Cum se măsoară intensitatea luminii (cu imagini)

2024 Autor: Robert Blare | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-12 00:15

Măsurarea intensității luminii este importantă atunci când proiectați iluminatul unei camere sau când vă pregătiți pentru o fotografie. Termenul „intensitate” este folosit în moduri diferite, așa că luați un moment pentru a afla ce unități și metode de măsurare se potrivesc obiectivelor dvs. Fotografii profesioniști și instalatorii de iluminat folosesc de obicei un contor digital, dar puteți face și un contor de lumină simplu, comparativ, numit fotometru Joly.

Pași

Metoda 1 din 2: Măsurarea intensității luminii pentru o cameră sau o sursă de lumină

Pasul 1. Înțelegeți fotometrele care măsoară luxul și lumânările

Acestea sunt unități care descriu intensitatea luminii pe o suprafață sau iluminarea. Fotometrele care măsoară acest lucru sunt, de obicei, ceea ce caută oamenii atunci când doresc să organizeze o ședință foto sau să testeze dacă o cameră este prea luminoasă sau prea slabă.

Unele contoare de lumină sunt specializate pentru diferite tipuri de iluminat. De exemplu, se poate produce rezultate mai precise atunci când este utilizat pentru a măsura iluminatul cu sodiu.
Puteți achiziționa chiar un „contor de lumină” în magazinele de aplicații ale unor dispozitive mobile. Verificați mai întâi recenziile, deoarece unele dintre aceste aplicații sunt inexacte.
Lux este standardul modern acceptat, dar unele dispozitive măsoară încă în lumânări. Utilizați acest calculator online pentru a converti între ele.

Pasul 2. Știți cum să interpretați unitățile de iluminare

Iată câteva exemple de măsurători tipice de iluminare, pentru a vă ajuta să determinați dacă iluminatul trebuie să se schimbe:

Majoritatea lucrărilor de birou se fac confortabil la 250 - 500 lux (23-46 de lumânări).
Supermarketurile sau zonele de lucru care implică desen sau alte lucrări de detaliu sunt de obicei iluminate la 750 - 1 000 lux (70-93 lumânări). Capătul superior al acestei game este echivalent cu o zonă interioară de lângă o fereastră într-o zi senină și senină.

Pasul 3. Înțelegeți lumenul și luminanța

Dacă un bec sau o etichetă de lampă sau o reclamă menționează „lumeni”, acesta descrie câtă energie totală este emisă ca lumină vizibilă, un concept numit luminanta. Iată ce trebuie să știți:

„Lumenii inițiali” descriu câtă lumină va fi dată odată ce lumina este stabilizată. Acest lucru durează aproximativ 100 de ore de utilizare pentru luminile fluorescente și HID.
„Lumensul mediu” sau „lumenul nominal” vă indică lumina medie estimată pe durata de viață a dispozitivului. Luminozitatea reală va fi mai strălucitoare decât atât de devreme și va deveni mai slabă decât aceasta aproape de sfârșitul duratei de viață recomandate a sursei de lumină.
Pentru a afla de câte lumeni aveți nevoie, urmați pașii de mai sus pentru a determina câte lumânări de iluminare pe picior doriți într-o cameră și înmulțiți-le cu suprafața pătrată a camerei. Urmăriți mai mult decât rezultatul pentru camere cu pereți întunecați și vizați mai jos pentru camere cu alte surse majore de lumină.

Pasul 4. Măsurați unghiul fasciculului și al câmpului

Lanternele și alte dispozitive care emit lumină într-o anumită direcție pot fi descrise folosind acești doi termeni suplimentari. Puteți să le găsiți singur folosind un fotometru care măsoară luxul sau lumânările de picior și cu o linie și un raportor:

Țineți fotometrul direct pe calea celui mai luminos fascicul. Deplasați-l până găsiți locul cu intensitatea maximă (iluminare).
Rămânând la aceeași distanță de sursa de lumină, mutați fotometrul într-o direcție, până când intensitatea luminii scade la 50% din nivelul maxim. Utilizați un șir strâns sau altă linie pentru a marca linia de la sursa de lumină până în acest punct.
Mergeți în cealaltă direcție până când găsiți locul pe partea opusă a fasciculului cu o iluminare maximă de 50%. Marcați o nouă linie din acest loc.
Folosiți un raportor pentru a măsura unghiul dintre cele două linii. Acesta este „unghiul fasciculului” și descrie unghiul luminat puternic de sursa de lumină.
Pentru a găsi unghiul câmpului, repetați acești pași, dar marcați cele două puncte în care intensitatea fasciculului atinge 10% din nivelul maxim.

