Rumus iluminansi

Categories: Nama kategori.

Jan 30, 2018 // By: // No Comment

Iluminasi Rumus untuk menentukan iluminasi.

Iluminasi - kuantitas fisik yang mencirikan iluminasi permukaan yang disebabkan oleh fluks cahaya yang terjadi di permukaan ini. Iluminasi diukur dalam Luxes (SI) dan dilambangkan dengan huruf E.

1 suite = 1 lumen per meter persegi. Unit pengukuran iluminasi di GHS adalah fot (satu foto sama dengan 10.000 lux).

Penerangannya berbanding lurus dengan intensitas cahaya yang berasal dari sumber cahaya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumbernya.

Ketika sinar cahaya jatuh sepanjang garis singgung ke permukaan yang diterangi, iluminasi berkurang sebanding dengan kosinus sudut kejadian sinar.

Rumus untuk menentukan iluminasi

Iluminasi dapat dihitung dengan rumus:

Pada peralatan fotografi untuk menentukan paparan (paparan dan aperture), iluminasi diukur dengan meteran eksposur, luximeter digunakan dalam fotometri.

Apa itu iluminasi

Setiap sumber cahaya adalah sumber fluks cahaya, dan semakin besar fluks cahaya yang menyentuh permukaan benda yang diterangi, semakin baik benda ini terlihat. Jumlah fisik, yang secara numerik sama dengan fluks cahaya yang jatuh per satuan luas permukaan yang diterangi, disebut penerangan.

Penerangan dilambangkan dengan simbol E, dan nilainya ditemukan dengan rumus E = Φ / S, dimana Φ adalah fluks cahaya, dan S adalah luas permukaan yang diterangi. Dalam sistem SI, iluminasi diukur dalam Luxs (Lk), dan satu Lux adalah iluminasi dimana fluks bercahaya yang terjadi pada satu meter persegi tubuh yang diterangi sama dengan satu Lumen. Itu 1 Lux = 1 Lumen / 1 Sq.m.

Sebagai contoh, kita memberi beberapa nilai khas iluminasi:

1

Hari yang cerah di garis lintang tengah adalah 100.000 lux;

Hari mendung di garis lintang tengah - 1000 Lx;

Ruang terang, diterangi oleh sinar matahari - 100 Lx;

Pencahayaan buatan di jalan - sampai 4 Lx;

Cahaya di malam hari dengan bulan purnama - 0,2 Lx;

Cahaya langit berbintang pada malam tanpa bulan gelap adalah 0,0003 Lx.

Bayangkan Anda sedang duduk di ruangan gelap dengan senter, dan mencoba membaca buku. Untuk bacaan, iluminasi tidak kurang dari 30 Lx. Apa yang akan kamu lakukan Pertama, Anda membawa senter lebih dekat ke buku, maka iluminasi itu terkait dengan jarak dari sumber cahaya ke objek yang diterangi. Kedua, Anda menempatkan senter di sudut kanan ke teks, yang berarti bahwa iluminasi bergantung pada sudut di mana permukaan yang diberikan menyala. Ketiga, Anda bisa mendapatkan senter yang lebih kuat, karena jelas bahwa iluminasi lebih banyak, semakin tinggi daya cahaya sumbernya.

Mari kita asumsikan bahwa fluks cahaya menyentuh layar yang berada pada jarak tertentu dari sumber cahaya. Mari kita tingkatkan jarak ini dua kali, maka bagian permukaan yang diterangi akan meningkat dengan faktor 4. Karena Ε = Φ / S, iluminasi juga menurun dengan faktor 4. Artinya, iluminasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari titik sumber cahaya ke benda yang diterangi.

Ketika sinar lampu jatuh pada sudut kanan ke permukaan, fluks cahaya didistribusikan di atas area terkecil, jika sudutnya meningkat, area akan meningkat, masing-masing, pencahayaan akan berkurang.

Seperti disebutkan di atas, iluminasi berhubungan langsung dengan kekuatan cahaya, dan semakin besar intensitas cahaya, semakin besar iluminasi. Telah dikembangkan secara eksperimental untuk waktu yang lama bahwa iluminasi berbanding lurus dengan kekuatan sumber cahaya.

