Pomiar natężenia światła jest ważny podczas projektowania oświetlenia pomieszczenia lub przygotowania do zdjęcia. Termin „intensywność” jest używany na różne sposoby, więc poświęć chwilę, aby dowiedzieć się, jakie jednostki i metody pomiaru odpowiadają Twoim celom. Profesjonalni fotografowie i instalatorzy oświetlenia zwykle używają miernika cyfrowego, ale można również wykonać prosty, porównawczy światłomierz zwany fotometrem Joly.
Kroki
Metoda 1 z 2: Pomiar natężenia światła w pomieszczeniu lub źródle światła
Krok 1. Zapoznaj się z fotometrami, które mierzą luksy i stopoświece
Są to jednostki opisujące natężenie światła na powierzchni lub natężenie oświetlenia. Fotometry, które to mierzą, są zwykle tym, czego ludzie szukają, gdy chcą zorganizować sesję zdjęciową lub sprawdzić, czy pomieszczenie jest zbyt jasne lub zbyt ciemne.
- Niektóre światłomierze są wyspecjalizowane do różnych rodzajów oświetlenia. Na przykład, można uzyskać dokładniejsze wyniki przy pomiarze oświetlenia sodowego.
- Możesz nawet kupić „miernik światła” w sklepach z aplikacjami niektórych urządzeń mobilnych. Najpierw sprawdź recenzje, ponieważ niektóre z tych aplikacji są niedokładne.
- Lux jest współcześnie akceptowanym standardem, ale niektóre urządzenia nadal mierzą w stopoświecach. Użyj tego kalkulatora online, aby dokonać konwersji między nimi.
Krok 2. Umiejętność interpretacji jednostek natężenia oświetlenia
Oto kilka przykładów typowych pomiarów natężenia oświetlenia, które pomogą określić, czy oświetlenie wymaga zmiany:
- Większość prac biurowych wykonuje się wygodnie przy 250-500 luksach (23-46 stopoświec).
- Supermarkety lub miejsca pracy, które wymagają rysowania lub innych prac związanych z detalami, są zazwyczaj oświetlone do 750 – 1000 luksów (70–93 stopoświec). Górna granica tego zakresu odpowiada przestrzeni wewnątrz budynku przy oknie w pogodny, słoneczny dzień.
Krok 3. Zrozumienie lumenów i luminancji
Jeśli etykieta żarówki lub lampy lub reklama wspomina o „lumenach”, opisuje to, ile całkowitej energii jest emitowane jako światło widzialne, pojęcie zwane luminancja. Oto, co musisz wiedzieć:
- „Początkowe lumeny” określają, ile światła zostanie wyemitowane po ustabilizowaniu się światła. Zajmuje to około 100 godzin użytkowania w przypadku lamp fluorescencyjnych i HID.
- „Średnie lumeny” lub „znamionowe lumeny” określają szacowaną średnią luminancję przez cały okres eksploatacji urządzenia. Rzeczywista luminancja będzie jaśniejsza niż ta na początku i stanie się ciemniejsza niż pod koniec zalecanej żywotności źródła światła.
- Aby dowiedzieć się, ile lumenów potrzebujesz, wykonaj powyższe kroki, aby określić, ile świeczek stóp natężenia oświetlenia chcesz w pokoju, i pomnóż przez kwadratową powierzchnię pomieszczenia. Celuj wyżej niż w przypadku pomieszczeń z ciemnymi ścianami, a niżej w przypadku pomieszczeń z innymi głównymi źródłami światła.
Krok 4. Zmierz kąt wiązki i pola
Latarki i inne urządzenia emitujące światło w określonym kierunku można opisać za pomocą tych dwóch dodatkowych terminów. Możesz je znaleźć samodzielnie, korzystając z fotometru mierzącego luksy lub stopoświece oraz za pomocą linijki i kątomierza:
- Trzymaj fotometr bezpośrednio na ścieżce najjaśniejszej wiązki. Poruszaj nim, aż znajdziesz miejsce o maksymalnej intensywności (oświetleniu).
- Pozostając w tej samej odległości od źródła światła, przesuwaj fotometr w jednym kierunku, aż natężenie światła spadnie do 50% maksymalnego poziomu. Użyj napiętego sznurka lub innej linijki, aby zaznaczyć linię od źródła światła do tego punktu.
