Главное меню

В чем измеряется яркость света


Единица измерения света. Как измерить. Подробно.

 

Единица измерения света – Люмен.

Единицей измерения света является – Люмен. Это единица измерения потока света в системе единиц физических величин — СИ. 1 люмен = световой поток, который испускается от точечного изотропного источника. Сила света при этом должна равняться 1 Кандела. Полное свечение, исходящее от изотропного светильника, с силой света 1 Кандела равно 4 люменам.

1300 люменов содержится в стандартной лампе накаливания 100 Ватт .

1600 lm — в потоке света люминесцентного осветителя 26 Вт.

В солнце — 3.63х10 в 28 степени Люменов.

Люмен является полным потоком света от светильника. Несмотря на это, такая единица измерения не сильно распространена, потому что она не учитывает сосредотачивающую эффективность отражательного предмета или линзы. Люмен — не прямой параметр оценивания яркости или производительности фонарного свечения. Широкий световой луч может принимать те же значения, что и узконаправленный. Люмены не в состоянии определить интенсивность освещения, так как оценка в люменах предполагает учет всего рассеянного свечения, бесполезного в этом случае.

Единица измерения силы света – Кандела

Единица измерения силы света – Кандела. Обозначается как Кд или cd. Кандела равняется силе свечения, которое испускается в определенном векторе, заданном источником монохроматического излучателя частотой 540х10 в 12 степени Герц.

В системе СИ есть 7 главных единиц измерения, одной из которых является кандела. Кандела равняется силе свечения, которое испускается в определенном векторе, заданном источником монохроматического излучателя частотой 540х10 в 12 степени Герц. Его энергетическая сила света составляет 1/683 (Вт/ср). Ср — стерадиан, этим показателем измеряют телесные углы. В славянских странах его обозначают как Ср, однако международное обозначение sr.

Упомянутая частота соответствует зеленому спектру. Глаз человека более чувствителен к зеленому, чем к другим цветам. Для достижения того же значения силы света при излучении с другой частотой необходимы большие показатели энергетической интенсивности.

Ученые прошлых веков определяли Кандела как силу света, которая излучается черным предметом перпендикулярно плоскости площадью 1/60 квадратных сантиметров при температуре 2042.5К. При такой температуре расплавляется платина. Современная наука определила значение 1/683 так, чтобы нынешнее обозначение соответствовало предыдущему.

Пламя свечи излучает примерно одну канделу силы света. Из-за того, что в латинском языке свеча называется candela, а в английском — candle, раньше эту единицу измерения так и называли: свеча. Сейчас такое название не используется и считается архаизмом.

 

Единица измерения освещенности.

Единица измерения освещенности – отношение свечения к поверхности, которое оно освещает, принято называть освещенностью. Учитывается именно перпендикулярное падение света на определенную плоскость.

Единица измерения освещенности — Люкс (lux.)

1 люкс = отношение 1 люмена к 1 метру поверхности в квадрате.

Световой поток измеряется в люменах. Оба показателя занесены в международную систему единиц. В Великобритании и Соединенных Штатах уровень освещенности узнают в люменах на квадратный фут, также называемые футом-кандела. Яркость свечения — освещенность от источника силой в 1 канделу на расстоянии одного фута от освещаемой плоскости.


В европейских странах есть стандарт качества освещения в рабочих помещениях. Ниже представлены некоторые рекомендации из этого документа.

Нужно ли, на самом деле, измерять степень освещенности и что такое единица измерения света?

Ученые доказали, что тусклый или, наоборот, слишком яркий свет разрушают сетчатку человеческого глаза, из-за чего ухудшается острота зрения. Из-за разрушения сетчатки скорость и качество функционирования мозга снижаются. Недостаточное количество яркости увеличивает в людях сонливость, понижает работоспособность и ухудшает настроение. Следует учесть, что мы не берем во внимание ситуации, в которых тусклое свечение украшает обстановку: романтическое свидание, просмотр фильма и так далее. Насыщенный световой поток прибавляет сил, энергии, желания работать, тем самым быстрее утомляя человека.

Единица измерения света установлена СанПиНом называют санитарные правила и нормы — данные, на которые нужно равняться при измерении освещенности. Замеры делаются для определения не только степени освещенности, но и уровня шума, пыли, загрязненности, вибрации. По мнению докторов, постоянный недостаток света на рабочем месте приводит к переутомлению сотрудников, ухудшению зрения и концентрации внимания. Рабочие становятся менее трудоспособными, что может вылиться в несчастный случай по невнимательности или другим причинам.

Помимо людей, от недостаточной освещенности страдают и другие живые организмы: растения, животные. Для быстрого развития и плодородного цветения растениям обязательно нужен мощный поток света. У животных из-за некачественного освещения могут появиться нарушения в росте и развитии, репродуктивной функции, наборе массы тела и может снизиться активность существа.

Каким бывает освещение

Освещение, как правило, бывает естественным и искусственным.

Естественные источники свечения:

Искусственные источники:

Интенсивность света

Единица измерения света  интенсивность измеряется при обустройстве освещения в комнате либо при подготовке фотоаппарата к съемке. Опытные фотографы и светотехники-профессионалы, пользуются цифровыми экспонометрами, однако можно изготовить и простой прибор с похожим принципом работы своими руками.

Многие аппараты предназначены для отдельного типа освещения. Например, измеряя свечение натриевых ламп, вы добьетесь более точного результата, чем проводя расчеты над лампой накаливания.

Можете установить приложение на смартфон, которое определит интенсивность света. Какими бы хорошими ни были ваш телефон и выбранное приложение, результаты будут искаженными и неточными, поэтому лучше воспользоваться специализированным прибором.

Большинство устройств измеряют показатели освещенности в люксах, так как это общепринятая единица, однако некоторые настроены на отображение фут-кандел.

Если вам неудобен один из этих способов измерения, можете перевести люксы в канделы и наоборот на этом ресурсе:

https://www.rapidtables.com/calc/light/lux-to-fc-calculator.html.

Чем измеряют степень освещенности

Как мы уже выяснили, единица измерения освещенности — Люкс. Несложно догадаться, как называется прибор, которым измеряют уровень света. «Люкс» плюс «метр» (с древнегреческого переводится как «мера», «измеритель») равно люксметр. Принцип работы этого портативного устройства схож с работой фотометра.

Попадающий на элемент световой поток выпускает электроны в теле полупроводника, из-за чего электроток начинает проводиться фотоэлементом. Величина электрического тока прямо пропорциональна степени освещения фотоэлемента, который и отображается на шкале или на электронном дисплее, если это современная модель люксметра. Аналоговые аппараты снабжены специальной шкалой с градусами. По движению стрелки определяются окончательные результаты замеров.

Цифровые устройства.

На смену аналоговым люксметрам пришли цифровые — маленькие компьютеры. Параметры можно увидеть на небольшом жидкокристаллическом экране. Часть, с помощью которой измеряют свет, часто содержится во внешнем корпусе и соединяется с основным устройством гибким проводом. Из-за такой конструкции можно измерять освещение в любых местах, даже труднодоступных. Согласно ГОСТ, погрешность аппарата не должна превышать 10 процентов.

Важные моменты.

При расчете сравнительной световой интенсивности можете сделать замер интенсивности освещения аналоговым или цифровым устройством. Современные измерители отображают параметры в люксах, а устаревшие аналоговые – те, которые со стрелочкой, – в фут-канделах. 1 фут-кандела равняется 10.76 люкс.

Заключение.

Таким образом, мы разобрались, что значит освещенность, сила света, его интенсивность. Вы узнали какими бывают единицы измерения светового потока, измерительные приборы, ознакомились с нормами и рекомендациями СанПин и многим другим. Теперь вы имеете базовый багаж знаний об освещении и не растеряетесь, если услышите в разговоре слово «кандела» или «люксметр». Если интересно, можете приобрести измерительный аппарат и сделать несколько замеров освещенности своего рабочего места. После этого вы поймете, соответствует ли ваше освещение нормам или нет.

Измерение цветовой температуры

Нормы освещенности

Светотехнические параметры и понятия. Часть 1. Справочная информация

Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю, но нужны для правильного описания цветового фона.

Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.

Светотехнические параметры и понятия.

1 — Видимое и оптическое излучение

Весь окружающий нас мир образуется видимым и оптическим излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).

УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.

ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.

2 — Световой поток (Ф)

Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.

Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.

3 — Люмен

Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.

 

4 — Освещенность (Е)

Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).

Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).

Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.

На картинке представлены: а - средняя освещенность на площади А, б - общая формула для расчета освещенности.

5 — Сила света (I)

Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.

I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).

Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.

КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.

 

6 — Яркость (L)

Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.

L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.

Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.

В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.

Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.

Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.

7 — Световая отдача (H)

Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.

Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.

Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.

 

8 — Цветовая температура (Тц)

Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. При изменении температуры источника света, тональность излучаемого света меняется от красного к синему. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.

Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия + 273) К.

 

Пламя свечи — 1900 К

Лампа накаливания — 2500–3000 К

Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К

Солнце — 5000–6000 К

Облачное небо — 6000–7000 К

Ясный день — 10 000 — 20 000 К.

9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)

Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.

Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.

 

Показатели цветопередачи:

Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)

Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)

Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)

Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)

Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)

Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)

 

Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.

Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra

Интересное о LED » В чем измеряется яркость света?

Что в светотехнике понимается под яркостью света? В светотехнических измерениях наряду со светоотдачей, цветовой или яркостной температурой и освещенностью яркость светодиодных светильников является одной из важных характеристик.

Политехнический и энциклопедический словари описывают светотехническую характеристику яркость, как параметр свечения источника света в заданном направлении. Яркость, обозначаемая символом L – это сила света I, исходящая с единицы площади излучателя S, на перпендикулярную ей освещаемую плоскость с учетом угла положения излучающей плоскости. Т. е. L = I/(S × cos α), где α – угол наклона плоскости излучения к направлению наблюдения.

В чем измеряется яркость света?

В международной системе измерений СИ яркость света измеряется в канделах на квадратный метр или кд/кв.м или кд/м2. Прежнее название единицы яркости нит (нт). В СИ это название не используется. Имеются и другие единицы измерения яркости – ламберт (Лб). стильб (сб), апостильб (асб).

