Как измерить интенсивность света

Интенсивность света измеряется при размещении освещения в помещении или при подготовке оборудования к фотосъемке. Термин "интенсивность" используется по-разному, и из этой статьи вы узнаете, какие устройства и методы подойдут для ваших целей. Профессиональные фотографы и светотехники используют цифровые экспонометры, но вы можете сделать простое устройство со схожим действием - фотометр Джоли - самостоятельно.

Метод 1

Метод 1 из 2:

Как измерить интенсивность освещения в помещении и интенсивность света лампы

Загрузить PDF

1
Разберитесь в фотометрах, которые измеряют интенсивность света в люкс и фут-канделах. Такие приборы измеряют интенсивность света на поверхности, то есть освещенность. Обычно такие устройства используются для подготовки к фотосъемке и при проверке освещенности помещения.^{[1]XИсточник информации}
- Некоторые экспонометры предназначены для определенных типов освещения. К примеру, они могут показывать более точные данные при освещении натриевыми лампами.^{[2]XИсточник информации}
- Можно купить приложение, измеряющее интенсивность света, для телефона. Сначала прочитайте отзывы, потому что не все приложения показывают точные данные.
- Люкс - это общепринятая единица измерения освещенности, но некоторые устройства измеряют ее в фут-канделах Можно конвертировать данные по этой ссылке.
2
Узнайте, как следует интерпретировать данные. Вот несколько примеров типичных показаний, которые помогут вам понять, следует ли вам изменить освещение в помещении:^{[3]XИсточник информации}^{[4]XИсточник информации}
- Работать в офисе комфортно при освещенности 250-500 люкс (23-46 фут-канделов).
- В супермаркетах и на рабочих местах, требующих тонкой работы, используется освещенность 750-1000 люкс (70-93 фут-канделов). Верхнее значение сопоставимо с освещенностью на открытом пространстве на улице в светлый солнечный день.
3
Узнайте, что такое люмены. Если в описании лампочки встречается слово "люмен", оно описывает, сколько энергии испускает лампочка в виде видимого света. Вам нужно знать следующее:
- На упаковке будут приведены две характеристики. Первая из них описывает, сколько света будет производить лампочка, когда освещение стабилизируется. Как правило, на это уходит 100 часов работы флюоресцентной или ксеноновой лампы.^{[5]XИсточник информации}
- Вторая описывает, сколько света в среднем за весь срок службы лампы будет произведено. В начале лампочка будет светить ярче, а ближе к концу срока служба станет более тусклой.
- Чтобы понять, сколько люменов вам потребуется, рассчитайте количество необходимых фут-канделов в помещении и умножьте на площадь помещения.^{[6]XИсточник информации} Если в комнате темные стены, возьмите больше, а если светлые - меньше.
4
Измерьте угол наклона и поле лучей. Эти характеристики применимы к источникам света, которые направляют световой поток узким лучом в определенную сторону (к примеру, фонарики).^{[7]XИсточник информации} Эти значения можно измерить экспонометром и с помощью линейки и транспортира.
- Держите экспонометр прямо перед самым ярким лучом. Подвигайте его, пока не найдете участок с максимальной интенсивностью света (освещенностью).
- Сохраняя то же расстояние до источника света, сместите экспонометр в одну сторону, пока интенсивность света не уменьшится до 50% от максимального уровня. С помощью линейки или нитки проведите линию от источника света до этой точки.
- Проделайте то же самое с другой стороны. Проведите линию.
- С помощью транспортира измерьте угол между двумя линиями. Это и будет углом луча - то есть углом, под которым расходится свет.
- Чтобы измерить поле, проделайте то же самое, только отметьте точки там, где интенсивность освещения будет равняться 10% от максимального значения.
Реклама

Метод 2

Метод 2 из 2:

Как измерить относительную освещенность самодельным устройством

Загрузить PDF

1
Сделайте устройство своими руками. Собрать его несложно, если у вас есть нужные материалы. Это изобретение называется фотометром Джоли, и с его помощью можно измерить относительную интенсивность двух источников света. Обладая необходимыми знаниями физики, о которых речь пойдет ниже, можно выяснить, какая из двух лампочек дает больше света и какая из них более эффективная.
- Поскольку значение будет относительным, оно не будет выражено в точных единицах. Вы будете знать соотношение между двумя источниками света, но не сможете выяснить точные числа, не прибегая к еще одному эксперименту.
2
Разрежьте кусок парафинового воска пополам. Купите воск в хозяйственном магазине, отрежьте кусочек весом 500 граммов, а затем острым ножом разрежьте этот кусочек пополам.
- Режьте медленно, чтобы воск не растрескался.^{[8]XНадежный источникScience BuddiesПерейти к источнику}
Оторвите кусочек алюминиевой фольги от листа и положите его на один из кусков, стараясь накрыть всю верхнюю поверхность целиком. Сверху поместите второй кусок воска.
4
Поверните полученную конструкцию вертикально. Чтобы устройство заработало, его нужно повернуть так, чтобы фольга оказалась в вертикальном положении. Если воск сам не держится, можете пока оставить его в горизонтальном положении, но помните, что коробка, которую вы будете собирать, должна будет удерживать воск вертикально.
- Можно скрепить два куска воска резинками.^{[9]XИсточник информации} Одну поместите сверху, а вторую снизу.
5
Прорежьте три окошка в картонной коробке. Возьмите коробку, в которую поместится воск. Возможно, вам подойдет упаковка от воска. Отмерьте окошки и вырежьте их ножницами.
- Прорежьте два окна одинакового размера с противоположных сторон. Отверстия должны быть напротив разных сторон парафина, когда те окажутся в коробке.
- Прорежьте третье окно любого размера в передней части коробки. Отверстие должно быть по центру, чтобы вы могли видеть обе части восковых кусочков.
6
Положите внутрь воск. Фольга между двумя кусками должна находиться в вертикальном положении. Возможно, вам придется использовать изоленту либо скотч, небольшие кусочки картона или и то, и другое, чтобы воск не переворачивался, а фольга - не съезжала.^{[10]XНадежный источникScience BuddiesПерейти к источнику}
- Если у коробки нет крышки, накройте ее картоном или любым другим непрозрачным предметом.
Решите, какой источник света вы будете использовать в качестве отправной точки. Если вы будете сравнивать более двух источников света, вы сможете использовать эту лампу при каждом сравнении.
Положите две небольшие лампочки, светодиоды или другие источники света на ровную поверхность на прямой линии. Расстояние между ними должно быть больше ширины коробки, которую вы только что сделали.
Он должен быть на такой же высоте, как и лампочки, чтобы лампочки могли полностью освещать воск внутри коробки через окошки. Помните, что источники света должны быть на большом расстоянии друг от друга.
Закройте окно, задвиньте шторы, опустите жалюзи, чтобы сторонний свет не проникал в коробку.
Поправьте лампочки так, чтобы воск был освещен с обеих сторон одинаково. Поднесите фотометр к стороне с меньшей освещенностью. Передвигая коробку, смотрите в окошко на передней стороне коробки. Остановитесь, когда оба куска воска будут подсвечены одинаково.
12
Измерьте расстояние от экспонометра до каждого источника света. Рулеткой измерьте расстояние от фольги до лампы, которую вы выбрали в качестве точки отсчета. Обозначьте эту точку как d1. Запишите расстояние, затем измерьте расстояние от фольги до источника света с противоположной стороны, d2.
- Расстояние можно измерять в любых величинах, главное - не путать их. К примеру, если вы измеряете в сантиметрах, пишите только сантиметры (без метров).
13
Разберитесь в физике процессов. Освещенность воска уменьшается на квадрат расстояния, потому что мы измеряем количество света, которое падает на двухмерную область, но свет проходит через трехмерный объем.^{[11]XИсточник информации} Иными словами, если поставить источник света в два раза дальше, свет, который он производит, покроет в четыре раза большую поверхность (x2²). Можно записать яркость как "I / d²
- I - это интенсивность, d - расстояние.
- Технически то, что мы называем яркостью, называется освещенностью в этом контексте.^{[12]XИсточник информации}
14
Используйте эти знания, чтобы измерить относительную интенсивность. Когда оба куска воска будут освещены одинаково, их освещенностью будет равной. Можно записать это как формулу, а затем рассчитать по ней I₂, или интенсивность второго источника света.^{[13]XНадежный источникScience BuddiesПерейти к источнику}
- I₁/d₁² = I₂/d₂²
- I₂ = I₁(d₂²/d₁²)
- Поскольку мы будем измерять только относительную интенсивность (или то, как соотносятся два источника), мы можем сказать, что I₁ = 1. Это упростит формулу: I₂ = d₂²/d₁²
- Например, предположим, что расстояние d₁ до источника света, взятого за точку отсчета, составляет 60 сантиметров, а расстояние d₂ до второго источника света - 1,5 метров.
- I₂ = 5²/2² = 25/4 = 6.25
- Интенсивность света второго источника в 6.25 раз больше, чем первого.
15
Рассчитайте эффективность. Если на лампочках отмечена мощность в ваттах (например, 60 ватт), эти цифры означают, сколько электричества потребляет лампочка. Разделите относительную интенсивность лампочки на это число, и вы получите эффективность лампочки относительно других источников света. Например:
- У лампочки 60 ватт с относительной интенсивностью 6 относительная эффективность равняется 6/60 = 0.1.
- У лампочки 40 ватт с относительной интенсивностью 1 относительная эффективность равняется 1/40 = 0.025.
- Поскольку 0.1 / 0.025 = 4, лампочка 60 ватт в четыре раза эффективнее превращает электрический ток в свет. Помните, что она будет потреблять больше энергии, чем лампочка 40 ватт, а это обойдется вам в более крупную сумму. Эффективность - это процент пользы на каждую потраченную денежную единицу.
Реклама

Советы

Рассчитав сравнительную интенсивность света, можно измерить интенсивность освещенности с помощью аналогового или цифрового экспонометра. Новые цифровые экспонометры измеряют интенсивность в люкс, а старые аналоговые - в фут-канделах. 1 фут-кандела =10.76 люкс.