Tentu saja, iluminasi berkurang jika cahaya terhambat oleh partikel kabut, asap atau debu, namun jika permukaan yang diterangi berada pada sudut yang benar pada cahaya sumber dan cahaya menyebar melalui udara yang bening dan transparan, maka iluminasi ditentukan secara langsung oleh rumus E = I / R2, dimana saya adalah kekuatan cahaya, dan R adalah jarak dari sumber cahaya ke benda yang diterangi.

Di Amerika dan Inggris, gunakan unit pengukuran iluminasi lumen per kaki persegi atau kaki candela, sebagai unit iluminasi dari sumber yang memiliki kekuatan cahaya dalam satu candel dan terletak satu kaki dari permukaan yang diterangi.

Periset telah membuktikan bahwa melalui retina mata manusia, cahaya mempengaruhi proses yang terjadi di otak. Untuk alasan ini, pencahayaan yang tidak mencukupi menyebabkan kantuk, menghambat kemampuan bekerja, dan pencahayaan yang berlebihan - sebaliknya, mengasyikkan, membantu memasukkan sumber daya tubuh tambahan, namun memakainya jika hal ini tidak dapat dibenarkan.

Selama pengoperasian instalasi pencahayaan sehari-hari, penurunan iluminasi dimungkinkan, oleh karena itu, untuk mengimbangi kekurangan ini, faktor keamanan khusus diperkenalkan pada tahap desain instalasi pencahayaan. Ini memperhitungkan penurunan pencahayaan dan kecerahan selama pengoperasian perangkat pencahayaan karena kontaminasi, kehilangan pemantulan dan sifat pemancar elemen reflektif, optik, dan elemen lain dari perangkat pencahayaan buatan. Polusi permukaan, kegagalan lampu, semua faktor ini diperhitungkan.

Untuk penerangan alami, faktor reduksi KEO (faktor ringan alami) diperkenalkan, karena dalam perjalanan waktu, pengisi tembus cahaya dapat terkontaminasi, dan permukaan yang memantulkan permukaan dapat terkontaminasi.

Standar Eropa mendefinisikan standar iluminasi untuk kondisi yang berbeda, misalnya, jika kantor tidak perlu mempertimbangkan komponen kecil, maka 300 Lk sudah mencukupi, jika orang bekerja di komputer, disarankan 500 Lk, jika gambar dibuat dan dibaca - 750 Lx.

Iluminasi diukur dengan perangkat portabel - luxmeter. Prinsip operasinya mirip dengan fotometer. Cahaya memasuki fotosel, menstimulasi arus di semikonduktor, dan besarnya arus yang diperoleh hanya sebanding dengan penerangan. Ada luxmeters analog dan digital.

Seringkali bagian pengukuran terhubung ke perangkat dengan kawat spiral yang fleksibel sehingga memungkinkan untuk melakukan pengukuran paling tidak dapat diakses, di tempat-tempat penting ini. Satu set saringan cahaya dilekatkan pada perangkat untuk menyesuaikan batas pengukuran dengan mempertimbangkan koefisien. Menurut GOST, kesalahan perangkat tidak boleh lebih dari 10%.

Saat mengukur, amati peraturan yang menurutnya perangkat harus ditempatkan secara horisontal. Ini dipasang secara bergantian di setiap titik yang diperlukan, sesuai skema GOST R 54944-2012. GOST, antara lain, memperhitungkan pencahayaan keamanan, pencahayaan darurat, lampu evakuasi dan pencahayaan semi silinder, ada juga yang menjelaskan metode pengukuran.

Pengukuran pada buatan dan alami dilakukan secara terpisah, walaupun penting agar perangkat tidak jatuh ke dalam bayangan acak. Atas dasar hasil yang diperoleh, penilaian umum dibuat dengan menggunakan formula khusus, dan keputusan dibuat apakah ada sesuatu yang perlu disesuaikan, atau penerangan ruangan atau teritori sudah mencukupi.