В общем случае яркость света, как характеристика источника излучения, связана и зависит от направления с которого ведется наблюдение. Для повышения точности измерений все расчеты должны вестись в телесных углах, предполагая, что свет исходит из точечных площадок излучения. Для светодиодов, которые имеют очень малую поверхность излучающего торца кристалла это условие практически выполняется.

Яркость источника связана со зрительными ощущениями человека непосредственно. Потому что изображения предметов на сетчатке глаза соответствуют их яркостям.

Например. Солнце днем на экваторе Земли имеет яркость около 1,65·109 кд/м², а опустившееся до горизонта – 6·106, т. е. почти на три порядка меньшую. С яркостью непосредственно связана и сила света, в международной практике называемая luminous intensity.

Существует и понятие локальной яркости. Это яркость какого-либо небольшого участка светящейся поверхности. Светодиоды имеют огромную локальную яркость. Поэтому для световой безопасности глаз человека в светодиодных светильниках элементами конструкции должен быть обеспечен защитный угол.

О другой характеристике – световом потоке, мы уже писали.

Что такое освещенность, цветовая температура и яркость света

Трудно встретить человека, который не разбирался бы в мерах длины, площади, объема, веса. Не вызывает сложностей исчисление времени, определение температуры. Но вот если спросить кого-нибудь о фотометрических величинах, то в большинстве случаев внятного ответа ожидать не приходится. А между тем, с освещением, естественным или искусственным, мы живём в постоянном контакте. Значит, надо научиться и его оценивать каким-то образом.

Освещенность это…Освещенность это…

Безусловно, такая оценка производится всегда и всеми, но чаще всего – чисто на уровне субъективного восприятия: достаточно света или нет. Однако, подобная «градация» именно что субъективная, и может давать существенные ошибки. Последствия таких некорректных оценок нельзя недооценивать — и недостаточность освещения, и его избыточность негативно влияют и на органы зрения человека, и на его психоэмоциональное состояние.

А между тем, существует специальная величина – освещенность, значение которой регламентируется законодательными актами в области строительства и санитарии. То есть освещенность это как раз тот критерий качества, позволяющий правильно оценить организацию системы освещения помещений. В этой статье мы как раз и поговорим об этом параметре и связанными с ним другими фотометрическими величинами, посмотрим, как это можно использовать в практическом приложении.

Какие фотометрические величины используются при расчетах освещения

По укоренившейся привычке многие продолжают считать, что оценку освещенности помещения можно производить в единицах измерения энергии – ваттах. Такое заблуждение легко объяснимо – в наследство от времен полного господства ламп накаливания нам остался этот устойчивый стереотип.

Лампы накаливания выпускались различной потребляемой мощности – 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150 и более ватт. И каждый хозяин дома или квартиры на собственном опыте знал, что для нормального освещения в гостиной, например, он должен ввернуть в люстру три лампочки по 60 ватт, для настольной лампы достаточно будет «сороковки», в кухню нужно приобрести стоваттную и т.д.

Кстати, явным наследием этого до сих пор остаётся практика, применяемая производителями ламп – указывать на их упаковке, кроме потребляемой мощности, светоотдачу, выраженную в эквиваленте мощности старых ламп накаливания.

Такие аналогии с лампами накаливания той или иной мощности помогают простому человеку мысленно оценить ожидаемую светоотдачу. Но никакой прямой связи здесь нет.Такие аналогии с лампами накаливания той или иной мощности помогают простому человеку мысленно оценить ожидаемую светоотдачу. Но никакой прямой связи здесь нет.

Так что запомним первое – в ваттах ни световой поток, излучаемый лампой, ни получающаяся от нее освещенность поверхности не измеряются. Указанные на корпусе прибора ватты – это количество потребленной лампой электроэнергии, которая путем тех или иных физических преобразований превращается в видимый свет.

Некоторые люди старшего поколения вообще уверены, что световая отдача осветительного прибора измеряется в свечах. Кстати, это не столь далеко от истины, а почему – станет понятно ниже. Но это опять же – никак не освещенность.

Так что имеет смысл рассмотреть основные фотометрические величины по порядку, от источника света к освещаемой поверхности. Сразу оговоримся – тема эта довольно сложная для восприятия неподготовленным человеком. Поэтому постараемся максимально упростить изложение, не будем его перегружать громоздкими формулами. Так, чтобы просто сложилось общее понимание вопроса.

Световой поток

Свет, как известно, имеет волновую природу. В определённом диапазоне длин волн электромагнитное излучение воспринимается органами зрения человека, то есть становится видимым. Примерные границы этого диапазона – от 400÷450 нм (красная часть спектра) до 630÷650 (фиолетовая область).

Помните, как в нас в детстве учили запоминать цвета радуги – «Каждый охотник…» и т.д.? А ведь радуга – это наглядный природный пример спектрального разложения света.Помните, как в нас в детстве учили запоминать цвета радуги – «Каждый охотник…» и т.д.? А ведь радуга – это наглядный природный пример спектрального разложения света.

Электромагнитные волны являются переносчиком энергии – именно энергия Солнца обеспечивает жизнь на Земле. Но отвлечёмся от астрономических категорий, вернемся к обычным источникам света.

Итак, раз источник излучает свет, то это означает излучение и перенос определённой энергии. Количество этой лучистой энергии (We), перенесенной в единицу времени, носит название лучистого потока (Фе). И измеряется он в ваттах.

Однако, речь идет об освещении, то есть восприятии цвета человеческим зрением. И оценить количество энергии «на глаз» — это сразу заложить большую погрешность. Например, два источника, обладающих равной мощностью излучения, но с разным цветом свечения, будут восприниматься глазом тоже по-разному.

Чтобы унифицировать этот параметр, введена специальная физическая величина – световой поток (Ф). Это тоже показатель мощности лучистого потока, но только той его части, что воспринимается среднестатистическим здоровым человеческим глазом.

Измеряться световой поток  также может в ваттах (это, скорее, энергетический показатель), или в люменах (световой показатель). На практике обычно применяются люмены.

Для точного значения одного люмена в качества эталона взято излучение из центральной, зеленой части видимого спектра, длиной 555 нм.

Итак, принято, что лучистый поток с длиной волны 555 нм величиной 1 ватт соответствует 683 люменам. Почему такой странный коэффициент? Просто окончательное утверждение этой единицы в системе СИ состоялось в 1979 году, а первые опыты по фотометрии с введением показателя светового потока начали производиться задолго до этого. В ту пору, когда электрического освещения еще не существовало, и более-менее стабильным, «эталонным» источником света служила обычная свеча. И сложившееся соотношение энергетического ватта и светового люмена было со временем пересчитано  и перешло до наших дней.

Еще раз напомним — упомянутые выше ватты, которыми также может измеряться световой поток, не имеют никакого отношения к тем, что указаны на упаковке лампы. Там показывается потребление светильника, то есть то количество энергии, которое он «заберет» из сети. Нас же должна больше волновать его энергетическая световая отдача – какое количество видимой лучистой энергии он «выдаст». Так что гораздо правильнее будет при выборе лампы обращать внимание не на эфемерные сравнительные аналогии в ваттах, а на четко указанное значение светового потока в люменах.

Ищите на упаковке лампы значение ее светового потока в люменах.Ищите на упаковке лампы значение ее светового потока в люменах.

Световая отдача

Это – очень интересная в практическом плане величина, так как она, по сути, характеризует эффективность источника света. Важно выбирать лампу не исходя из ее потребляемой электрической мощности, а из того, как эта мощность расходуется при преобразовании в световую энергию.

Итак, величина светоотдачи показывает, какой световой поток вырабатывается лампой при преобразовании одного ватта затраченной энергии. Понятно, что и измеряется она в люменах на ватт (лм/Вт).

Преобразование одного вида энергии в другой производится по-разному. Например, в привычных лампах накаливания применен резистивный принцип – свечение вызывает раскаленная спираль с большим электрическим сопротивлением. Понятно, что это сопровождается огромными тепловыми потерями. Более эффективными являются современные осветительные приборы, основанные на принципах свечения полупроводниковых матриц при пропускании тока или специально подобранных газовых смесей при их ионизации. Здесь на ненужный нагрев расходуется значительно меньше затраченной энергии.

Принципы преобразования электрической энергии в световой поток у разных ламп – различные. Отсюда и разница в их энергоэффективности, то есть в показателях светоотдачи.Принципы преобразования электрической энергии в световой поток у разных ламп – различные. Отсюда и разница в их энергоэффективности, то есть в показателях светоотдачи.

Выше уже говорилось, что пик нормального восприятия света человеческим глазом приходится на длину волны в 555 нм. И в идеальных условиях, при полном преобразовании электрической энергии в монохроматический световой поток указанной длины волны, то есть при совершенном отсутствии потерь, теоретически возможно добиться светоотдачи в 683 лм/Вт. Это называется идеальным источником света, которого в природе, увы, не существует.

В таблице ниже приведены сравнительные характеристики для наиболее применяемых в быту ламп – накаливания, люминесцентных и светодиодных. Хорошо видно, насколько экономичнее становится использование современных источников света, то есть как возрастает показатель светоотдачи.

(Значения в таблице указаны примерные. В любой из категории ламп могут быть отклонения в ту или иную сторону – это зависит от качества конкретной модели. Но общую картину таблица представляет довольно наглядно).

Световой поток, ЛмЛампы накаливания Люминесцентные лампыСветодиодные лампы
Потребляемая
мощность, Вт
Светоотдача,
лм/Вт
Потребляемая
мощность, Вт
Светоотдача,
лм/Вт
Потребляемая
мощность, Вт
Светоотдача,
лм/Вт
2502012.55÷741.72÷3100
400401010÷1336.44÷588.9
7006011.715÷1645.26÷1087.5
900751218÷2047.410÷1281.8
12001001225÷3043.612÷1588.9
18001501240÷504018÷2094.7
250020012.560÷8038.525÷3090.9

Конкретное значение светоотдачи не всегда, но все же указывается некоторыми производителями ламп на их упаковке. Это может быть надпись «светоотдача» или же «Lighting effect». Если нет, то его несложно определить и самому, разделив паспортный световой поток на указанную потребляемую мощность.

