Apakah kecerahan sumber cahaya dan kecerahan permukaan reflektif

Untuk menghitung pencahayaan pelbagai permukaan, kadang-kadang sangat mudah untuk mempertimbangkan sumber cahaya sebagai sumber titik. Tetapi pada hakikatnya, tidak ada punca cahaya, mereka sentiasa mempunyai saiz tertentu dan bentuknya sendiri. Lampu, kandil, lampu lantai, lampu sorot, dan sebagainya adalah nyata, iaitu, tidak menunjukkan sumber cahaya yang tidak dapat dicirikan hanya dengan kuasa cahaya.

Jika, contohnya, kita menganggap bola yang bercahaya terletak di jauh, dan membandingkannya dengan bola lain yang bercahaya, dengan persamaan cahaya yang sama, tetapi dari diameter yang berbeza, ternyata walaupun bola menghasilkan pencahayaan yang sama pada jarak yang sama, namun bagi pemerhati mereka mereka kelihatan berbeza: bola diameter lebih kecil kelihatan lebih cerah dari bola yang lebih besar.

Sebab fenomena ini adalah bahawa walaupun keamatan cahaya bola adalah sama, salah satunya mempunyai permukaan radiasi yang lebih besar, dan yang lain mempunyai yang lebih kecil. Ini bermakna bahawa kuasa cahaya yang dipancarkan dari kawasan unit tidak sama untuk sumber-sumber ini, dan parameter ini jelas lebih besar untuk bola kecil.

Tetapi, walaupun kita mula mempertimbangkan beberapa jenis sumber cahaya dari jarak tertentu, maka bagi kita, ia akan menjadi perkara yang tidak benar di kawasan sebenar permukaan pemancaran cahaya sebagai kawasan yang kelihatan, iaitu saiz dalam unjuran ke satah pemerhatian yang berserenjang dengan arah pandangan kita.

Oleh itu, agar pemerhati sepenuhnya mencirikan sumber cahaya sebenar yang mempunyai dimensi dan bentuk, dia perlu mengetahui kedua-dua intensiti cahaya sumber dan magnitud keamatan cahaya per satuan luas permukaan yang dapat dilihat dari sumbernya.

Nisbah ini dipanggil kecerahan L dari sumber set, dan jika keamatan cahaya adalah sama dengan I, dan kawasan yang kelihatan sama dengan s, maka kecerahan sumber cahaya akan sama (keamatan cahaya boleh diterangkan di sini melalui fluks cahaya dan sudut pepejal, maka kecerahan akan sama dengan fluks cahaya yang dipancarkan dari kawasan unit permukaan yang kelihatan sumber cahaya di dalam sudut pepejal unit):

Di dalam sumber cahaya, kecerahan bahagian berbeza berbeza: dalam lampu pendarfluor, pinggir mentol lebih gelap, dan api lilin lebih terang di halo di sekitar sumbu, dan lain-lain. Kecerahan juga sangat bergantung pada sisi mana kita melihat sumbernya.

Jika, sebagai contoh, anda melihat lengkungan kimpalan secara kebetulan, maka dalam arah yang berserenjang dengan pelepasan ia akan berubah menjadi lebih cerah daripada ketika melihat arka yang sama dari sisi. Iaitu, kecerahan menyifatkan cahaya pemancaran permukaan dalam arah yang dipilih dan tegas. Ini adalah ciri yang sangat penting, kerana ia adalah kecerahan kami yang bertindak balas terhadap kecerahan (intensiti bercahaya per unit kawasan), dan bukannya intensiti bercahaya.

Keamatan bercahaya diukur dalam candela, masing-masing kecerahan - dalam candela per meter persegi. Satu candela bagi satu meter persegi adalah kecerahan semata-mata yang mempunyai pesawat yang bercahaya, memberikan cahaya dari setiap meter persegi dengan daya 1 candela (Cd) dalam arah yang tegak lurus dengan pesawat. Sebagai contoh, berikut adalah kecerahan anggaran beberapa sumber cahaya biasa:

Dengan bertindak di mata kita, sumber cahaya boleh berbahaya. Jika kecerahan melebihi 160,000 candelas per meter persegi, ia akan menyebabkan kesakitan di mata. Untuk mengelakkan kesan berbahaya cahaya terang, manusia telah mempelajari pelbagai teknik.

Mentol lampu pijar yang kuat dibuat menjadi legap dan besar dalam saiz, untuk menyebarkan cahaya, untuk menjadikan ia tidak dipancarkan dari kawasan kecil filamen, tetapi dari kawasan permukaan yang besar mentol atau teduh. Jadi kecerahan dikurangkan menjadi selamat untuk mata, dan pencahayaan tetap hampir sama sekali tidak berubah.

Jika kita bercakap tentang permukaan reflektif, seperti dinding dicat, skrin unjuran, produk hiasan, dan sebagainya, mereka mempamerkan ciri-ciri reflektif yang meresap berkenaan dengan sumber cahaya. Ini bermakna bahawa mereka sebahagiannya mencerminkan insiden cahaya pada mereka, dan kini mereka bertindak sebagai sumber cahaya kecerahan sederhana, tetapi kawasan yang luas.

Ini memainkan tangan kita, kerana sumber lampu standard (lampu, lampu, lilin, lampu, lampu) mempunyai kecerahan yang ketara, tetapi kawasan permukaan kecil. Sementara itu, permukaan yang diterangi akan mempunyai kecerahan yang berkadar dengannya pendedahan cahaya E, kerana semakin besar fluks bercahaya pada permukaan yang mencerminkan, semakin tinggi kecerahannya.

Dan kecerahan permukaan ini akan berkadar dengan albedo rnya (dari lat Albus - putih) - ciri-ciri dari reflektifitas permukaan yang tersebar. Semakin besar albedo r, iaitu sebahagian besar fluks cahaya kejadian yang bertaburan oleh permukaan, semakin besar kecerahan permukaan tersebut.

Oleh itu, kecerahan permukaan yang diterangi adalah berkadar dengan produk albedo dan pencahayaan, dan dalam arah yang berbeza kecerahan akan berbeza - bergantung kepada corak hamburan permukaan yang diterangi.

Sekiranya permukaannya sama rata menyebarkan kejadian cahaya di atasnya, maka kecerahan di mana-mana arah dikira agak mudah. Jika rajah hamburan adalah rumit, mengira kecerahan akan berubah menjadi tugas yang agak rumit.

Untuk berselerak seragam ia cukup menggunakan formula (pencahayaan - dalam lux, kecerahan - candelas per meter persegi):

Katakan ada skrin unjuran dengan albedo 0.8, dan pencahayaan ialah 60 Lux, maka kecerahannya ialah 0.8 * 60 / 3.14 = 15.3 candela per meter persegi. Berikut adalah contoh-contoh permukaan yang sangat umum dan kecerahan mereka:

Lihat juga dengan kami:

Jenis lampu elektrik - yang lebih baik dan apa perbezaannya

Kecekapan bercahaya pelbagai jenis lampu

Bagaimana untuk memilih lampu LED dengan kuasa