- Idź w przeciwnym kierunku, aż znajdziesz punkt po przeciwnej stronie belki o maksymalnym oświetleniu 50%. Zaznacz nową linię od tego miejsca.
- Użyj kątomierza, aby zmierzyć kąt między dwiema liniami. Jest to „kąt wiązki” i opisuje kąt oświetlony jasno przez źródło światła.
- Aby znaleźć kąt pola, powtórz te kroki, ale zaznacz dwa miejsca, w których natężenie wiązki osiąga 10% maksymalnego poziomu.
Metoda 2 z 2: Pomiar względnej intensywności za pomocą urządzenia domowej roboty
Krok 1. Użyj tego do porównania źródeł światła
To urządzenie jest łatwe do zbudowania w domu, po małej wyprawie na zakupy. Nazywany „fotometrem Joly” po inwentaryzacji, może być używany do pomiaru względnej intensywności dwóch źródeł światła. Przy odrobinie wiedzy z zakresu fizyki, podanej poniżej, będziesz w stanie odkryć, które z twoich żarówek emitują więcej światła, a także które są najbardziej wydajne ze względu na ilość zużywanej energii.
Pomiary względne nie dają wyniku w jednostkach. Będziesz dokładnie wiedział, jak porównują dwie intensywności światła, ale nie będziesz w stanie powiązać ich z trzecią intensywnością bez powtórzenia eksperymentu
Krok 2. Przetnij płytkę parafiny na pół
Kup paczkę wosku parafinowego w sklepie z narzędziami lub w sklepie spożywczym i wyciągnij jedną płytkę o wadze 0,55 kg. Za pomocą ostrego noża pokrój płytę na dwie równe części.
Powoli przecinaj płytę, aby uniknąć odłamywania się kawałków
Krok 3. Włóż folię aluminiową między kawałki parafiny
Oderwij arkusz folii aluminiowej i połóż go na jednym z dwóch kawałków parafiny, całkowicie pokrywając górną powierzchnię. Połóż drugi kawałek parafiny na wierzchu aluminium.
Krok 4. Obróć „kanapkę” pionowo
Aby to urządzenie działało, musimy postawić je na jego końcu, aby arkusz folii pośrodku był pionowy. Jeśli Twój wosk nie stoi sam, możesz na razie trzymać go poziomo. Pamiętaj tylko, że pudełko, które będziesz konstruować, powinno być zaprojektowane tak, aby utrzymać wosk w pozycji pionowej.
Możesz użyć dwóch gumek do trzymania bloku razem. Połóż jedną u góry kanapki, a drugą u dołu
Krok 5. Wytnij trzy okna w kartonowe pudełko
Wybierz pudełko wystarczająco duże, aby pomieścić blok woskowy. Opakowanie, w którym sprzedawano wosk, często się sprawdza. Użyj linijki i nożyczek, aby wyciąć trzy okienka w pudełku:
- Wytnij dwa okna po przeciwnych stronach, dokładnie tego samego rozmiaru. W każdym oknie będzie widoczna inna połowa parafiny, po umieszczeniu bloku w środku.
- Wytnij trzecie okno dowolnego rozmiaru z przodu pudełka. Powinno to być wyśrodkowane, aby można było zobaczyć obie połówki bloku parafinowego po obu stronach folii aluminiowej.
Krok 6. Umieść parafinę w pudełku
Trzymaj folię aluminiową pomiędzy dwoma blokami parafiny w pozycji pionowej. Być może będziesz musiał użyć taśmy, małych kawałków kartonu lub obu, aby utrzymać bloki wosku w pozycji pionowej i równoległej do przeciwległych boków z okienkami i dotykać folii między nimi.
Jeśli pudełko jest otwarte od góry, przykryj je innym kawałkiem kartonu lub inną barierą blokującą światło
Krok 7. Wybierz źródło światła „punkt odniesienia”
Wybierz jedno ze źródeł światła, które będziesz porównywać jako „standardową świecę”, której użyjesz jako podstawy intensywności. Jeśli porównujesz więcej niż dwa źródła światła, użyjesz tego źródła światła podczas każdego porównania.