Bagikan artikel ini dengan teman Anda:

Bergabunglah dengan kelompok jejaring sosial kami:

Rumus iluminasi. Kekuatan cahaya. Luminous fluks. Sumber cahaya

Hari ini kami akan menceritakan segalanya tentang formula iluminasi untuk area terbuka dan ruangan, dan juga kami akan memberi nilai fluks cahaya dalam situasi yang berbeda.

Sebelum elektrifikasi yang meluas, sumber cahaya adalah matahari, bulan, api dan lilin. Para ilmuwan yang sudah di abad kelima belas mampu menciptakan sistem lensa untuk meningkatkan iluminasi, namun kebanyakan orang bekerja dan hidup dengan cahaya lilin.

Ada yang menyesal menghabiskan uang untuk membeli sumber cahaya lilin, atau cara memperpanjang hari ini tidak tersedia. Kemudian gunakan pilihan bahan bakar alternatif - minyak, lemak hewani, kayu. Misalnya, wanita petani Rusia di tengah jalan sepanjang hidup mereka menanam rami di bawah cahaya makan siang. Pembaca mungkin bertanya: "Mengapa hal itu harus dilakukan di malam hari?" Bagaimanapun, koefisien cahaya alami hari ini jauh lebih tinggi. Faktanya adalah bahwa pada siang hari para wanita petani memiliki banyak masalah lainnya. Selain itu, proses tenun sangat telaten dan membutuhkan ketenangan. Penting bagi wanita bahwa tidak ada yang harus menginjak kanvas, sehingga anak-anak tidak akan membingungkan benang itu, dan orang-orang itu tidak akan mengalihkan perhatiannya.

Tapi dengan kehidupan seperti itu ada satu bahaya: fluks cahaya (rumus yang akan kita berikan di bawah) dari lunya sangat rendah. Mata diliputi kegelapan, dan para wanita dengan cepat kehilangan penglihatan.

Ketika anak kelas satu pergi ke sekolah pada tanggal 1 September, mereka dengan cemas menunggu mukjizat. Mereka disita dengan penggaris, bunga, bentuknya indah. Mereka tertarik pada apa yang akan dilakukan guru mereka, dengan siapa mereka akan duduk di satu meja. Dan perasaan yang diingat manusia seumur hidup ini.

Tapi orang dewasa, ketika mereka mengirim anak-anak mereka ke sekolah, harus memikirkan hal-hal yang lebih membosankan, daripada kegembiraan atau kekecewaan. Orangtua dan guru peduli dengan kenyamanan meja sekolah, ukuran kelas, kualitas kapur tulis dan formula untuk penerangan ruangan. Tarif ini memiliki norma untuk anak-anak dari semua umur. Oleh karena itu, siswa harus bersyukur bahwa orang-orang di masa depan tidak hanya memikirkan kurikulum, tapi juga sisi materi dari masalah ini.

Bukan karena sekolah melakukan inspeksi dimana formula penghitungan iluminasi ruang belajar diterapkan. Anak-anak berusia sepuluh atau sebelas tahun hanya melakukan apa yang mereka baca dan tulis. Kemudian mereka melakukan pekerjaan rumah di malam hari, lagi tanpa berpisah dengan pena, buku tulis dan buku teks. Setelah itu, remaja modern juga menempel di berbagai layar. Akibatnya, seluruh kehidupan seorang anak sekolah dikaitkan dengan beban penglihatan. Tapi sekolah hanyalah awal dari jalan hidup. Selanjutnya, semua orang ini sedang menunggu sekolah menengah dan tempat kerja.

Setiap jenis pekerjaan membutuhkan fluks cahaya sendiri. Rumus perhitungan selalu memperhitungkan apa yang seseorang lakukan selama 8 jam sehari. Misalnya, pembuat jam atau perhiasan harus mempertimbangkan detail dan nuansa warna terkecil. Karena itu, tempat kerja orang dalam profesi ini membutuhkan lampu besar dan terang. Dan ahli botani, yang mempelajari tanaman hutan tropis, sebaliknya, harus selalu berada di tengah senja. Anggrek dan bromeliad digunakan untuk fakta bahwa lapisan atas pohon menghilangkan hampir semua sinar matahari.