На упаковках некоторых ламп производитель сразу указывает и световую отдачу прибора.На упаковках некоторых ламп производитель сразу указывает и световую отдачу прибора.

Совершенно очевидно, что из всех ламп, применяемых в бытовых условиях, наилучшими показателями светоотдачи обладают светодиодные приборы – у них этот показатель доходит до 100 лм/Вт, и даже может быть несколько выше. Но прогресс не стоит на месте, и разработчики заявляют о скором выходе в серийное производства ламп со светоотдачей порядка 200 лм/Вт. Но до идеального источника еще ой как далеко…

Кстати, ученым удалось оценить световую отдачу Солнца, и она – не столь высока: примерно 93 лм/Вт.

Про световую отдачу источников света различного типа рассказывается и в предлагаемом видеосюжете:

Видео: Что такое световая отдача, и каково практическое применение этого параметра?

Сила света

В физике есть понятие точечного источника света – он распространяет излучение совершенно одинаково во всех направлениях. На практике такое если и бывает, то крайне редко, да и то – с некоторым упрощением понятий. На деле световой поток в разные стороны бывает неравномерен. И чтобы оценить, скажем так, его пространственную плотность, оперируют величиной силы света. А чтобы разобраться, что это такое, придется вспомнить еще и понятие телесного угла.

Начнем именно с геометрии. Итак, телесный угол – это часть пространства, объединяющая все лучи, исходящие из одной точки и пересекающую определенную поверхность (ее называют стягивающей поверхностью). В фотометрии, понятно, это освещаемая поверхность. Измеряется этот угол в особых величинах – стерадианах (ср), и обычно в формулах обозначается символом Ω.

Схема, помогающая понять, что же такое телесный угол.Схема, помогающая понять, что же такое телесный угол.

Величина телесного угла – это отношение площади стягивающей поверхности к радиусу сферы.

Ω = S/R²

То есть если взять, к примеру, сферу с радиусом один метр, то телесный угол в один стерадиан «вырежет» на ее поверхности пятно площадью один квадратный метр.

Для чего это знать? Дело в том, что понятие силы света напрямую связано с телесным углом. А конкретно – световой поток в один люмен, распространяющийся в пространстве, ограниченном телесным углом в один стерадиан, обладает силой света в одну канделу. Математически эта зависимость выглядит так:

I = Ф/ Ω

А если говорить об энергетической силе света, равной одной канделе, то это 1/683 Вт/ср.

Кстати, кандела – это одна из семи основных величин системы СИ.

Кандела в буквальном переводе с латинского означает свечу. Это как раз тот «пережиток прошлого», о котором уже говорилось выше, но зато он очень наглядно показывает всю взаимосвязь величин.

Поясним на рисунке:

Рисунок, хорошо демонстрирующий взаимосвязь основных фотометрических величинРисунок, хорошо демонстрирующий взаимосвязь основных фотометрических величин

Итак, имеется точечный источник света – свеча. Ее горящий фитиль излучает свет силой в одну канделу (поз. 1).

В пространстве, ограниченном телесным углом, равным одному стерадиану (поз. 2), будет при этом распространяться световой поток (поз. 3), равным одному люмену. На некотором расстоянии от источника (радиусе сферы – поз. 4) этот поток освещает поверхность определённой площади (поз. 5). Забегая вперёд сразу скажем, если площадь равна одному квадратному метру, то что при таких условиях в этом «световом пятне» обеспечивается освещенность, равная одному люксу (лк).

Если вернуться к свече, как к эталонному источнику света, то несложно рассчитать и ее общий световой поток. Полная сфера имеет телесный угол, равный 4π, то есть, с небольшим округлением, он равен 12.56 стерадиан. А это значит, что свеча, излучающая во все стороны свет силой в одну канделу, дает общий световой поток, равный 12.56 люмен.

Интересно, что еще не столь давно излучающую способность источников света и оценивали «в свечах». Например, говорили – нужна «лампочка на шестьдесят свечей». Продавцы и покупатели прекрасно понимали друг друга – приобреталась лампочка накаливания на 60 Вт, хотя, по сути, эти величины никак между собой в данном случае, с точки зрения физики, не связаны. И что забавно – это было близко к истине.

Давайте посмотрим – 60 свечей по 12,56 люмен дадут в сумме 753,6 люмена. Заглянем в таблицу выше – лампа накаливания с потреблением 60 ватт обладает световым потоком в примерно в 700 люмен. Совсем рядышком!

Но, повторимся, правильна оценка источников света все же должна осуществляться в люменах.

Яркость света

Стоит рассмотреть еще один параметр – это яркость источника света. Дело в том, что с точечными источниками дело иметь практически не приходится. То есть большинство источников обладает какой-то определенной излучающей поверхностью. И при равном световом потоке, но отличающейся площади излучения света, зрением это будет восприниматься по-разному.

 

Два источника света с равными показателями излучаемой силы света и светового потока, расположенные на одинаковом расстоянии от человека, но имеющие разные размеры, будут восприниматься зрением как более яркий и более тусклый.Два источника света с равными показателями излучаемой силы света и светового потока, расположенные на одинаковом расстоянии от человека, но имеющие разные размеры, будут восприниматься зрением как более яркий и более тусклый.

То есть, по сути, яркость – эта сила света, излучаемого с определенной единицы площади видимой поверхности источника света.

L = I/S

Понятно, что единицей яркости будет кандела на квадратный метр.

Это важная величина, так как органы зрения, если смотреть на источник света, реагируют, скорее, не на силу света как таковую, а именно на яркость. При большой ее величине (свыше 160 тыс. кандел на квадратный метр) свет может вызвать раздражение глаз, болезненные ощущения, слезливость. Поэтому производители осветительных приборов и выпускают лампы с матовыми колбами. Практически без потери светового потока, излучение идет не конкретно от волоска накаливания или светодиода с их небольшими площадями, а с куда большей по площади поверхности колбы. Такое свечение значительно безопаснее для сетчатки глаза, воспринимается зрением намного комфортнее.

Освещенность поверхности

Вот, наконец, добрались мы и до освещенности. Эту величину можно считать самой прикладной, так как именно освещенностью того или иного участка оценивается общая работа осветительных приборов.

Образно выражаясь, освещенность (Е) – это поверхностная плотность светового потока (Ф), распределенного на той или иной площади (S). Если подходить с некоторым упрощением, то это можно выразить такой формулой:

Е = Ф/ S

Как мы видели выше, один люмен светового потока на площади в один квадратный метр создает освещенность, равную одному люксу (лк).

Зависит освещенность от целого ряда факторов, если даже не принимать во внимание собственные характеристики источника света.

Если рассматривать точечный источник, то можно применить формулу Кеплера:

Е = I / r²

О значении входящих в формулу величин повторяться не будем – они приведены выше.

Е = (I / r²) × cos α.

Вспомните – когда вам необходимо максимально ярко осветить поверхность, вы направляете фонарь перпендикулярно к ней. Но если его расположить под углом – освещенность резко упадет, так как свет как будто «размазывается» по поверхности.

Подсвеченные поверхности потолка или стен сами начинают выступать в роли источников светаПодсвеченные поверхности потолка или стен сами начинают выступать в роли источников света

Вспомним что говорилось в разделе про яркость свечения. Да, действительно, яркость таких подсвеченных участков бывает не особо высока. Но зато излучение идет с приличной площади, и в итоге создается весьма значимый световой поток.

А яркость такой подсвеченной поверхности зависит и от ее освещенности, и от диффузно-отражающей способности, которая имеет отдельное название – альбедо. Чем выше это альбедо, тем ярче свечение. А раз ярче – то и больше изучаемый «вторичный» цветовой поток.

Несколько наглядных примеров отраженного света. Лист белой бумаги при освещённости всего в 50 люкс будет иметь яркость в 15 кд/м². Свечение полной луны (а это, как мы знаем – отраженный от ее поверхности солнечный свет) характеризуется яркостью в 2500 кд/м². А поверхность чистого белого снега в солнечный день достигает яркости до 3000 кд/м². Немало!

Это явление очень широко используется при организации освещения и в дизайнерском оформлении комнат. Выпускаются целые модельные линейки светильников, специально рассчитанных на направленность в сторону стен или потолка, то есть «в работу» по общему освещению помещения включаются именно подсвеченные участки. Этот же эффект применяется при создании многоярусных потолочных конструкций со светодиодной ленточной подсветкой.

Несложно догадаться, что освещенность помещения будет зависеть и от выбранного стиля его отделки. Одна и та же лампочка, скажем, в белой комнате даст куда большую освещенность, чем в выкрашенной в темных тонах.

Так как конечным ожидаемым результатом работы осветительных приборов является создание комфортных и безопасных для здоровья показателей освещения в помещении, именно значение освещенности поверхностей и подлежит регламентации. В законодательных актах (СНиП и СанПиН) указывается, какая освещенность должна достигаться в различных помещениях, в зависимости от их предназначения.

Так, действующим СНиП 23-05-95 в его актуализированной редакции (Свод Правил СП 52.13330.2011 ) указанные следующие нормативные показатели освещенности для жилых домов:

Тип (предназначение) помещенияНормы освещенности в соответствии с действующими СНиП, люкс
Жилые комнаты150
Детские комнаты200
Кабинет, мастерская или библиотека300
Кабинет для выполнения точных чертежных работ500
Кухня150
Душевая, санузел раздельный или совмещенный, ванная комната50
Сауна, раздевалка, бассейн100
Прихожая, коридор, холл50
Вестибюль проходной30
Лестницы и лестничные площадки20
Гардеробная75
Спортивный (тренажерный) зал150
Биллиардная300
Кладовая для колясок или велосипедов30
Технические помещения – котельная, насосная, электрощитовая и т.п.20
Вспомогательные проходы, в том числе на чердаках и в подвалах20
Площадка у основного входа в дом (крыльцо)6
Площадка у запасного или технического входа4
Пешеходная дорожка у входа в дом на протяжении 4 метров4

При этом оценка освещенности должна вестись на горизонтальной плоскости на высоте пола. Для лестниц – как на высоте пола, так и на переходных площадках и ступенях.

