com serà el seu professor, amb qui s'asseuran al mateix escriptori. I una persona recorda aquests sentiments per a la resta de la seva vida.
Però els adults, a l'hora d'enviar els seus fills a l'escola, haurien de pensar en coses més prosaiques que no pas en el plaer o la decepció. Els pares i els professors estan preocupats per la comoditat de l'escriptori, la mida de l'aula, la qualitat del guix i la fórmula d'il·luminació a l'aula. Aquests indicadors tenen normes per a nens de totes les edats. Per tant, els escolars haurien d'agrair que la gent hagi pensat per endavant no només el currículum, sinó també la part material del tema.
Il·luminació i treball
No debades les escoles fan inspeccions en les quals s'aplica una fórmula per calcular la il·luminació de les sales per a les classes. Els nens de deu o onze anys no fan més que llegir i escriure. Després fan els deures al vespre, de nou sense separar-se de bolígrafs, quaderns i llibres de text. Després d'això, els adolescents moderns també s'adhereixen a una varietat de pantalles. Com a resultat, tota la vida d'un escolar està associada a una càrrega visual. Però l'escola és només el començament de la vida. A més, tota aquesta gent està esperant una universitat i feina.
Cada tipus de treball requereix la seva pròpia sortida de llum. La fórmula de càlcul sempre ho té en compteuna persona fa 8 hores al dia. Per exemple, un rellotger o joier ha de tenir en compte els detalls més petits i les tonalitats de colors. Per tant, el lloc de treball de les persones d'aquesta professió requereix làmpades grans i brillants. Un botànic que estudia les plantes de la selva tropical, per contra, necessita romandre constantment al crepuscle. Les orquídies i les bromeliades estan acostumades al fet que el nivell superior dels arbres pren gairebé tota la llum del sol.
Fórmula
Vent directament a la fórmula d'il·luminació. La seva expressió matemàtica és així:
Eυ=dΦυ / dσ.
Mirem més de prop l'expressió. Òbviament, Eυ és la il·luminació, llavors Φυ és el flux lluminós i σ és una petita unitat d'àrea sobre la qual cau el flux. Es pot veure que E és un valor integral. Això vol dir que es consideren segments i peces molt petites. És a dir, els científics resumeixen la il·luminació de totes aquestes petites àrees per obtenir el resultat final. La unitat d'il·luminació és lux. El significat físic d'un lux és aquest flux lluminós, per al qual hi ha un lumen per metre quadrat. Lumen, al seu torn, és un valor molt específic. Denota el flux lluminós emès per una font isòtropa puntual (per tant, llum monocromàtica). La intensitat lluminosa d'aquesta font és igual a una candela per angle sòlid d'un esteradià. La unitat d'il·luminació és un valor complex que inclou el concepte de "candela". El significat físic de l'última definició és el següent: la intensitat de la llum en una direcció coneguda d'una font queemet radiació monocromàtica amb una freqüència de 540 1012 Hz (la longitud d'ona es troba a la regió visible de l'espectre) i la intensitat energètica de la llum és d'1/683 W/sr.
Conceptes lleugers
Per descomptat, tots aquests conceptes a primera vista semblen un cavall esfèric al buit. Aquestes fonts no existeixen a la natura. I el lector atent es farà la pregunta: "Per què és necessari?" Però els físics tenen la necessitat de comparar. Per tant, han d'introduir determinades normes que s'han de guiar. La fórmula d'il·luminació és senzilla, però moltes coses poden quedar poc clares. Desglossem-ho.
Índex "υ"
Índex υ significa que el valor no és del tot fotomètric. I això es deu al fet que les capacitats humanes són limitades. Per exemple, l'ull només percep l'espectre visible de la radiació electromagnètica. A més, la gent veu molt millor la part central d'aquesta escala (es refereix al color verd) que les zones marginals (vermell i morat). És a dir, de fet, una persona no percep el 100% dels fotons de color groc o blau. Al mateix temps, hi ha dispositius que no tenen aquest error. Els valors reduïts sobre els quals opera la fórmula d'il·luminació (flux lluminós, per exemple) i que es denoten amb la lletra grega "υ", es corregeixen per a la visió humana.
