У фізичному світі все пов'язано з вимірюваннями і все можна описати і виміряти. І для кожного предмета або явища є одиниці вимірювання. Так, наприклад, відстань вимірюється в метрах, температура в градусах, а маса в кілограмах. У світла теж є вимірювані параметри: світність, яскравість, сила світла, які також мають свої одиниці. Наприклад, одиницею яскравості є кандела на метр в квадраті.

Параметри світлового випромінювання

Світло як фізичне явище характеризується багатьма параметрами. Основні використовувані у фізиці такі:

  • Сила світла;
  • світність;
  • яскравість;
  • освітленість;
  • Світлова температура.

Сила світла визначає кількість світлової енергії, випромінюваної джерелом світла за проміжок часу. Іншими словами, це те, наскільки потужний світловий потік здатний випромінювати джерело світла.

Світність - це світловий потік на одиницю світиться поверхні. Чим більше світність, тим світлішою здається випромінює поверхню. Одиниця світності - люмен на квадратний метр.

Яскравість - це світловий потік в певному, вузькому напрямку. Зазвичай йдеться про цю величині в контексті точкового джерела випромінювання. При великий світиться площі визначається її середня яскравість.

Термін освітленість застосовується по відношенню до освітлюваної поверхні. Це відношення світлового потоку до площі поверхні, тобто наскільки добре вона освітлена.

Світлова температура показує сприймається колір джерела випромінювання. Вона вимірюється в одиницях температури - Кельвінах - і відповідає температурі випромінює, нагрітого до цих градусів тіла. Суб'єктивно вона сприймається теплою чи холодною. Чим вищою є колірна температура, тим холоднішим буде колір. Теплий - це жовтий і червоний, холодний - блакитний і фіолетовий.

Вимірювання яскравості

Оскільки світло має вимірні параметри, то яскравість як параметр світла має свої одиниці виміру. Зараз, по міжнародній системі СІ, яскравість вимірюється в канделах на квадратний метр, значення цієї одиниці відповідає прийнятій в старовину одиниці ніт, величина якої виражалася відношенням однієї кандели до одного метру в квадраті. Крім нітов, одиницями яскравості також були:

  • стильб;
  • Апостільб;
  • Ламберт.

Апостільб в даний час є застарілою величиною, яка вийшла з ужитку вона в 1978 році. Вона означала яскравість поверхні площею 1 квадратний метр і випромінює світловий потік в 1 люмен.

Величина стильб використовується системі вимірювань СГС. У цій системі основними заходами є заходи довжини, ваги і часу, що в розшифровці абревіатури СГС відповідає величинам сантиметр, грам, секунда. У більш пізніх версіях системи з'явилися електричні і магнітні розширення СГСЕ і СГСМ. Тут і знаходиться і стильб, як одиниця вимірювання електромагнітного випромінювання.

Ламберт - це позасистемна одиниця. З'явилася і використовується переважно в Америці. Її назва походить від імені німецького фізика Йоганна Ламберта, який проводив дослідження в теорії систем, ірраціональних чисел, фотометрії та тригонометрії. Один ламберт - це одиниця яскравості світної поверхні площею в один квадратний сантиметр і володіє світловим потоком в один люмен.

фізичне представлення

A в фізиці розглядається величину можна виразити через поняття роботи. Робота розуміється як обмін енергіями між системою і зовнішнім середовищем. Обмін може відбуватися у формі електромагнітного випромінювання. Інтенсивність випромінювання якраз і буде визначати яскравість. Якщо розуміти, в чому вимірюється робота у фізиці, можна визначити фізичне уявлення яскравості. Робота в фізиці вимірюється в джоулях, які можна уявити, як Ват-секунди. Тобто потужність випромінювання, помножена на час, буде вважатися роботою. Чим більше потужність світлового випромінювання, тим яскравішим буде джерело світла.

Застосування в астрономії

В астрономії також використовуються одиниці виміру яскравості для небесних тіл. Вони характеризують небесні тіла по випромінювальної або відбивної здатності. Відбите світло небесних тіл може бути вельми яскравим, досить згадати світло Місяця або затьмарює світло багатьох зірок ранкову Венеру. Обидва цих небесних тіла світять відбитим світлом Сонця.

Одиниця яскравості небесних тіл виражається зоряну величину ділянки неба розміром одна квадратна секунда. Простими словами зоряну величину можна визначити як світність точкового об'єкта зоряного неба. Квадратної секундою вважається 1/648000 від об'ємного кута, іменованого стерадіан.

Астрономічну яскравість можна порівняти зі звичайною. Одна зоряна величина з квадратної секунди дорівнює 8, 96 мікрокандел на квадратний метр.

Яскравість неба в безмісячну ніч виражається величиною 0, 0002 кд / м2. Вимірювати светлоту темних об'єктів важливо для фотометрії: таким чином можна зрозуміти, який об'єкт зоряного неба і наскільки перекриває світність інші об'єкти. За зменшення інтенсивності світла зірок судять про можливе закриття їх світиться диска планетами, і навіть про розмір та склад атмосфери цих планет! Ця величина грає важливу роль в астрономії, фотографії та відеографії, а також у художників і фахівців з освітленості робочих місць.

Для екранів телевізорів

Сучасний плазмові і рідкокристалічні екрани телевізорів можуть досягати яскравості в 400-500 кд / м2. Однак це сумнівна перевага, так як збільшення цієї величини призводить до підвищення втоми очей і вимагає збільшення частоти і тривалості відпочинку. Особливо це впливає на око при перегляді телевізора або роботі з комп'ютером в темряві або в умовах недостатнього освітлення. Для людського ока комфортне значення встановлюється в межах 150-200 кд на квадратний метр. Санітарними правилами і нормами встановлено обмеження яскравості екрану при роботі в 200 кд / м2.

Підвищене значення інтенсивності випромінювання вітається тільки при перегляді фільмів з 3D ефектом, так як використовувані при цьому 3D окуляри сильно поглинають випромінювання екрану, роблячи його більш темним. При виборі пристроїв з рідкокристалічними і плазмовими екранами варто звертати увагу на рівномірність підсвічування. Неякісні екрани відображають центр яскравішим, при цьому виявляється сильно помітним спадання потужності підсвічування до країв дисплея.

Категорія:

Технології