Для оценки уровня освещенности применяются специальные приборы – люксметры. Они состоят из фотоприемника со сферической поверхностью датчика, и блока-преобразователя с аналоговой (стрелочной) или цифровой индикацией показаний.

Компактный люксметр – прибор для измерения освещенностиКомпактный люксметр – прибор для измерения освещенности

Понятно, что люксметр – это узкопрофессиональный дорогостоящий прибор, которым пользуются специалисты, и иметь который дома совершенно не требуется. Но разбираться в вопросах основных фотометрических величин – не помешает любому хозяину дома или квартиры.

Зачем? — могут спросить многие. Да хотя бы для того, чтобы суметь самостоятельно спланировать использование тех или иных источников света, чтобы добиться нужной освещённости. Ведь от нее напрямую зависит здоровье и общее настроение всех членов семьи.

О практическом положении этих знаний как раз пойдет речь в следующем разделе публикации.

Цветовая температура

Чтобы закончить разговор об основных характеристиках источников света, необходимо остановиться и на их цветовой температуре.

При совершенно равных показателях излучаемого светового потока одна лампочка может давать тёплый желтоватый цвет, другая – белый нейтральный, а третья, например – светиться холодным оттенком синевы. Как их различить по этому параметру? Для этого разработана специальная шкала цветовой температуры.

Сразу оговоримся – здесь нет никакой связи между температурой воздуха в помещении или температурой нагрева самого источника света. Просто в качестве эталона взято свечение физического тела, разогретого до больших температур.

Любое тело, если его температура выше абсолютного нуля, само по себе является источником инфракрасного излучения. По мере роста температуры, длина волны этого излучения меняется, и в определенный момент доходит до видимого участка спектра.

Это, наблюдал, наверное, каждый – металлический пруток при нагревании сначала краснеет, затем начинает светиться ярко-красным светом, можно его раскалить, как говорят, и «добела». А при выполнении электросварочных работ, когда температура дуги достигает очень высоких показателей, плавящийся метал может приобрести и голубой оттенок.

Именно эта градация и положена в основу шкалы цветовой температуры. Она указывается в Кельвинах – а по шкале можно увидеть, какое свечение будет излучать лампа.

Графических изображений температурной цветовой шкалы – очень много. Например, довольно наглядным видится вот такое.Графических изображений температурной цветовой шкалы – очень много. Например, довольно наглядным видится вот такое.

Эта цветовая температура обычно указывается в маркировке ламп. Иногда она сопровождается и текстовым пояснением, или даже миниатюрной шкалой, показывающей, в какой области видимого спектра будет светиться лампа.

На упаковке лампы или в нанесенной на цоколе или колбе маркировке должна указываться цветовая температура излучаемого света.На упаковке лампы или в нанесенной на цоколе или колбе маркировке должна указываться цветовая температура излучаемого света.

Выбор ламп по их цветовой температуре зависит от того, какую обстановку планируется поддерживать в помещении. Безусловно, здесь будет играть немалую роль и субъективный фактор – то есть предпочтения хозяев. И готовых «рецептов» на этот счет нет. Но в таблице ниже приведен рекомендательный обзор ламп по их свечению. Возможно, это кому-то поможет при выборе.

Цветовая температураЗрительное восприятиеВозможные определения создаваемой атмосферыХарактерные области применения
2700 К Теплый светОткрытая, теплая, дружеская, уютная, расслабляющаяЖилые комнаты, вестибюли гостиниц, небольшие бутики, рестораны, кафе
3000 КБелый светИнтимнаая, дружеская, располагающая к общениюЖилые комнаты, библиотеки, магазины, офисы
3700 КНейтральный светДружеская, располагающая к общению, дающая ощущение безопасности, повышающая внимательностьМузеи и выставочные залы, книжные магазины, офисы
4100 КХолодный светСпособствующая концентрации вниимания, чистая, ясная, продуктивнаяУчебные помещения, конструкторские бюро, офисы, больгицы, крупные магазины, вокзалы
5000 - 6500 КХолодный дневной светТревожная, излишне яркая, подчеркивающае цвета, стерильная, со временем - утомляющая Музеи, ювелирные магазины, некоторые кабинеты в медицинских учреждениях

Проведение самостоятельных расчетов.

Как и было обещано, в этом разделе публикации будет рассмотрен алгоритм проведения расчета освещенности. Точнее, если быть более корректным, расчет имеет как раз обратную направленность. То есть нормальное значение освещенности нам уже известно. И вычисления должны нас привести к результату, сколько ламп и с каким световым потоком потребуется для его обеспечения.

Общая формула для проведения расчетов

Итак, начнем с той формулы, которая будет у нас служить основой расчетов.

Fл = (Ен × Sп × k × q) / (Nc × n × η)

— это световой поток лампы, которую требуется установить в светильник. То есть эта та самая величина, которая поставлена целью проведения вычислений.

Ен — нормативная освещённость поверхностей, в зависимости от типа помещения. Она соответствует параметрам, установленным СНиП и приведенным выше в таблице.то есть отталкиваемся именно от нормативного значения.

Sп — площадь освещаемой поверхности. Обычно здесь фигурирует площадь комнаты, если рассчитывается общее освещение. Но если целью ставится расчет освещенности локального участка (например, рабочей зоны), то подставляется именно площадь этой зоны.

k — корректирующий коэффициент, который часто называют коэффициентом запаса. Его введением учитывается сразу несколько обстоятельств, влияющих на световую отдачу ламп. Во-первых, многие лампы со временем начинают растрачивать свой излучающий потенциал, попросту говоря – тускнеть. Во-вторых, на излучающую способность могут влиять и некоторые внешнее факторы – это запыленность помещения или, скажем, высокая концентрация пара, препятствующая свободному распространению световых лучей.

Коль речь у нас идет о жилых помещениях, где плотный пар стоять не должен, а пыль удаляется регулярными уборками, то вторую группу факторов можно сбросить со счетов. А по постепенной потере излучающей способности коэффициент для разных типов ламп можно принять следующим:

— лампы люминесцентные (газоразрядные): 1.2;

— обычные лампы накаливания и «галогенки»: 1.1;

— лампы светодиодные: 1.0.

q — коэффициент, учитывающий неравномерность свечения некоторых типов ламп. Он принимается равным:

— для ламп накаливания и газоразрядных ртутных ламп: 1.2;

— для компактных люминесцентных ламп накаливания и светодиодных источников света: 1.1.

Переходим к знаменателю дроби.

Nc — количество осветительных приборов, планируемых к установке в помещении или в отдельной зоне, для которой проводится расчет.

n — количество рожков в планируемом к установке светильнике.

Наверное, понятно, что произведение последних двух величин показывает, какое же количество ламп планируется к установке. Например, устанавливается одна пятирожковая люстра. Тогда Nc =1, а n =5. Или планируется осветить помещение двумя приборами, каждый по три лампочки: Nc =2, а n =3, Но если освещение будет осуществляться одним прибором с одной лампой, что обе эти величины будут равны единице.

η — коэффициент использования светового потока. Эта поправочная величина учитывает множество факторов, касающихся как особенностей помещения, так и специфики планируемых к установке осветительных приборов.

Так как именно этот коэффициент пока что остается неизвестной величиной, с него и следует начать проведение расчётов.

Находим коэффициент использования светового потока

Эту величину можно назвать табличной эмпирической. Она зависит и от площади помещения, и от расположения светильника, и от основного направления светового потока, и от отделки поверхностей потока, стен и пола.

Прежде всего для входа в таблицу придется определить так называемый индекс помещений. Он учитывает размеры помещения, причём, именно в соотношении длины и ширины, так как в квадратной комнате и в вытянутой прямоугольной световой поток все же будет распространяться по-разному. И второе – он учитывает высоту расположения светильника над освещаемой поверхностью. Как мы помним – по требования СНиП оценка освещенности ведется по горизонтальной плоскости на уровне пола.

Важно – иногда путают высоту потолка в комнате с высотой установки светильника. А это все же не одно и то же! Например, осветительный прибор может быть закреплён на стене (бра), установлен на стойке или размещен на столе или тумбочке (торшер или настольная лампа), подвешен к потоку на определенном расстоянии от потолочной поверхности (люстра).

Формула, наверное, ни о чем не скажет. Лучше предложим воспользоваться для определения этого индекса помещения онлайн-калькулятором.

Калькулятор для определения индекса помещения.

Перейти к расчётам

Итогом расчетов станет какая-то дробная величина. Ее приводят в ближайшую сторону к следующим значениям: 0,5;  0,6;  0,7;  0,8;  0,9;  1,0;  1,1,  1,25;  1,5;  1,75;  2,0;  2,25;  2,5;  3,0;  3,5;  4,0;  5,0. Почему именно к ним? Да, четно говоря, просто потому, что именно такая градация принята в таблицах, расположенных ниже.

Таблицы для определения коэффициента использования светового потока

Для входа в таблицу необходимо будет еще оценить отражающую способность поверхностей в помещении (помните, говорилось о некотором альбедо, способствующим освещенности или, наоборот, приглушающим ее).

Отражающую способность поверхностей, в зависимости от цвета их отделки, можно принять следующую:

Оттенки интерьерной отделкиКоэффициент отражающей способности
Белый цвет70%
Светлые тона50%
Средние тона30%
Темные тона10%
Черный цвет0%

Для пользования таблицей следует сразу оценить отделку комнаты в порядке: потолок – стена – пол в процентах отражающей способности. Понятно, что здесь придётся проявить определённую сообразительность – с белым и черным цветов ясность есть, а вот с остальным необходимо подумать, отнести их больше к светлым, средним или темным тонам. Но для человека с нормальным восприятием цвета это не должно стать проблемой.

Следующим шагом следует определить тип светильника, планируемого к установке – предложено пять различных вариантов. Именно этот критерий поможет выбрать нужную таблицу. (все таблицы размещены в правом столбце. Изображения «кликабельны», то есть увеличатся до нормального размера при клике мышкой).

Ну и уже по этой выбранной  таблице, на основании всех собранных данных, находится коэффициент.

