Candlepower Vs. lumens

Inhoud

• Fysieke basisconcepten van bestraling
• Candle Power and the Candela
• Het lumen
• Converteren tussen candela en lumens

Een van de grootste geneugten in het leven van bijna alle jonge mensen is uitkijken naar een heldere nachthemel, al die pinpoints van ver licht in de avondconstellaties zien en voor het eerst een gevoel hebben van de enorme uitgestrektheid van het universum . Zonder zichtbaar licht en de onzichtbare elektromagnetische straling van sterren zoals de zon, zou het leven op aarde en overal anders onmogelijk zijn.

Natuurkundigen hebben manieren nodig om nauwkeurig alle zichtbare straling ("licht") bij te houden, evenals onzichtbare straling die de aarde te allen tijde vanuit alle richtingen bestookt. Ze willen misschien meer weten over de zichtbare eigenschappen ervan, of ze zijn misschien meer bezig met de energie ervan. Om met deze taken te helpen, hebben wetenschappers de candela en de lumen.

Fysieke basisconcepten van bestraling

Voor dit soort problemen, die betrekking hebben op de kwaliteiten van de straling van een bepaalde plek die een bepaald gebied in de ruimte bereikt, wordt de lichtbron als een enkel punt behandeld en wordt aangenomen dat het licht of de energie die het uitzendt gelijkmatig zal uitstralen in alle richtingen. Aldus zouden alle secties van dezelfde grootte een onzichtbare bol met de lichtbron in het midden dezelfde stroom, of flux, van energie door die selectie ervaren.

De "plek" van de ruimte waardoor de straling van de bron passeert, wordt behandeld als loodrecht op de elektromagnetische stralen, tenzij andere omstandigheden zijn gespecificeerd.

Candle Power and the Candela

Weet eerst dat de term "kaarskracht" in de vuilnisbak van de fysica-geschiedenis is gevallen. De kandelaar is vervangen door de candela (cd) en kan als in wezen dezelfde eenheid worden beschouwd.

Het is niet belangrijk voor je om dit in je geheugen op te nemen, maar de candela meet lichtsterkte, aangegeven met IK, waarbij 1 cd de lichtsterkte is van een bron die een enkele stralingsfrequentie uitzendt (540 x 10¹² Hertz, of cycli per seconde) en heeft een stralingsintensiteit van 1/683 van een watt per steradiaal, of gebogen "patch" van de onzichtbare bol waardoor de straling passeert die is gekozen voor onderzoek.

De uitstraling E van een oppervlak wordt gegeven door de relatie E = ik / r² voor straling die loodrecht door de steradiaan reist.

Het lumen

Wanneer we denken in termen van lumen versus candela, denk dan in termen van de totale energie die afkomstig is van een bron versus dat deel ervan dat het menselijk oog toevallig is uitgerust om te registreren.

Het lumen (lm) is diverser dan de candela, waarbij rekening wordt gehouden met straling die zij met het oog niet kunnen zien. Het lumen kan worden gedefinieerd als het lichtstroom uitgezonden naar een steradiaan door een puntbron met een lichtsterkte, ik van 1 candela. EEN lux is een eenheid gelijk aan 1 lm / m².

Hoewel het lumen en de kandelaar niet geschikt zijn voor eenvoudige conversies, is het handig dat ze in dezelfde richting veranderen. Ter referentie: een typische gloeilamp van 100 watt levert een lichtstroom van 150 lm, terwijl een standaard koplamp met een hoge intensiteit ongeveer 150.000 lm incheckt.

Converteren tussen candela en lumens

Het probleem van de kaarsenkracht versus lumen (of tegenwoordig candela tot lumen) heeft menig student ergerlijk gemaakt. Dit komt omdat je de een niet rechtstreeks naar de ander kunt converteren, omdat ze niet hetzelfde fysieke ding vertegenwoordigen. U kunt echter tegelijkertijd met de twee werken en vergelijkingen maken.

Eenheden negeren:

{lm} = {cd} × 2π (1 - {cos} (θ / 2))

Hier, θ vertegenwoordigt de kegel tophoek, of de hoek tussen de cirkel aan de basis van een onzichtbare "kegel" van elke gekozen verhouding die naar buiten straalt vanuit de lichtbron en de stralen zelf. Deze "cirkel" is het "oppervlak" waardoor de lichtstralen "stromen" om bij te dragen aan de flux (lm) en ook waar ze "schijnen" om bij te dragen aan lm. U krijgt deze invalshoek wanneer u wordt gevraagd om dergelijke problemen op te lossen.

In het geval van een puntlichtbron die in alle richtingen gelijk uitstraalt, wat hier wordt overwogen, is het probleem eenvoudiger. Omdat de maximale waarde van 2 is, wat gebeurt wanneer cos (θ/2) = −1,

begin {uitgelijnd} {lm} & = 2π (1 - (- 1)) {cd} & = 4π ; {cd} end {uitgelijnd}

Dus voor een isotopische bol, lumen is slechts candela maal 4π.