Metoda 2 din 2: Măsurarea intensității relative cu un dispozitiv de casă

Pasul 1. Folosiți acest lucru pentru a compara sursele de lumină

Acest dispozitiv este ușor de construit acasă, după o mică călătorie de cumpărături. Denumit „fotometru Joly” după inventar, acesta poate fi folosit pentru a măsura intensitatea relativă a două surse de lumină. Cu puține cunoștințe de fizică, furnizate mai jos, veți putea descoperi care dintre becurile dvs. emite mai multă lumină, precum și care sunt cele mai eficiente pentru cantitatea de energie pe care o folosesc.

Măsurătorile relative nu vă vor oferi un rezultat în termeni de unități. Veți ști exact cum se compară două intensități de lumină, dar nu le veți putea raporta la a treia intensitate fără a repeta experimentul

Pasul 2. Tăiați o placă de parafină în jumătate

Cumpărați un pachet de ceară de parafină de la un magazin de hardware sau magazin alimentar și scoateți o placă de 0,5 kg. Cu ajutorul unui cuțit ascuțit, tăiați placa în două bucăți egale.

Tăiați ușor placa pentru a evita ruperea bucăților

Pasul 3. Sandwich folie de aluminiu între bucăți de parafină

Scoateți o foaie de folie de aluminiu și așezați-o deasupra uneia dintre cele două bucăți de parafină, acoperind complet suprafața superioară. Așezați a doua bucată de parafină deasupra aluminiului.

Pasul 4. Întoarceți „sandvișul” pe verticală

Pentru ca acest dispozitiv să funcționeze, va trebui să îl așezăm la capăt, astfel încât foaia de folie din mijloc să fie verticală. Dacă ceara ta nu se ridică singură, o poți păstra orizontală deocamdată. Amintiți-vă doar că cutia pe care o veți construi ar trebui să fie concepută pentru a menține ceara în poziție verticală.

Puteți utiliza două benzi de cauciuc pentru a ține blocul împreună. Puneți unul lângă partea de sus a sandvișului și celălalt lângă partea de jos

Pasul 5. Tăiați trei ferestre într-o cutie de carton

Alegeți o cutie suficient de mare pentru a vă ține blocul de ceară. Ambalajul în care a fost vândută ceara funcționează adesea bine. Folosiți o riglă și o foarfecă pentru a tăia trei ferestre în cutie:

Tăiați două ferestre pe laturile opuse, exact de aceeași dimensiune. Fiecare fereastră va vizualiza o jumătate diferită de parafină, odată ce blocul este plasat în interior.
Tăiați o a treia fereastră de orice dimensiune în partea din față a cutiei. Acesta ar trebui să fie centrat, astfel încât să puteți vizualiza ambele jumătăți ale blocului de parafină, de ambele părți ale foliei de aluminiu.

Pasul 6. Așezați parafina în interiorul cutiei

Păstrați folia de aluminiu între cele două blocuri de ceară de parafină, în poziție verticală. Poate fi necesar să folosiți bandă, bucăți mici de carton sau ambele pentru a menține blocurile de ceară în poziție verticală și paralelă cu părțile ferestrelor opuse și atingând folia dintre ele.

Dacă cutia este deschisă în partea de sus, acoperiți-o cu o altă bucată de carton sau altă barieră de blocare a luminii

Pasul 7. Decideți o sursă de lumină „punct de referință”

Alegeți una dintre sursele de lumină pe care le veți compara ca „lumânare standard”, pe care o veți folosi ca bază pentru intensitate. Dacă comparați mai mult de două surse de lumină, veți utiliza această sursă de lumină la fiecare comparație.

Pasul 8. Aranjați două surse de lumină în linie dreaptă

Așezați două becuri, LED-uri sau alte surse de lumină pe o suprafață plană în linie dreaptă. Distanța dintre ele ar trebui să fie semnificativ mai mare decât lățimea cutiei pe care ați făcut-o.