Просто для примера. Планируется к установке на потолочный поверхности подвесной светильник с плафоном, дающим преимущественное распространение света вниз. Находим устраивающую нас таблицу. Вот она:

Пример определения коэффициента использования светового потока по таблицеПример определения коэффициента использования светового потока по таблице

Проведённым ранее расчётом определили индекс помещения. Допустим, он равен 1.0.

По оценке отделки получаем следующее соотношение – 70% (белый потолок), 30% (темно-бежевые стены, которые можно отнести к средним тонам), 10% (темный, близкий к черному пол).

По этим значениям находим пересечение столбцов и строки (пример показан на иллюстрации), и получаем искомое значение коэффициента использования светового потока, равное 0,30.

Всё, теперь у нас есть уже все данные для проведения окончательного расчета. И для него можно, опять же, воспользоваться встроенным онлайн-калькулятором.

Калькулятор расчёта необходимого светового потока источников света

Перейти к расчётам

Полученное значение показывает, какой должен быть световой поток у ламп, которые обеспечат необходимую норму освещенности в помещении.

*  *  *  *  *  *  *

Что можно добавить напоследок?

Дело в том, что многие светильники имеют ограничения по этому параметру. Например, в паспорте изделия указано, что максимальная суммарная мощность не должна превышать 60 ватт. Это может быть вызвано ограниченной термостойкостью пластиковых деталей светильника или малым сечением проводов, проложенных в нем. То есть и потребляемую мощность ламп также следует учитывать. Если же она получается выше допустимого значения, значит, придется подыскивать другой светильник.
Может случиться и так, что расчетный световой поток получился столь высоким, что таких ламп в ассортименте магазинов попросту нет. Значит, планируемое количество источников света — недостаточное. Придется рассматривать варианты с увеличением количества светильников, или же со светильниками с большим количеством рожков.

Люмен, люкс, кандела, ватт, мощность светового потока. Как в этом разобраться?

Люмен, люкс, кандела, Ватт, мощность, световой поток, сила света. Не всегда легко разобраться, что означают эти значения. Мы поможем вам с этим, ниже вы найдете статью, в которой простым языком написано в каких случаях все эти значения взаимосвязаны.

Люмен (лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ. Где СИ - система единиц физических величин, (фр. Le Syst?me International d'Unit?s, SI).

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд ? ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4? люменам.

Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминисцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,63·10 в 28 степени лм.

Люмен - полный световой поток от источника. Однако, это измерение обычно не принимает во внимание сосредотачивающую эффективность отражателя или линзы и поэтому не является прямым параметром оценки яркости или полезной производительности луча фонаря. У широкого светового луча может быть тот же самый показатель люмен, как и у узкосфокусированного. Люмены не могут использоваться, чтобы определить интенсивность луча, потому что оценка в люменах включает в себя весь рассеянный бесполезный свет.

Люкс (лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.

Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 кв м при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен .

100 люменов собрали и спроецировали на 1-метровую квадратную область. Освещенность области составит 100 люкс. Те же самые 100 люменов, направленные на 10 квадратных метров, дадут освещенность 10 люкс.

Кандела (кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 в 12 степени Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. Стерадиа?н (русское обозначение: ср, международное: sr) — единица измерения телесных углов.

Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо'льшая энергетическая интенсивность.

Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 кв см при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.

Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.

Сила света типовых источников:

 Источник Мощность, Вт Примерная сила света, кд
Свеча 1
Современная (2016 г) лампа накаливания 100 100
Обычный светодиод 0,015 5 мкд
Сверхъяркий светодиод 1 25
Сверхъяркий светодиод с коллиматором 1 1500
Современная (2016 г) люминесцентная лампа 20 100

Black Diamond – фирма-законодатель мирового профессионального альпинистского и скалолазного снаряжения. Бренд выпускает высококачественные налобные и подвесные фонари, которые можно использовать даже на глубине одного метра под водой в течение получаса. BD предлагает туристические осветительные приборы с показателями светового потока до 200 люмен при сравнительно небольшом весе. Многие фонари наделены несколькими режимами освещения для удобства работы на альпинистском маршруте и в быту. Яркие, легкие, аккуратные и практичные, фонари БлекДиамонд не подведут даже в самой экстремальной ситуации.

Световой поток фонарей (лм)

big LED-high, big LED-med, big LED-low, 5 MM - High, 5 MM - medium, 5 MM - low

 Фонарь Black Diamond (BD) Световой поток, (лм)
Icon 200
Spot new 200
Cosmo new 90
Wiz new 30
Ion 80
Ember Power Light 150
Orbit Lantern 105
Voyager Lantern 140
 Фонарь Petzl Световой поток (лм)
Tikka XP 180
MYO XP 140

Все фонари Black Diamond

Единица измерения яркости поверхности

В мире давно доказано, что недостаточная и чрезмерная яркость света способна негативно влиять на сетчатку человеческого глаза, вызывая ее разрушение. К тому же, этот параметр освещения оказывает воздействие на работу головного мозга. В полумраке часто повышается сонливость, а яркий световой поток дает большой заряд энергии, ускоряющий наступление утомления.

Характеристика яркости света

Яркостью называется сила света, излученная с определенной площади объекта в заданном направлении (L=I/S).

Обратите внимание! Речь идет не только об излучаемом свете, но и об отраженном.

Яркость солнца

Поверхности с разными отражающими способностями при одинаковой освещенности имеют разные показатели яркости. На это влияют окраска и отражающие свойства объектов.

Этот параметр света, излучаемый поверхностью под углом Ф, равен отношению силы луча (I) к площади его проекции (S).

Яркость

Ни знаменатель, ни числитель этого отношения не зависят от расстояния до объекта, поэтому данная величина им тоже не обусловлена.

Если наблюдаемый объект находится под углом, отличающимся от 90 градусов, при расчетах учитывается также косинус данного угла: L=Ia/(S*cosa).

Вычисляя показатель для обычных ламп накаливания, учитывают, что проекция их поверхности имеет форму круга. А у газоразрядных источников света она представлена прямоугольниками. У объектов неправильной формы при измерениях могут быть захвачены промежутки между участками поверхности, не излучающие свет.

Яркости некоторых объектов

На заметку! Не стоит путать яркость с освещенностью, которая определяется отношением плотности света к площади освещенного объекта.

В каких единицах измеряется яркость света

Так как эта величина представляет собой отношение силы воздействия к площади проекции поверхности, в СИ принято измерять ее в единицах отношения данных величин (канделах, деленных на квадратный метр).

В каких еще единицах измеряется яркость: в апостильбах (асб) = 1/ π х 10−4; в стильбах (сб) = 0,3199; в ламбертах (Лб).

Какими приборами измерять яркость света

При инспекции охраны труда и соблюдения техники безопасности применяются яркомеры. В их число входят экспонометры и специальные датчики.

Конструкция устройств отличается наличием ограничителя угла обзора (обычно тубус, решетка или линза). Если область светоприема у них прямоугольной формы, то угла охвата сразу два – один расположен по горизонтали, другой – по вертикали.

Углы охватов приборов

Дополнительно! У профессиональных аппаратов в базовой комплектации установлены прицельные визиры.

Чувствительность прибора находится в прямой зависимости от квадрата угла его охвата. Максимальное расстояние от яркомера до точки измерения также зависит от его технических характеристик.

Расстояние от яркомера до объекта измерения

Обратите внимание! При превышении предельно допустимого расстояния в поле измерения прибора попадают посторонние предметы, расположенные по соседству с источником света.

Яркость объекта можно измерить двумя способами – прямым и косвенным. В первом случае прибором напрямую измеряются максимальный и минимальный параметры, во втором – оцениваются контрасты светлот и освещения.

Как правильно измерять яркость света

При тестировании лампочек и других осветительных приборов досконально выяснить уровень их яркости затруднительно, в виду округлости их поверхности. Чаще всего этот показатель определяют у мониторов, дисплеев и ТВ экранов.

Для того, чтобы получить верные показатели, необходимо соблюсти следующие условия:

Тень на объекте измерения яркости

Порядок измерения

Необходимый порядок действий для измерения уровня яркости:

Обратите внимание! Если поверхность горячая, расстояние до объекта измерения должно быть не меньше 1 см.

Точки измерения яркости монитора

Нормы яркости света

Показатель свыше 160 000 кандел на м2 вызывает неприятные ощущения в глазах и слезоточивость. Поэтому производители ламп увеличивают площадь источников света (нить накаливания лампочки) за счет крупных матовых плафонов. Такой свет приятней и безопасней для органов зрения человека, не оказывает негативного воздействия на концентрацию внимания.

Нормы яркости по ГОСТ Р 52870-2007

Измеряя этот показатель, учитывают:

Обратите внимание! Яркость мониторов при наличии внешнего освещения не нормируется.

Монитор при внешнем освещении

Яркость света – это очень важный параметр, влияющий на зрение и работоспособность человека, и им не стоит пренебрегать. Таким образом, для безвредной работы с монитором внутри помещения, можно установить на устройство регулятор яркости, который будет менять ее показатели в 10–100 раз, в зависимости от времени суток и наличия естественного освещения.

Как измерить интенсивность света?

text.skipToContent text.skipToNavigation

переключить

Чат Чат

Тележка

.

Изучение света с помощью приложения "Научный журнал"

Эми Коуэн 23 апреля 2018 г. 10:00

Четвертая часть нашей серии практических рекомендаций по использованию приложения Google Science Journal для естественных наук посвящена использованию светового датчика для записи данных и проведения экспериментов со светом.

Поэкспериментируйте с датчиком освещенности в приложении "Научный журнал". www.sciencebuddies.org

Бесплатное приложение "Научный журнал" Google позволяет использовать датчики на телефоне или мобильном устройстве (iOS или Android) для наблюдения и записи данных в рамках эксперимента или исследования окружающего мира.

Общие сведения о приложении "Научный журнал" и о том, как работать с датчиками в приложении (в целом), см. В первых двух публикациях этой серии:

Узнайте больше об использовании светового датчика в Научном журнале из этой публикации.