Krok 8. Ułóż dwa źródła światła w linii prostej
Umieść dwie żarówki, diody LED lub inne źródła światła na płaskiej powierzchni w linii prostej. Odległość między nimi powinna być znacznie większa niż szerokość wykonanego pudełka.
Krok 9. Umieść fotometr między źródłami światła
Fotometr powinien znajdować się dokładnie na tej samej wysokości co źródła światła, aby światła całkowicie oświetlały bloki wosku przez boczne szyby. Pamiętaj, że źródła światła powinny znajdować się w odpowiedniej odległości, aby umożliwić równomierne oświetlenie.
Krok 10. Wyłącz wszystkie inne światła w pokoju
Zamknij wszystkie okna, rolety lub rolety, aby tylko światło z testowych źródeł światła padało na klocki.
Krok 11. Wyreguluj pudełko, aż oba bloki wosku będą równie jasne
Przesuń fotometr w stronę ze ściemniaczem woskowym. Obserwuj przez przednie okienko, jak dopasowujesz położenie pudełka i zatrzymaj się, gdy oba bloki wosku wydają się równie jasne.
Krok 12. Zmierz odległość między fotometrem a każdym źródłem światła
Użyj taśmy mierniczej, aby zmierzyć odległość od folii aluminiowej do wybranego "punktu odniesienia" źródła światła. Nazwiemy to d1. Zapisz to, a następnie zmierz odległość od folii aluminiowej do źródła światła po przeciwnej stronie, d2.
Możesz zmierzyć odległość za pomocą dowolnej jednostki, ale nie mieszaj ich. Na przykład, jeśli miara jest wyrażona w stopach i calach, przekonwertuj wynik tak, aby używał tylko cali
Krok 13. Zrozum związaną z tym fizykę
Jasność bloków zmniejsza się wraz z kwadratem odległości, ponieważ mierzymy ilość światła, które pada na dwuwymiarowy obszar, ale światło promieniuje przez trójwymiarową objętość. Innymi słowy, gdy źródło światła oddala się dwa razy dalej (x2), wytwarzane przez nie światło jest czterokrotnie większe (x22). Możemy zapisać jasność jako „I / d2
- I to intensywność, a d to odległość, tak jak użyliśmy ich w poprzednich krokach,
- Technicznie rzecz biorąc, to, co opisaliśmy jako jasność, jest określane jako oświetlenie w tym kontekście.
Krok 14. Wykorzystaj tę wiedzę, aby ustalić względną intensywność
Gdy oba bloki wydają się równie jasne, ich „oświetlenie” jest równe. Możemy zapisać to jako formułę, a następnie zmienić to, aby rozwiązać I2, lub względna intensywność drugiego źródła światła:
- i1/D12 = I2/D22
- i2 = I1(d22/D12)
- Ponieważ mierzymy tylko względną intensywność lub sposób ich porównania, możemy po prostu powiedzieć I1 = 1. To sprawi, że nasz wzór będzie prosty: I2 = d22/D12
- Na przykład powiedzmy odległość d1 do naszego punktu odniesienia źródło światła wynosi 2 stopy (0,6 metra), a odległość d2 do naszego drugiego źródła światła jest 5 stóp (1,5 metra):
- i2 = 52/22 = 25/4 = 6.25
- Drugie źródło światła ma intensywność 6,25 razy większy niż pierwsze źródło światła.
Krok 15. Oblicz wydajność
Jeśli używasz żarówek z zaznaczoną mocą, np. „60 W” dla „60 watów”, to ilość energii elektrycznej zużywa żarówka. Podziel względną intensywność żarówki przez tę moc, aby dowiedzieć się, jak wydajna jest żarówka w porównaniu z innymi źródłami światła. Na przykład:
- 60-watowa żarówka o względnej intensywności 6 ma względną wydajność 6/60 = 0,1.
- 40-watowa żarówka o względnej intensywności 1 ma względną wydajność 1/40 = 0,025.
- Ponieważ 0,1/0,025 = 4, żarówka o mocy 60 W jest czterokrotnie wydajniejsza w przekształcaniu energii elektrycznej w światło. Pamiętaj, że nadal będzie zużywać więcej mocy niż żarówka 40 W, a tym samym będzie kosztować więcej pieniędzy; wydajność po prostu mówi ci, ile "huku za swoje pieniądze" otrzymujesz.