Kami langsung mendekati formula iluminasi. Ekspresi matematisnya terlihat seperti ini:

Anggaplah ungkapan itu lebih dekat. Jelas bahwa Ekita - ini iluminasi, lalu Φ9upsilon; Apakah fluks cahaya, dan σ adalah unit kecil dari area dimana arus jatuh. Dapat dilihat bahwa E adalah kuantitas yang tidak terpisahkan. Ini berarti segmen dan potongan yang sangat kecil dipertimbangkan. Artinya, ilmuwan meringkas iluminasi semua area kecil ini untuk mendapatkan hasil akhir. Unit iluminasi adalah lux. Arti fisik satu suite adalah fluks bercahaya, yang satu lumens per meter persegi. Lumen, pada gilirannya, adalah nilai yang sangat spesifik. Ini menunjukkan fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber isotropik titik (karenanya, cahaya monokromatik). Kekuatan cahaya dari sumber ini sama dengan satu kandela dalam sudut padat satu steradian. Unit iluminasi adalah besaran kompleks yang mencakup konsep "candela9raquo; Arti fisik dari definisi yang terakhir adalah: intensitas cahaya dalam arah yang diketahui dari sumber yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540 x 10 12 Hz (panjang gelombang terletak di wilayah spektrum yang terlihat), dengan kekuatan energi cahaya menjadi 1/683 W / cp.

Konsep yang berkaitan dengan iluminasi

Tentu saja, semua konsep ini sekilas terlihat seperti kuda berbentuk bola dalam ruang hampa. Tidak ada sumber seperti itu di alam. Dan pembaca yang penuh perhatian pasti akan bertanya pada dirinya sendiri: "Mengapa ini perlu?" Tetapi fisikawan memiliki kebutuhan untuk membandingkannya. Konsekuensinya, mereka harus mengenalkan norma-norma tertentu, yang harus berorientasi. Rumus iluminasi itu sederhana, tapi banyak yang tidak bisa dipahami. Kami akan mengungkapkan ini secara lebih rinci.

Indeks ita berarti nilainya tidak persis fotometrik. Dan ini karena kemampuan manusia terbatas. Misalnya, mata hanya melihat spektrum radiasi elektromagnetik yang terlihat. Dan bagian sentral dari skala ini (mengacu pada warna hijau), orang melihat jauh lebih baik daripada daerah tepi (merah dan ungu). Artinya, sebenarnya, seseorang tidak menganggap 100% foton berwarna kuning atau biru. Dalam kasus ini, ada perangkat yang tidak memiliki kesalahan seperti itu. Mengurangi jumlah, yang mengoperasikan formula iluminasi (fluks cahaya, misalnya) dan yang dilambangkan dengan huruf Yunani "9upsilon; 9raquo;, memiliki koreksi untuk penglihatan manusia.

Generator radiasi monokromatik

Pada dasarnya, seperti telah disebutkan di atas, terletak jumlah foton dengan panjang gelombang tertentu, yang dipancarkan ke arah tertentu per satuan waktu. Bahkan laser monokromatik yang paling memiliki beberapa distribusi di atas panjang gelombang. Dan tentu saja dia harus berpegangan pada sesuatu. Oleh karena itu, foton tidak dipancarkan ke segala arah. Namun dalam rumusan ada konsep seperti itu sebagai "titik sumber cahaya". Ini adalah model lain, yang dirancang untuk menyatukan nilai. Dan tidak ada objek alam semesta yang bisa disebut demikian. Jadi, sumber titik cahaya adalah generator foton yang memancarkan jumlah quanta yang sama dari medan elektromagnetik ke segala arah, ukurannya sama dengan titik matematis. Namun, ada satu kelicikan, itu bisa membuat objek nyata menjadi sumber titik: jika jarak yang dicapai foton, sangat besar dibandingkan dengan dimensi generator. Dengan demikian, bintang utama kita adalah Matahari, tapi bintang yang jauh adalah titik.