Измеритель света в приложении "Научный журнал"

Хотя многие датчики в Научном журнале работают одинаково на Android и iOS, каждая платформа получает световые данные по-разному и использует разные единицы измерения. Это важно отметить, особенно если вы работаете или сравниваете данные с нескольких устройств.

В iOS эксперименты со светом измеряют «яркость» в EV (значение экспозиции) на основе количества света, попадающего на переднюю камеру телефона или мобильного устройства. Датчик яркости измеряет , яркость , а значение EV основано на яркости пикселей, записанных камерой, и определяется комбинацией выдержки, числа f и значения ISO. Более высокие значения EV соответствуют повышенной яркости. Примечание. Показания EV могут быть отрицательными.

На Android эксперименты с освещением измеряют "окружающий свет" в люксах (величина светового потока на единицу площади).Световой поток зависит от количества падающего света и площади, по которой он распространяется. Примечание: Показания люкс всегда положительные.

Совет . Для получения дополнительных сведений об измерении освещенности с помощью EV (iOS) или люкс (Android) щелкните «i» рядом с показаниями датчика на карте датчика яркости или внешней освещенности в приложении.

Использование датчика «света»

Чтобы измерить или контролировать освещенность, откройте приложение "Научный журнал" и запустите эксперимент (или откройте существующий эксперимент).Откройте инструменты датчиков, коснувшись значка датчика на серой панели инструментов, и выберите значок лампочки на цветной панели, показывающей доступные датчики. Откроется карта датчика яркости (iOS) или внешнего освещения (Android).

Совет . Если вам нужна дополнительная информация о навигации и взаимодействии с приложением "Научный журнал", прочтите сообщения 1 и 2.

На изображениях ниже показаны образцы карт датчиков яркости (вверху) и внешней освещенности (внизу). В этих примерах данные не записываются.График на каждой карточке показывает показания датчика в единицах измерения, используемых приложением на этой платформе. ( Примечание : датчик начинает считывание, как только открывается карта датчика, но приложение записывает только данные , когда вы начинаете запись или делаете снимок.) При просмотре данных датчика освещенности единицы на y- оси находятся в EV (iOS) или люксах (Android). Ось x представляет время в мм: сс. ( Примечание : помните, что ось x не отображается на iOS, пока не начнется запись.)

Обрезанный снимок экрана карты датчика яркости в приложении Google Science Journal. Карта сенсора снабжена этикеткой и показывает название сенсора вверху. Под названием находятся значки для переключения между датчиками, а ниже - график датчика (измеренный в EV или величине экспозиции).

Обрезанный снимок экрана карты датчика внешней освещенности в приложении Google Science Journal. Карта сенсора снабжена этикеткой и показывает название сенсора вверху.Под названием находятся значки для переключения между датчиками, а ниже - график датчика (измеряется в люксах).

Найди! Чтобы эффективно использовать датчик освещенности в своих экспериментах, вам необходимо знать, где находится датчик на вашем телефоне или устройстве. Как на Android, так и на iOS датчик освещенности находится на передней панели устройства (та часть, которая обращена к вам). В iOS датчиком яркости является фронтальная камера. На Android датчик внешней освещенности обычно находится рядом с фронтальной камерой.( Примечание : Если вы не можете найти датчик освещенности, обратитесь к документации на свое устройство.)

Открыв карту датчика освещенности, прикройте область датчика освещенности пальцем. Вы видите изменение на графике? Если нет, перемещайте палец по кругу, пока не найдете датчик. Когда вы накроете датчик пальцем, вы увидите уменьшение показаний (на iOS вы можете даже увидеть отрицательные показания). Когда вы откроете датчик, показания увеличатся. При использовании светочувствительного датчика для эксперимента необходимо помнить о его расположении, чтобы можно было эффективно расположить датчик по отношению к измеряемому источнику света.Вы также должны быть осторожны, чтобы убедиться, что датчик не заблокирован или закрыт.

Попробуйте датчик освещенности

Чтобы увидеть датчик освещенности в действии, попробуйте следующее простое действие. Наблюдая за графиком датчика освещенности, прикрывайте датчик освещенности пальцем (как вы это делали раньше, когда находили датчик). Вы видите снижение яркости на графике? Подождите секунду, а затем откройте датчик. Подождите несколько секунд и повторите. Сделав это несколько раз, вы сможете определить высокие и низкие точки на графике и то, как они соответствуют изменению освещенности, считываемому датчиком.

Совет : Когда вы закрываете датчик пальцем, вы также можете заметить, что значок лампочки на плате датчика освещенности гаснет, а затем снова становится ярче, когда вы убираете палец!

На снимке экрана ниже показаны данные, записываемые с помощью датчика яркости (iOS). Вы можете сказать, что приложение активно записывает, потому что график имеет светло-красный фон, что указывает на то, что данные записываются. Запись с использованием датчика внешней освещенности на Android выглядела бы аналогичным образом.

Скриншот активной записи карты датчика яркости в приложении Google Science Journal. Карта сенсора снабжена этикеткой и показывает название сенсора вверху. Красный участок, показывающий, что записывается, обведен на графике для датчика (измеряется в EV). Минимальные, средние и максимальные значения записанного участка отображаются под графиком. Также внизу экрана есть шкала времени и таймер, чтобы отслеживать время записи.

( Примечание : имейте в виду, что цвет полос в приложении будет отличаться в зависимости от того, сколько карт датчиков открыто.)

На снимке экрана ниже показаны данные, записанные в приложении "Научный журнал" с помощью датчика яркости (слева) и датчика внешней освещенности (справа). Хотя единицы измерения на разных платформах различаются, вы можете видеть четкую картину, записанную каждым типом светового датчика, когда датчик был закрыт и открыт.

Два снимка экрана показывают запись обзора карты датчика яркости и внешней освещенности в приложении Google Science Journal.На обоих графиках записываются данные о том, когда датчик накрыт и открыт, и показаны очень похожие модели между двумя графиками.

Запись данных датчика освещенности

Используя приложение "Научный журнал", вы можете делать снимки показаний датчика освещенности или записывать данные датчика освещенности с течением времени. ( Примечание : эти шаги более подробно описаны в этом посте.)

На изображении ниже показано, как снимки и записи с датчика яркости отображаются в экспериментальной ленте.Нажатие на снимок или запись открывает наблюдение, чтобы вы могли просмотреть дополнительные сведения (или получить доступ к дополнительным функциям, таким как Обрезка и Поделиться для записей). ( Примечание : снимки и записи в экспериментальной ленте на Android будут выглядеть одинаково, но датчик будет датчиком внешней освещенности.)

Снимок экрана и запись, сделанная с карты датчика яркости в экспериментальном фиде приложения Google Science Journal. Снимок показывает одно значение (2.8 EV в этом примере), этикетку для карты датчика, дату и время. Запись показывает график записи, название записи, дату и время, метку для карты датчика, а также минимальные, средние и максимальные значения графика.

Просмотр записи

Когда вы открываете запись из экспериментального канала, вы можете просмотреть график более подробно. Ниже показан образец записи с датчика яркости.

Снимок экрана с записью обзора карты датчика яркости в приложении Google Science Journal.Карандаш в верхней части экрана позволяет пользователю переименовать запись. Меню (три точки в правом верхнем углу экрана) можно нажать для доступа к дополнительным инструментам, таким как обрезка и совместное использование. Обзор показывает название записи, продолжительность, дату и время, а также тип сенсорной карты, используемой для записи, в верхней части экрана. Ниже приведен график записанных данных с минимальными, средними и максимальными значениями, показанными над графиком, и маркером на графике, который показывает точки данных в определенное время на графике.Кнопка воспроизведения и ссылка для добавления примечания к временной шкале расположены в нижней части экрана.

Перед использованием данных вам может потребоваться обрезать график, чтобы удалить данные в начале или в конце, которые произошли при работе с устройством. Вы можете обрезать график, чтобы удалить информацию, но будьте осторожны. В настоящее время нет возможности отменить обрезку. Доступ к параметрам кадрирования и публикации можно получить, нажав трехточечное меню в верхнем углу записи.

(Информация о просмотре записи и работе с параметрами кадрирования и публикации более подробно рассматривается в этом посте.)

Эксперимент с датчиком освещенности

В следующих проектах Science Buddies используется датчик освещенности.

Еще не все

В следующем посте этой серии руководств мы более подробно рассмотрим акселерометр в приложении "Научный журнал" и проекты Science Buddies, в которых используется акселерометр.

Другие публикации этой серии и дополнительные ресурсы приложения "Научный журнал" можно найти на сайте Science Buddies:

Загрузите приложение, чтобы начать! Приложение "Научный журнал Google" доступно как для iOS, так и для Android.

Эксперимент с датчиком освещенности в Научном журнале

Вам также могут понравиться эти похожие сообщения:

.

DSLR: основы: режимы замера камеры

Задумывались ли вы о нашей ситуации, если бы в камере не было датчиков замера?

Режимы замера камеры выполняют самую важную работу в процессе создания изображений, но многие игнорируют их.

Замер камеры измеряет яркость сцены, чтобы сделать (или помочь в создании) экспозиции!

Прежде чем перейти к режимам замера камеры, очень важно понять основы замера освещенности.Это даст вам представление об экспонометрах и их использовании.

Все современные цифровые фотоаппараты используют встроенный датчик замера освещенности.

Датчик замера освещенности

измеряет яркость данной сцены и выбирает требуемые значения диафрагмы, выдержки и ISO для правильной экспозиции.

Люксметры

Люксметры обычно делятся на две категории:

  1. Измеритель падающего света
  2. Измеритель отражательной способности

Измеритель падающего света измеряет яркость объекта в зависимости от того, сколько света падает на объект .Это дает точную экспозицию, поскольку падающий свет будет одинаковым независимо от коэффициента отражения объекта.

Однако измерение выполняется путем размещения измерителя падающего света вместо объекта, что делает его использование в камере непрактичным.

Измеритель яркости измеряет яркость объекта на основе света, отраженного объектом . Поскольку он измеряет отраженный свет, можно измерить яркость на расстоянии.

Камера для замера использует свет отражения

Все датчики замера камеры используют измеритель отражения света. Отраженные экспонометры откалиброваны для расчета правильной экспозиции для обычных объектов со средней яркостью .

