Lysstyrke

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 30. oktober 2019; checks kræver 4 redigeringer .

Lysstyrken af lyskilden [1] er lysstrømmen sendt i en given retning divideret med en lille (elementær) rumvinkel nær denne retning og med projektionen af kildeområdet [2] på et plan vinkelret på observationsaksen . Med andre ord er det forholdet mellem intensiteten af lys , der udsendes af overfladen, og området for dets projektion på et plan vinkelret på observationsaksen.

B(\alpha )={\frac {dI(\alpha )}{d\sigma \cos \alpha }}

I definitionen ovenfor forstås, hvis den betragtes som en generel, at kilden har en lille størrelse, mere præcist en lille vinkelstørrelse. I det tilfælde, hvor vi taler om en betydeligt udvidet lysende overflade, betragtes hvert af dets elementer som en separat kilde. I det generelle tilfælde kan lysstyrken af forskellige punkter på overfladen derfor være forskellig. Og så, hvis vi taler om lysstyrken af kilden som helhed, menes gennemsnitsværdien generelt. Kilden har muligvis ikke en bestemt udstrålende overflade (en lysende gas, et område af et medium, der spreder lys, en kilde med kompleks struktur - for eksempel en tåge i astronomi, når vi er interesseret i dens lysstyrke som helhed), så under kildens overflade kan vi mene en betinget valgt overflade, der begrænser den eller blot fjerne ordet "overflade" fra definitionen.

I det internationale system af enheder (SI) måles det i candela pr. m² . Tidligere blev denne måleenhed kaldt nit (1nt \u003d 1 cd / 1 m² ), men på nuværende tidspunkt giver standarderne for SI-enheder ikke mulighed for brug af dette navn.

Der er også andre enheder til måling af lysstyrke - stilb (sb), apostilb (asb), lambert (Lb):

1 asb \u003d 1 / π × 10 -4 sb \u003d 0,3199 nt \ u003d 10 -4 Lb. [3]

Generelt set afhænger lysstyrken af en kilde af observationsretningen, selvom overflader, der udsender eller diffust spreder lys, i mange tilfælde adlyder Lamberts lov mere eller mindre nøjagtigt , i hvilket tilfælde lysstyrken ikke afhænger af retningen.
Det sidste tilfælde (i fravær af absorption eller spredning af mediet - se nedenfor) giver os mulighed for at overveje både endelige rumvinkler og endelige overflader i definitionen (i stedet for uendeligt små i den generelle definition), hvilket gør definitionen mere elementær, men vi må forstå, at i det generelle tilfælde (hvortil, hvis der kræves større nøjagtighed, de fleste praktiske tilfælde også gælder), bør definitionen baseres på uendeligt små eller i det mindste fysisk små (elementære) rumvinkler og arealer.
I tilfælde af et medium, der absorberer eller spreder lys, afhænger den tilsyneladende lysstyrke naturligvis også af afstanden fra kilden til observatøren. Men selve indførelsen af en sådan størrelse som lysstyrken af en kilde er ikke mindst motiveret af det faktum, at i et vigtigt særligt tilfælde af et ikke-absorberende medium (inklusive vakuum), afhænger den tilsyneladende lysstyrke ikke af afstanden, herunder i det vigtige praktiske tilfælde, når kroppen er vinklen bestemt af størrelsen af linsen (eller pupillen) og aftager med afstanden (faldet med afstanden fra lyskilden kompenserer nøjagtigt for faldet i denne rumvinkel).
Der er en sætning, der siger, at billedets lysstyrke aldrig overstiger kildens lysstyrke [4] .

Lysstyrke L er en lysværdi svarende til forholdet mellem lysstrømmen og den geometriske faktor : $d^{2}\Phi$ $d\Omega dA\cos \alpha$

L={\frac {d^{2}\Phi }{d\Omega dA\cos \alpha }}

Her er rumvinklen fyldt med stråling, er arealet af området, der udsender eller modtager stråling, og er vinklen mellem vinkelret på dette område og strålingsretningen. To praktisk talt mest interessante særlige definitioner følger af den generelle definition af lysstyrke: $d\Omega$ $dA$ $\alfa$

Den lysstyrke, der udsendes af en overflade i en vinkel med normalen af denne overflade, er lig med forholdet mellem intensiteten af lys , der udsendes i en given retning, og projektionsområdet af den udsendende overflade på et plan vinkelret på denne retning [5] : $dS$ $\alfa$ $jeg$

L={\frac {dI}{dS\cos \alpha }}

Lysstyrke er forholdet mellem belysning i et punkt i planet vinkelret på retningen til kilden til den elementære rumvinkel, hvori strømmen, der skaber denne belysning, er indesluttet: $E$

L={\frac {dE}{d\Omega \cos \alpha }}

Lysstyrken måles i cd/ m2 . Af alle lysværdier er lysstyrken mest direkte relateret til visuelle fornemmelser, da belysningen af billederne af objekter på nethinden er proportional med lysstyrken af disse objekter. I systemet med energifotometriske størrelser kaldes en værdi svarende til lysstyrke energilysstyrke og måles i W / (sr m 2 ).