Generador de radiació monocromàtica
A la base, com s'ha esmentat anteriorment, hi ha el nombre de fotons amb una certa longitudones que s'emeten en una determinada direcció per unitat de temps. Fins i tot el làser més monocromàtic té una certa distribució de longituds d'ona. I sens dubte ha d'estar en alguna cosa. Això vol dir que els fotons no s'emeten en totes direccions. Però a la fórmula hi ha una cosa com una "font puntual de llum". Aquest és un altre model dissenyat per unificar un valor determinat. I no es pot anomenar així un sol objecte de l'univers. Per tant, una font de llum puntual és un generador de fotons que emet un nombre igual de quants de camp electromagnètic en totes direccions, la seva mida és igual a un punt matemàtic. Tanmateix, hi ha un truc, pot convertir un objecte real en una font puntual: si la distància a la qual arriben els fotons és molt gran en comparació amb la mida del generador. Així, la nostra estrella central, el Sol, és un disc, però les estrelles llunyanes són punts.
Arbor, bé, parc
Segur que un lector atent es va adonar del següent: en un dia assolellat, una zona oberta sembla molt més il·luminada que un clar o una gespa tancada per un costat. Per tant, la vora del mar és tan atractiva: sempre hi fa sol i calor. Però fins i tot una gran clariana al bosc és més fosca i freda. I el pou poc profund està mal il·luminat el dia més brillant. Això es deu al fet que si una persona només veu una part del cel, menys fotons arriben al seu ull. El coeficient d'il·luminació natural es calcula com la relació entre el flux de llum de tot el cel a l'àrea visible.
Cercle, oval, angle
Tots aquestsEls conceptes estan relacionats amb la geometria. Però ara parlarem d'un fenomen que està directament relacionat amb la fórmula de la il·luminació i, en conseqüència, amb la física. Fins a aquest punt, es suposava que la llum cau a la superfície perpendicularment, estrictament cap avall. Això, per descomptat, també és una aproximació. En aquesta condició, la distància de la font de llum significa la caiguda de la il·luminació en proporció al quadrat de la distància. Així, les estrelles que una persona veu a ull nu al cel o bé estan situades no tan lluny de nos altres (totes pertanyen a la galàxia de la Via Làctia) o molt brillants. Però si la llum incideix en la superfície amb un angle, les coses són diferents.
Penseu en una llanterna. Dóna un punt de llum rodó quan es dirigeix estrictament perpendicular a la paret. Si l'inclineu, el punt canviarà de forma a un oval. Com sabeu per la geometria, un oval té una àrea més gran. I com que la llanterna segueix sent la mateixa, vol dir que la intensitat de la llum és la mateixa, però està, per dir-ho, "untada" sobre una gran àrea. La intensitat de la llum depèn de l'angle d'incidència segons la llei del cosinus.
Primavera, hivern, tardor
El títol sembla el títol d'una pel·lícula preciosa. Però la presència de les estacions depèn directament de l'angle en què la llum cau en el seu punt més alt de la superfície del planeta. I de moment no es tracta només de la Terra. Les estacions existeixen en qualsevol objecte del sistema solar l'eix de rotació del qual està inclinat respecte a l'eclíptica (per exemple, a Mart). El lector probablement ja ho ha endevinat: com més gran és l'angle d'inclinació, menys fotons per quilòmetre quadrat de superfície per segon. I quela temporada serà més freda. En el moment de la major desviació del planeta a l'hemisferi, l'hivern regna, en el moment de menys: l'estiu.
Cifres i fets
Per no ser infundat, aquí teniu algunes dades. Us avisem: tots estan de mitjana i no són aptes per resoldre problemes concrets. A més, hi ha directoris d'il·luminació superficial per diferents tipus de fonts. És millor consultar-los quan feu càlculs.
- A una distància del Sol a qualsevol punt de l'espai, que és aproximadament igual a la distància a la Terra, la il·luminació és de cent trenta-cinc mil lux.
- El nostre planeta té una atmosfera que absorbeix part de la radiació. Per tant, la superfície de la terra s'il·lumina amb un màxim de cent mil lux.
- Les latituds mitjanes d'estiu s'il·luminen al migdia per disset mil lux amb temps clar i per quinze mil lux amb temps ennuvolat.
- En una nit de lluna plena, la il·luminació és de dues dècimes de lux. La llum de les estrelles en una nit sense lluna és només una o dues mil·lèsimes de lux.
- Llegir un llibre requereix almenys entre trenta i cinquanta lux d'il·luminació.
- Quan una persona mira una pel·lícula al cinema, el flux lluminós és d'uns cent lux. Les escenes més fosques tindran un indicador de vuitanta lux, i la imatge d'un dia assolellat brillant "tirarà" cent vint.
- La posta de sol o la sortida del sol sobre el mar donaran una il·luminació d'uns mil lux. Al mateix temps, a una profunditat de cinquanta metres, la il·luminació serà d'uns 20 lux. L'aigua absorbeix molt bé la llum del sol.