Датчики дозирования обычно настраиваются на основе теории отражения 18%. Как мы все знаем, чистый белый цвет отражает 100% света, а чистый черный цвет отражает 0% света. Но средне-серый отражает 18% света.

Итак, датчики замера камеры настроены на это среднее значение коэффициента отражения.

Для большинства условий освещения и сцен замер камеры настроен для получения правильных измерений экспозиции. Однако расчет экспозиции может быть неверным, если кадр значительно заполняется очень ярким (цапля) или очень темным (обыкновенный ворон) объектом.

Режимы замера камеры

Режимы замера камеры

, вероятно, наиболее игнорируются. В основном потому, что режим замера камеры по умолчанию отлично справляется.

Понимание их определенно поможет вам сделать изображений лучше при любых обстоятельствах.

Изображение делится на несколько частей (или зон), чтобы узнать яркость всей сцены. В зависимости от режима измерения, выбранного пользователем, датчики измерения будут использовать либо небольшое количество частей (или зон), либо все части / зоны для измерения яркости.

Чтобы упростить пользователю правильную экспозицию для всех различных условий освещения, производитель камеры предоставляет несколько вариантов режима замера, например:

  • Режим точечного замера
  • Режим частичного замера (только в Canon)
  • Режим измерения средневзвешенного значения
  • Оценочный (Canon) или матричный (Nikon) режим замера

Изображение, показывающее различные режимы замера, поддерживаемые камерами Canon и Nikon

Режим точечного замера

Как следует из названия, яркость измеряется только в одной точке (или одной зоне) на всем изображении.В зависимости от марки и модели камеры может составлять от 3 до 5% площади изображения .

Изображение, показывающее режим точечного замера. Яркость измеряется только от 3 до 5% всей площади изображения. Некоторые камеры Canon измеряют только по центру. В противном случае камеры Nikon и Canon высокого класса измеряют его вокруг активной точки фокусировки

.

Режим точечного замера полезен во многих сценариях, например:

  • Получение точной экспозиции только по основному объекту
  • Яркий объект на темном фоне (например, большая цапля на затемненном фоне)
  • Темный объект на светлом фоне (например, обыкновенный ворон на фоне яркого неба)
  • Измерение яркости в различных частях пейзажной сцены для достижения идеальной экспозиции с использованием системы зон.

Режим точечного замера на цифровых зеркальных фотокамерах Nikon основан на выборе точки фокусировки.Это означает, что вы можете правильно выставить экспозицию для основного интересующего объекта, на котором вы фокусируетесь.

Похоже, точечный замер на основе точки фокусировки доступен только на зеркальных фотокамерах Canon серии 1DX. Все другие модели будут измерять только центр кадра, независимо от того, где установлена ​​точка фокусировки.

Возможно, вам придется проверить, как она работает на вашей зеркальной камере, и использовать ее соответствующим образом.

Режим частичного замера

В режиме частичного замера измеряется немного большая площадь, чем в режиме точечного замера.Он измеряет примерно 10% площади изображения в центре. Доступно только в камерах Canon.

Режим частичного замера охватывает немного большую площадь, чем режим точечного замера. Он занимает примерно 10% площади изображения в центре.
Этот режим доступен только в моделях Canon

.

Режим частичного замера можно использовать в сценариях, аналогичных сценарию точечного замера, например:

  • Получение точной экспозиции только по основному объекту
  • Яркий объект на темном фоне (например, большая цапля на затемненном фоне)
  • Темный объект на светлом фоне (например, обыкновенный ворон на фоне яркого неба)

Вы можете выбрать режим точечного или частичного замера в зависимости от размера вашего объекта в кадре.

Режим центрально-взвешенного измерения

В режиме измерения средневзвешенного замера датчик замера вычисляет среднюю яркость всей сцены , но придает максимальный вес центру, а не остальной части изображения.

В основном, средневзвешенное значение всегда измеряет яркость всей сцены, независимо от того, что это за сцена. Площадь центра и весовой коэффициент могут различаться в зависимости от марки и модели.

Центровзвешенный средний замер измеряет яркость всей области изображения независимо от того, какая точка фокусировки выбрана.Подходит для сценариев с равномерным распределением света

Режим измерения центрально-взвешенного среднего

полезен для таких сценариев, как:

  • Сцена, где свет хорошо распределен и рассеян, как в пасмурные дни
  • Сцена, в которой главный интересующий объект помещен в центр, как портреты

Матричный замер (Nikon) или оценочный замер (Canon)

Матричный или оценочный режим замера - это интеллектуальный способ узнать, из чего состоит сцена, на основе эвристики (или предшествующих шаблонов).Он измеряет яркость сцены в нескольких точках (или зонах) изображения и оценивает оптимальную экспозицию, необходимую для создания изображения.

Матричный или оценочный замер напрямую связан с активной точкой автофокусировки. Счетчик камеры измеряет яркость области вокруг точки автофокусировки и сравнивает ее с остальной частью сцены, чтобы получить подходящую экспозицию.

Он также принимает во внимание яркость объекта, контраст, информацию о цвете и т. Д. Для точного измерения света для данной сцены.

В режиме оценочного замера (для Canon) или матричного (для Nikon) измеряется свет вокруг активной точки фокусировки и сравнивается его с яркостью остальной части фотографии, чтобы получить точную экспозицию.
Это режим измерения по умолчанию в камерах Canon и Nikon

.

Из-за вышеупомянутых качеств матричный или оценочный режим замера экспозиции является режимом замера по умолчанию в цифровых камерах.

Вы можете использовать его во всех ситуациях, кроме описанной в режиме точечного или частичного замера.

Заключение

Камера Режим замера - самый важный аспект цифровой камеры. Мы устанавливаем экспозицию на основе показаний экспонометра камеры.

Представьте себе ситуацию, если бы вы носили экспонометр самостоятельно!

Как всегда, попробуйте использовать каждый из этих режимов замера и узнайте, как измеритель ведет себя в различных условиях освещения. Поскольку существует всего 3 или 4 режима, легче понять их действие досконально.

Хорошая фотография всегда начинается с получения идеальной экспозиции в поле.Неважно, насколько вы разбираетесь в треугольнике экспозиции - диафрагме, выдержке и ISO - все сводится к простому вопросу: «Сможете ли вы получить идеальную экспозицию в полевых условиях каждый раз?»

Если ваш ответ на этот вопрос - решительное НЕТ, или Может быть, или я не знаю, тогда вы должны сделать своим главным приоритетом изучить и применить все, что я изложил в этом наиболее практичном и точном нет B.S. Электронная книга Kick-Ass Guide to Exposure: Achieve Perfect Exposure in the field.Каждый. Не замужем. Время.

Не забудьте проверить распределение света с помощью гистограммы, чтобы убедиться в правильности экспозиции. Узнайте, как добиться правильной экспозиции с помощью гистограммы.

Дайте мне знать, если у вас возникнут вопросы . Если вы думаете, что я что-то упустил, не стесняйтесь упоминать об этом в своих комментариях. Будет очень полезно сотням и тысячам посетителей.

Если вы найдете эту статью полезной, не забудьте поделиться ею с друзьями.

Talk Soon,

Prathap

.

Световое загрязнение - Полное руководство для астронома на заднем дворе

Вы отложили покупку телескопа, потому что световое загрязнение означает, что вы не можете видеть звезды со своего двора?

Вам не нужно избегать астрономии как хобби только потому, что вы живете в городе или имеете дело с большим световым загрязнением.

В этой статье мы предоставили вам массу информации о том, что такое световое загрязнение, как его измерить, а также о лучших способах смягчения его последствий, чтобы вы могли получить больше от своего телескопа.

Не стесняйтесь читать всю статью от начала до конца или используйте поле «Быстрая навигация» ниже, чтобы перейти непосредственно к наиболее интересному для вас разделу.

Что такое световое загрязнение?

Световое загрязнение - это повышение яркости ночного неба за счет искусственных источников света.

Сто лет назад можно было смотреть в темноту и легко видеть Млечный Путь. Сегодня те из нас, кто живет в городах и их окрестностях, видят гораздо меньше звезд. Городским астрономам труднее находить планеты и объекты глубокого космоса, чем под темным небом.

Международная ассоциация темного неба утверждает, что небо над городскими районами в 100 раз ярче, чем было бы, если бы оно освещалось только звездами.

Как измеряется световое загрязнение?

Световое загрязнение можно увидеть невооруженным глазом, но есть разные типы.

Согласно Astronomy.com, свечение неба - это оранжевое свечение, которое появляется около горизонта. Это комбинированный эффект всех источников света в области, излучающих часть своей яркости вверх.

Световое загрязнение в зоне прямой видимости возникает, когда яркий свет в вашем доме или дворе мешает небу выглядеть настолько темным, насколько это возможно.

Центр исследований освещения объясняет, что люди начали измерять световое загрязнение сравнительно недавно. Измерения свечения неба варьируются в зависимости от того, как свет распространяется от конкретной лампочки, как он отражается от земли, влияния влажности и взаимодействия аэрозолей (крошечных частиц в атмосфере) со светом.Измерения могут меняться от момента к моменту.

Измерения нельзя производить со спутника, потому что их нужно снимать с земли. Хотя исследователи до сих пор не разработали идеального стандарта для измерения, у вас есть несколько доступных ресурсов.

Измеритель качества неба - доступный инструмент (проверьте цену на Amazon - откроется новая вкладка), который любой может использовать для измерения яркости неба. Многие онлайн-станции наблюдения за свечением неба используют этот или аналогичный люксметр.

Некоторые инициативы, такие как Globe at Night, краудсорсинг наблюдений за свечением неба. Приложение Dark Sky Meter позволяет людям использовать свои смартфоны для сбора данных о яркости неба.

Это не самый эффективный способ измерения светового загрязнения, но он дает вам общую информацию, которая может помочь, если вы просматриваете участок, с которого можно увидеть звезды в ночное время.

Типы светового загрязнения

Небесное свечение - один из основных типов светового загрязнения, о котором мы обычно думаем, когда оно влияет на нашу астрономию или фотографирование ночного неба.

