Kandungan
Salah satu kegembiraan terbesar dalam kebanyakan kehidupan muda adalah melihat langit malam yang jelas, melihat semua titik-titik cahaya jauh di buruj malam ini, dan mempunyai rasa untuk pertama kalinya luas alam semesta . Tanpa cahaya yang kelihatan, dan sinaran elektromagnet yang tidak dapat dilihat oleh bintang-bintang seperti matahari, kehidupan di Bumi dan di mana-mana sahaja tidak mustahil.
Pakar fizik memerlukan cara untuk mengesan semua radiasi yang kelihatan ("cahaya") serta radiasi yang tidak dapat dilihat membombardir Bumi dari semua arah sepanjang masa. Mereka mungkin mahu tahu tentang kualiti yang dilihatnya, atau mereka mungkin lebih peduli dengan tenaga mereka. Untuk membantu tugas-tugas ini, saintis telah tampil dengan candela dan juga lumen.
Konsep Fizik Asas Irradiance
Untuk tujuan-tujuan jenis-jenis masalah ini, yang berkenaan dengan sifat-sifat radiasi dari tempat tertentu yang mencapai ruang tertentu, sumber cahaya diperlakukan sebagai satu titik, dan cahaya atau tenaga yang dipancarkan diasumsikan untuk memancar secara sama rata dalam semua arah. Oleh itu, semua bahagian yang sama dengan sfera yang tidak kelihatan dengan sumber cahaya di pusatnya akan mengalami aliran yang sama, atau aliran, tenaga melalui pemilihan itu.
"Patch" ruang di mana sinaran dari sumber pas dianggap sebagai berserenjang dengan sinar elektromagnetik, kecuali syarat-syarat lain ditentukan.
Lilin Kuasa dan Candela
Pertama, ketahui bahawa istilah "kuasa lilin" telah jatuh ke dalam tong sampah sejarah fizik. Lampu lilin telah digantikan oleh candela (cd) dan boleh dianggap sebagai unit yang sama.
Ia tidak penting untuk anda melakukan ini untuk ingatan, tetapi langkah candela keamatan bercahaya, dilambangkan oleh Saya, dengan 1 cd adalah keamatan bercahaya sumber yang memancarkan satu frekuensi radiasi (540 x 10)12 hertz, atau kitaran sesaat) dan mempunyai intensiti berseri 1/683 daripada satu watt steradian, atau melengkung "tampalan" sfera yang tidak dapat dilihat melalui sinaran radiasi yang telah dipilih untuk pemeriksaan.
The irradiance E permukaan diberikan oleh hubungan E = Saya / r2 untuk radiasi yang bergerak secara serentak melalui steradian.
The Lumen
Apabila berfikir dari segi lumen vs candela, fikirkan dari segi jumlah tenaga yang dihasilkan dari sumber berbanding bahagian itu bahawa mata manusia akan dibekalkan untuk mendaftar.
Lumen (lm) adalah lebih pelbagai daripada candela dalam yang mengambil radiasi akaun yang mata mereka tidak dapat dilihat. Lumen mungkin boleh ditakrifkan sebagai fluks bercahaya dikeluarkan ke steradian oleh sumber titik yang mempunyai a keamatan bercahaya, Saya daripada 1 candela. A lux adalah unit yang sama dengan 1 lm / m2.
Oleh itu sementara lumen dan lilin tidak dapat diterima oleh penukaran mudah, hakikat bahawa mereka berubah dalam arah yang sama sangat membantu. Untuk rujukan, bola lampu 100-watt tipikal menyampaikan fluks bercahaya sebanyak 150 lm, manakala kereta lampu intensiti tinggi standard memeriksa sekitar 150,000 lm.
Menukar Antara Candelas dan Lumens
Masalah candlepower versus lumens (atau hari ini, candela to lumens) telah menimbulkan banyak masalah kepada pelajar. Ini kerana anda tidak boleh menukar satu sama lain secara langsung, kerana mereka tidak mewakili perkara fizikal yang sama. Walau bagaimanapun, anda boleh bekerja dengan kedua-dua pada masa yang sama dan membuat perbandingan.
Mengabaikan unit:
{lm} = {cd} × 2π (1 - {cos} (θ / 2))Di sini, θ mewakili sudut apeks kon, atau sudut antara bulatan di dasar "kon" yang tidak kelihatan dari mana-mana perkadaran yang dipilih memancar keluar dari sumber cahaya dan sinaran itu sendiri. "Lingkaran" ini adalah "permukaan" yang menerangi aliran "aliran" untuk menyumbang kepada fluks (lm) dan juga di mana mereka "bersinar" untuk menyumbang kepada lm. Anda akan memberi sudut ini apabila diminta menyelesaikan masalah seperti ini.
Dalam hal sumber cahaya titik menyala sama rata di semua arah, yang mana yang sedang dipertimbangkan di sini, masalahnya lebih mudah. Oleh kerana nilai maksimum adalah 2, yang berlaku apabila kos (θ/2) = −1,
begin {aligned} {lm} & = 2π (1 - (- 1)) {cd} & = 4π ; {cd} end {aligned}Oleh itu untuk sfera isotop, lumen hanya candelas kali 4π.