Osnove fotometrije

Početna stranica
 
Kazalo
 

  Svjetlosni tok

Svjetlosni tok je ukupna količina svjetlosne energije koju izvor svjetla emitira u okolni prostor u jednoj sekundi.

Jedinica za svjetlosni tok je lumen (lm).

Jedan lumen je količina svjetlosne energije koja svake sekunde prolazi kroz jediničnu površinu kugle jediničnog radiusa u čijem centru se nalazi izvor svjetla jakosti 1 candela (cd).


  Jakost izvora svjetlosti

Jakost izvora svjetlosti je količina svjetlosne energije koju točkasti izvor svjetla svake sekunde emitira u određenom smjeru zadanom jediničnim prostornim kutom.

Jedinica za jakost svjetlosti je candela (cd).

Jedna candela je 1/60 dio svjetla koje emitira 1 kvadratni centimetar apsolutno crnog tijela zagrijanog na temperaturu taljenja platine (2042 st. K).


  Jakost osvjetljenja

Jakost osvjetljenja je količina svjetlosne energije koja svake sekunde pada na jediničnu površinu.

Jedinice su lux (lx) i foot-candle (fc).

I lux i foot candle su jedinice za jakost osvjetljenja. Razlika je u tome što je lux metrička, a foot-candle anglosaksonska mjera. (Kao kilometar i milja)


  Lux i foot-candle

  • Lux (lumen po metru kvadratnom)
    količina svjetlosne energije kojom je osvijetljen 1 kvadratni metar kugle radiusa 1 m u čijem centru se nalazi izvor svjetla jakosti 1 cd.

  • Foot-candle (lumen po kvadratnoj stopi)
    količina svjetlosne energije kojom je osvijetljena kvadratna stopa kugle radiusa jedne stope u čijem centru se nalazi izvor svjetla jakosti 1 cd.

  • 1 fc = 10.76 lx
  • 1 lx = 0,0929 fc.

  Svjetloća površine (refleksija)

Svjetloća površine je svjetlosni tok koji isijava jedinica površine.

Jedinica je nit. Anglosaksonska mjera je foot-lambert .

Jedan nit je količina svjetlosne energije koju isijava savršeno difuzna površina stupnja refleksije 100% osvijetljena svjetlom od jednog lumena po metru kvadratnom.


  Cosinusov (Lambertov) zakon

Ukoliko reflektor ne obasjava površinu pod pravim kutem, za isti prostorni kut reflektora osvijetljena površina će se povećati, zbog čega će se jakost osvjetljenja smanjiti.

Ukoliko je površina osvijetljena pod kutem svjetlomjer treba usmjeriti tako da svjetlo na ćeliju pada okomito i dobiveni iznos pomnožiti sa kosinusom kuta (koji je manji od 1)


  Pad sa kvadratom udaljenosti

Jakost izvora svjetla je definirana kao količina svjetlosne energije koju izvor svjetla emitira u prostorni kut, dok je jakost osvjetljenja (mjerena u luxima) definirana kao količina svjetlosne energije koja pada na jediničnu površinu.

Iz slike je vidljivo da je za isti prostorni kut na dvostrukoj udaljenosti osvijetljena površina četiri puta veća. Znači da se ista količina svjetla raspoređuije na četiri puta veću površinu, zbog čega je jakost osvjetljenja četiri puta manja.

Važno je razumjeti da je jakost izvora svjetlosti uvijek ista. Sa udaljenjosti se mijenja samo jakost osvjetljenja.


  Sužavanje i širenje reflektora

Reflektor uvijek daje istu količinu svjetlosne energije.

Sužavanjem (špicanjem) reflektora smanjujemo prostorni kut u koji je emitirana svjetlosna energija, čime se smanjuje i osvijetljena površina.

Budući da se ista količina svjetlosne energije sada projecira na manju površinu, jakost osvjetljenja je veća.

Kod širenja reflektora se jakost osvjetljenja smanjuje jer se osvijetljena površina povećava.


  Dvije korisne formule

 

Jakost reflektora u candelama možemo izračunati tako da izmjerimo jakost osvjetljenja u luxima koju taj reflektor daje napoznatoj udaljenosti i primjenimo formulu:

  • jakost reflektora (cd)=jakost osvjetljenja (lx) x kvadrat udaljenosti

Kada smo saznali jakost reflektora u candelama, jednostavno možemo izračunati jakost osvjetljenja koju će taj reflektor dati na bilo kojoj udaljenosti pomoću formule:

  • jakost osvjetljenja (lx) = jakost reflektora (cd) / kvadrat udaljenosti.

Primjer:

Reflektor snage 1 kW na udaljenosti od 4 m daje jakost osvjetljenja od 600 lx.

  • Jakost reflektora = 600 x 4x4 = 9600 cd

Koliko će isti reflektor dati na 13 m?

  • 9600 / 13x13 = 9600 / 169 = 56 lx

A koliko će dati na 22 m ?

  • 9600 / 22x22 = 9600 / 484 = 19 lx

Sve potrebne matematičke operacije je moguće izračunati džepnim kalkulatorom.


Nastavak:
  Izvori svjetla Rasvjetna tijela

Početna stranica
 
Kazalo