Pasul 9. Așezați fotometrul între sursele de lumină

Fotometrul trebuie să fie exact la aceeași înălțime ca sursele de lumină, astfel încât luminile să lumineze complet blocurile de ceară prin geamurile laterale. Amintiți-vă, sursele de lumină ar trebui să fie la o distanță echitabilă, pentru a permite iluminarea uniformă.

Pasul 10. Opriți toate celelalte lumini din cameră

Închideți orice fereastră, umbrele sau jaluzele, astfel încât numai lumina din sursele de lumină de test să lovească blocurile.

Pasul 11. Reglați cutia până când ambele blocuri de ceară sunt la fel de luminoase

Mutați fotometrul spre lateral cu ceara mai estompată. Priviți prin fereastra din față în timp ce reglați poziția cutiei și opriți-vă când ambele blocuri de ceară apar la fel de luminoase.

Pasul 12. Măsurați distanța dintre fotometru și fiecare sursă de lumină

Folosiți bandă de măsurare pentru a măsura distanța de la folia de aluminiu la sursa de lumină „punctul de referință” ales. Vom numi asta d1. Scrieți acest lucru, apoi măsurați distanța de la folia de aluminiu la sursa de lumină din partea opusă, d2.

Puteți măsura distanța folosind orice unitate, dar asigurați-vă că nu le amestecați. De exemplu, dacă măsurarea dvs. este în picioare și inci, convertiți rezultatul doar pentru a utiliza inci

Pasul 13. Înțelegeți fizica implicată

Luminozitatea blocurilor scade odată cu pătratul distanței, deoarece măsurăm cantitatea de lumină care cade pe o zonă bidimensională, dar lumina radiază printr-un volum tridimensional. Cu alte cuvinte, atunci când o sursă de lumină se mișcă de două ori mai departe (x2), lumina pe care o produce este răspândită de patru ori mai mult decât zona (x2)²). Putem scrie luminozitatea ca „I / d²

I este intensitatea și d este distanța, la fel cum le-am folosit în pașii anteriori,
Din punct de vedere tehnic, ceea ce am descris ca luminozitate este denumit iluminare în acest context.

Pasul 14. Folosiți aceste cunoștințe pentru a rezolva intensitatea relativă

Când ambele blocuri apar la fel de strălucitoare, „iluminarea” lor este egală. Putem scrie aceasta ca o formulă, apoi o rearanjăm pentru a rezolva pentru I₂, sau intensitatea relativă a celei de-a doua surse de lumină:

Eu₁/ d₁² = Eu₂/ d₂²
Eu₂ = Eu₁(d₂²/ d₁²)
Deoarece măsurăm doar intensitatea relativă sau cum se compară acestea, putem spune doar eu₁ = 1. Aceasta va simplifica formula noastră: I₂ = d₂²/ d₁²
De exemplu, să spunem distanța d₁ la punctul nostru de referință sursa de lumină este de 2 picioare (0,6 metri) și că distanța d₂ până la a doua noastră sursă de lumină este de 5 metri (1,5 metri):
Eu₂ = 5²/2² = 25/4 = 6.25
A doua sursă de lumină are o intensitate De 6,25 ori mai mare decât prima sursă de lumină.

Pasul 15. Calculați eficiența

Dacă utilizați becuri cu o putere marcată pe ele, cum ar fi „60W” pentru „60 wați”, aceasta este câtă energie electrică folosește becul. Împărțiți intensitatea relativă a becului cu această putere pentru a afla cât de eficient este becul, în raport cu celelalte surse de lumină. De exemplu:

Un bec de 60 de wați cu o intensitate relativă de 6 are o eficiență relativă de 6/60 = 0,1.
Un bec de 40 de wați cu o intensitate relativă de 1 are o eficiență relativă de 1/40 = 0,025.
Deoarece 0,1 / 0,025 = 4, becul de 60W este de patru ori mai eficient la transformarea energiei electrice în lumină. Rețineți că va folosi în continuare mai multă energie decât becul de 40W și, astfel, vă va costa mai mulți bani; eficiența îți spune doar cât de mult „bang pentru dolarul tău” primești.