I astronomi

Inden for astronomi er lysstyrke et kendetegn for emissiviteten eller reflektiviteten af overfladen af himmellegemer . Lysstyrken af svage himmelske kilder er udtrykt ved størrelsen af et areal på 1 kvadratsekund, 1 kvadratminut eller 1 kvadratgrad, det vil sige, at belysningen fra dette område sammenlignes med belysningen givet af en stjerne med en kendt størrelsesorden .

Således er nattehimlens lysstyrke uden en måne i klart vejr, lig med 2⋅10 −4 cd/m² , karakteriseret ved en størrelse på 22,4 s 1 kvadratsekund eller en stjernestørrelse på 4,61 s 1 kvadratgrad. Lysstyrken af den gennemsnitlige tåge er 19-20 størrelser fra 1 kvadratsekund. Venus' lysstyrke er omkring 3 størrelser fra 1 kvadratsekund. Lysstyrken af området i 1 kvadratsekund, over hvilket lyset fra en stjerne af nul størrelsesorden er fordelt, er lig med 92.500 cd/m² . En overflade, hvis lysstyrke ikke afhænger af stedets hældningsvinkel til synslinjen, kaldes ortotropisk; fluxen, der udsendes af en sådan overflade pr. arealenhed, adlyder Lamberts lov og kaldes lethed; dens enhed er lambert, svarende til en samlet flux på 1 lm (lumen) fra 1 m².

I fjernsynet

Lysstyrke ( B ) estimeres ved den maksimale værdi af lysstyrken af registerets lyse områder. [6]

Eksempler

Solen i zenit — 1,65⋅10 9 cd/m² [7]
Solen i horisonten — 6⋅10 6 cd/m² [7]
tåge oplyst af solen - mere end 12.000 cd / m² [8]
himmel dækket med lette skyer - 10.000 cd/m² [9]
fuldmåneskive - 2500 cd / m²
klar himmel i dagtimerne - 1500-4000 cd / m² [7]
himlen i stratosfæren i en højde af 19 km er 75 cd/m² [10]
natlysende skyer - nogle gange op til 1-3 cd/m² [11]
nordlys — op til 0,2 cd/m² [11]
nattehimlen på en fuldmåne er 0,0054 cd/m² [12]
måneløs nattehimmel - 0,01 [7] -0,0001 cd/m² [9] ; 0,000171 cd/m² [13]

Se også

Noter

↑ En lyskilde kan forstås som en overflade, der udsender, samt reflekterer eller spreder lys. Det kan også være et 3D-objekt.
↑ I det tilfælde, hvor kilden ikke er en lysende overflade, taler vi om en projektion af et tredimensionelt legeme eller et område af rummet, som betragtes som en kilde.
↑ Apostille arkivkopi dateret 16. september 2009 på Wayback Machine i Great Soviet Encyclopedia
↑ I tilfælde af et forstærkende medium er denne sætning ikke direkte opfyldt, eller skal i det mindste præciseres præcist for at forstå dens formulering, mens formuleringen er noget vanskelig, fordi kilden i fysisk forstand ikke kun er den primære kilde, men også mediet. På en eller anden måde, hvis vi ved kildens lysstyrke kun forstår lysstyrken af den primære kilde, kan den åbenbart overgås, når lys forplanter sig i et aktivt medium.
↑ Petrovsky M. V. Elektrisk belysning: forelæsningsnotater for studerende i specialet 7.050701 "Elektriske systemer og elektrisk belysning" af alle former for uddannelse. - Sumi : SumDU, 2012. - 227 s.
↑ R. M. Stepanov. Fotoelektroniske apparater til fjernsyn. - St. Petersburg Electrotechnical University "LETI", 2014. - S. 13. - 191 s.
↑ 1 2 3 4 Tabeller over fysiske størrelser / udg. acad. I. K. Kikoina. - M . : Atomizdat, 1975. - S. 647.
↑ Runway Visual Range Guide (link ikke tilgængeligt) . Hentet 24. marts 2017. Arkiveret fra originalen 25. februar 2017. (ubestemt)
↑ 1 2 Enokhovich A. S. Handbook of Physics.-2. udg. /udg. acad. I. K. Kikoina. - M . : Uddannelse, 1990. - S. 213. - 384 s.
↑ Proceedings of the All-Union Conference on the Study of the Stratosphere. L.-M., 1935. - S. 174, 255.
↑ 1 2 Ishanin G. G., Pankov E. D., Andreev A. L. Kilder og modtagere af stråling. - Sankt Petersborg. : Polyteknisk Læreanstalt, 1991. - 240 s. — ISBN 5-7325-0164-9 .
↑ Tousey R., Koomen MJ The Visibility of Stars and Planets Under Twilight // Journal of the Optical Society of America, Vol. 43, nr. 3, 1953, s. 177-183
↑ Andrew Crumey Menneskelig kontrasttærskel og astronomisk synlighed . Hentet 20. februar 2017. Arkiveret fra originalen 20. februar 2017. (ubestemt)

Links

farverum. Forfatterens videnskabelige bibliotek USTU Arkivkopi dateret 8. maj 2012 på Wayback Machine

Lette mængder
lys energi Let flow Lysstyrke Lysets kraft Lysstyrke belysning Rumlig belysning belysning lyseksponering Rumlig lyseksponering Volumetrisk tæthed af lysenergi Integreret lysstyrke Volumetrisk tæthed af lysenergi Volumentæthed af lysintensitet Tilsvarende lysstyrke