Yang pasti, pembaca yang penuh perhatian mencatat hal berikut: pada hari yang cerah dan cerah, area terbuka tampaknya diterangi jauh lebih kuat daripada rawa atau rumput yang ditutup di satu sisi. Karena itu, pantai jadi beckons: selalu ada cerah dan hangat. Tapi bahkan gletser besar di hutan lebih gelap dan lebih dingin. Dan sumur dangkal sakit pada hari yang paling terang. Ini karena jika seseorang melihat hanya sebagian langit, foton kurang sampai ke matanya. Koefisien iluminasi alam dihitung sebagai rasio fluks cahaya dari seluruh langit ke daerah yang terlihat.

Semua konsep ini ada hubungannya dengan geometri. Tapi sekarang kita berbicara tentang fenomena yang secara langsung berhubungan dengan formula iluminasi dan, akibatnya, terhadap fisika. Sampai sekarang, diasumsikan bahwa cahaya jatuh pada permukaan tegak lurus, benar-benar turun. Ini tentu saja juga merupakan aproksimasi. Jika kondisi ini terpenuhi, jarak dari sumber cahaya berarti penerangan sejajar dengan kuadrat jarak. Dengan demikian, bintang-bintang yang dilihat seseorang dengan mata telanjang di langit, atau berada tidak jauh dari kita (mereka semua tergabung dalam galaksi Bima Sakti), atau sangat terang. Tapi jika cahaya jatuh di permukaan pada suatu sudut, itu berbeda.

Bayangkan sebuah senter. Ini memberi titik terang saat diarahkan ketat tegak lurus ke dinding. Jika Anda memiringkannya, titik akan berubah bentuk menjadi oval. Seperti diketahui dari geometri, area oval lebih besar. Dan karena senternya tetap sama, itu berarti kekuatan cahaya sama, tapi nampaknya "diolesi" 9raquo; di area yang luas. Kekuatan cahaya tergantung pada sudut kejadian sesuai dengan hukum kosinus.

Judulnya terdengar seperti judul sebuah film yang indah. Namun kehadiran musim secara langsung bergantung pada sudut di mana cahaya turun pada titik tertingginya di permukaan planet ini. Dan saat ini bukan hanya tentang Bumi. Musim ada pada objek tata surya, yang poros rotasinya cenderung berkenaan dengan ekliptika (misalnya di Mars). Pembaca mungkin sudah bisa menduga: semakin besar sudut kemiringannya, semakin sedikit foton per kilometer persegi permukaan per detik. Jadi, musim dingin akan lebih musim. Pada saat penyimpangan terbesar planet ini di belahan bumi, musim dingin berlaku, pada saat paling tidak - musim panas.

Agar tidak menjadi tidak berdasar, kami memberikan beberapa data. Kami memperingatkan: semuanya rata-rata dan tidak sesuai untuk memecahkan masalah tertentu. Selain itu, ada direktori iluminasi permukaan dengan berbagai jenis sumber. Lebih baik menghubungi mereka saat melakukan perhitungan.

  1. Pada jarak dari Matahari ke tempat yang sejajar dengan jarak ke Bumi, iluminasi adalah seratus tiga puluh lima ribu lux.
  2. Planet kita memiliki atmosfir yang menyerap sebagian radiasi. Karena itu, permukaan bumi diterangi semaksimal seratus ribu lux.
  3. Di musim panas, pertengahan garis lintang pada siang hari diterangi oleh tujuh belas ribu lux dalam cuaca cerah dan lima belas ribu lux mendung.
  4. Pada malam hari di bulan purnama, iluminasi itu dua persepuluh dari sebuah suite. Cahaya bintang pada malam tanpa bulan memberi hanya satu atau dua ribu lux.
  5. Untuk membaca buku ini, Anda memerlukan setidaknya tiga puluh lima lux.
  6. Ketika seseorang menonton film di bioskop, fluks bercahaya itu sekitar seratus lux. Pemandangan yang paling gelap akan memiliki angka delapan puluh lux, dan bayangan hari yang cerah cerah "akan terasa indah; untuk seratus dua puluh.
  7. Matahari terbenam atau matahari terbit diatas laut akan memberi iluminasi sekitar seribu lux. Dalam hal ini, pada kedalaman lima puluh meter, iluminasi akan sekitar 20 lux. Air menyerap sinar matahari dengan sangat baik.

Leave a Comment

Your email address will not be published.

− 2 = 1