Это вызвано светом, который отражается как от земли, так и от молекул в небе. Это делает все небо светлее и может привести к тому, что более слабые объекты, такие как звезды, исчезнут из поля зрения.

Большая часть свечения в небе вызвана искусственным светом. Однако вы можете наблюдать естественное свечение неба при полной луне. Пыль в солнечной системе также может вызвать это явление.

Как далеко вам нужно уехать от города, чтобы найти очаг тьмы?

Это зависит от обстоятельств...

Если вы находитесь на более низкой высоте, рельеф ландшафта будет скрывать часть светового загрязнения. Если вы находитесь на вершине горы, на вас будет влиять свечение неба из далеких городов.

Свет из нижнего города, вызывающий световое загрязнение

Общее правило - ехать примерно в часе езды от города с населением 1,5 миллиона человек (например, Сан-Антонио или Феникс) и в трех часах езды от города с населением 4 миллиона человек. (например, Чикаго или Лос-Анджелес).

Тем не менее, вы все равно можете пострадать от других типов светового загрязнения, где бы вы ни находились.

Блики - это яркий свет, который поражает объекты в пределах его поля зрения. Вот почему включение фар может помешать вам видеть звезды, даже если вы находитесь в глуши.

Многие источники света неэффективны и отбрасывают освещение там, где им не положено. Они могут вызвать вид светового загрязнения, называемый световым вторжением . Вот что происходит, когда ваша спальня освещена ночью, потому что ваш сосед держал свет на крыльце.

Влияние светового загрязнения на астрономию

Световое загрязнение мешает вам видеть более тусклые объекты в ночном небе. Чем больше у вас светового загрязнения, тем меньше объектов вы сможете увидеть в бинокль или телескоп или без него.

Например, самые тусклые объекты, которые мы можем увидеть невооруженным глазом в темном месте, имеют звездную величину около 6. Однако, посмотрите на тот же участок неба в центре города, и вы сможете увидеть только небольшую горстку объектов, которые светят с величиной 2 или 1 и ярче.

Как мы объясняем в нашей статье о звездной величине, звездная величина - это мера яркости небесного объекта. Хотя разница между величинами 6 и 2 не кажется большой, она разительна.

Есть более 8 700 объектов, которые светятся с блеском до 6.

Уменьшите это до 4-й величины, что является нормальным для светового загрязнения большого города, и теперь вы можете видеть только около 900 объектов. Попробуйте заняться астрономией в центре большого города, и у вас может быть всего 100 видимых объектов, которых недостаточно для навигации и, конечно, не так много, чтобы увидеть.

Однако не имеет значения, насколько яркий объект на самом деле. Для вас важно то, насколько ярким кажется .

Даже если звезда имеет впечатляющую абсолютную величину, она может не показаться вам такой замечательной, если небо светится загрязненным светом. Например, действительно яркая звезда величиной 1, такая как Альдебаран в Тельце, очень яркая под сельским небом, но может выглядеть невзрачной тусклой звездой в центре Лондона или Нью-Йорка.

Из этого видно, что возможность регулировать видимую вам звездную величину, будь то переход в более темное место, экранирование видимого света или улучшение вашего оборудования, будет иметь большое значение для качества вашей астрономии.

Stargazing.net объясняет, что увеличение яркости звезд, которые вы видите, на один уровень звездной величины, позволяет вам видеть в три раза больше из них.

Если вы никогда не наблюдали небо без светового загрязнения, возможно, вы не знаете, что вам не хватает. На видео ниже хорошо показано, что вы можете видеть в небе со световым загрязнением и без него.

Как общество может уменьшить световое загрязнение

Многие сообщества предприняли усилия по сдерживанию светового загрязнения.

В 1991 году Торонто инициировал Программу осведомленности о смертельном свете (которая предназначена для защиты птиц, а не звезд, но орнитологи и астрономы одинаково извлекают выгоду из целей программы), а Чикаго последовала за ней примерно десять лет спустя. Сегодня несколько городов по всей территории Соединенных Штатов принимают меры по просвещению своих граждан о защите темного неба.

К сожалению, многие из этих усилий не увенчались успехом, но ничто не может помешать вам (или вашему местному астрономическому клубу) обратиться к местным властям и побудить их к действию.

Есть много способов изменить ситуацию к лучшему. Например, во многих пляжных городах меняются способы установки уличных фонарей. Некоторые экспериментируют с добавлением фильтров к источникам света. Жителям некоторых прибрежных районов рекомендуется выключать уличное освещение во время сезона вылупления черепах.

Один из самых простых способов уменьшить световое загрязнение - правильно экранировать свет. Не позволяйте свету из вашего двора просачиваться в небо - наденьте на него «шляпу», чтобы убедиться, что весь свет идет вниз, избегайте использования особенно яркого света, когда требуется только мягкое освещение, и выключайте их, когда они не используются .

Цвет вашего освещения тоже имеет значение. Коалиция за ответственное наружное освещение штата Иллинойс демонстрирует, что красный, оранжевый, желтый и желтый свет вносят меньший вклад в свечение неба, чем синий, зеленый и фиолетовый свет.

Когда вы покупаете белый светодиод, вы, возможно, действительно получаете свет в синем спектре. Это могло способствовать световому загрязнению. Натриевые лампы низкого давления и узкополосные светодиоды желтого цвета - лучшие варианты для наружного освещения, если вы хотите помнить о свечении неба.

По мере того, как города начинают использовать светодиодные лампы в уличных фонарях, ученые задаются вопросом, как они влияют на световое загрязнение. Астрономы уже знают, что уличные фонари на парах натрия лучше, чем пары ртути, когда дело доходит до помех от света космических объектов.

Проект Myskyatnight рассчитывает на то, что местные жители проанализируют, улучшает ли это положение. Данные этих наблюдений помогают исследователям понять, как меняется свечение неба по всему миру, что является важным шагом в разработке способов его смягчения.

Как измерить световое загрязнение

Хотя это все интересно, реальность для нас, звездочетов, такова, что мы хотим найти лучшее место в нашем районе, откуда можно наблюдать небо. Если вам приходится использовать плотные шторы из-за уличного света, который освещает вашу кровать ночью, вы уже знаете, что световое загрязнение влияет на вашу собственность.

Но как далеко вам нужно пройти, чтобы увидеть звезды, планеты и объекты дальнего космоса?

Чтобы измерить световое загрязнение вашего района, начните с простых глаз.Во время прогулки наблюдайте за ярко освещенными и темными участками. Часто парки в городских центрах дают самое темное небо. Если вы живете больше на окраине своего города, то поездка в поля даст вам больше возможностей увидеть, чем ваш собственный задний двор.

Если ничего не помогает, найдите затененные места в вашем районе, защищенные от бликов и проникновения света. Просто имейте в виду, что у вас все равно может не быть прекрасного вида на небо, если вы находитесь в зоне с сильным световым загрязнением.

Насколько темно у вас небо?

Всемирный атлас искусственной яркости ночного неба был одним из первых ресурсов, который показал уровень светового загрязнения во всем мире.Это контурная карта, которая показывает прогнозируемые уровни направленного вверх света над большей частью нашей планеты.

На основе спутниковых данных, полученных в 1990-х годах, и расчетов наземных измерений. В качестве «первого прохода» он хорош, но не учитывает эффекты, которые топография оказывает на блокировку светового загрязнения. С тех пор были разработаны другие ресурсы как более точные маркеры свечения неба.

Мы рекомендуем использовать Dark Site Finder, чтобы узнать, как обстоят дела в вашем районе с точки зрения светового загрязнения.На снимке экрана ниже вы увидите, насколько ярче ночное небо на востоке США по сравнению с западным.

Небо над восточной частью США заметно ярче, чем на западе.

В Монтане, Дакоте, Орегоне и Неваде небо невероятно темное, а в Мэриленде, Нью-Джерси, Нью-Йорке и Массачусетсе небо одно из самых светлых. в мире.

Но даже в этих местах есть пятна тьмы для хорошей астрономии. Используйте функцию масштабирования, чтобы найти свой город, и увеличивайте масштаб своего района, чтобы найти самые темные места, ближайшие к вам.Везде, где следует избегать серого или белого, но даже в «красной» области достаточно видимых объектов для качественной астрономии.

Если вы хотите найти реальную улицу, на которой вы можете достать телескоп, то карта светового загрязнения - более подробный инструмент для точного определения проблем светового загрязнения. Он работает, выбирая различные наложения, чтобы перейти на базовую карту вашего района.

Мы рекомендуем выбирать новейшее наложение VIIRS для просмотра данных, полученных со спутников.Это дает представление о том, сколько света уходит в атмосферу вокруг вас.

Вы также можете выбрать оверлей данных SQM. Это создается людьми со всего мира, вводящими данные со своих измерителей качества неба. Он далеко не такой всеобъемлющий, как наложение VIIRS, но, тем не менее, полезный индикатор.

Желтые, зеленые и синие области лучше всего подходят для астрономии. Центры городов имеют тенденцию быть оранжевыми и красными, и здесь световое загрязнение достаточно велико, чтобы ограничить то, что вы можете увидеть.

Используйте шкалу Бортла

Возможно, вы довольны тем, где вы уже занимаетесь своей астрономией, но хотели бы получить способ «оценить» качество яркости вашего неба. Это и есть шкала Бортла: эталон для измерения яркости ночного неба. Он помогает определить уровень освещенности на основе видимых небесных объектов.

Понимание шкалы Бортла может помочь вам предсказать, что вы сможете увидеть невооруженным глазом, телескопом или другим устройством.Когда вы записываете необычные события или объекты, такие как необычно длинный хвост кометы, вам нужны точные ориентиры для оценки состояния неба.

Шкала Бортла также может помочь вам понять, о чем говорят другие астрономы на заднем дворе, когда они рассказывают вам о секретном кармане темного неба в вашем городе.

Если кто-то сообщает вам, что они нашли действительно темное место, но описывает то, что они могут видеть, вы можете оценить информацию на основе шкалы Бортла и сравнить ее с вашим текущим местоположением.

Примеры измерений шкалы Бортла

Полная шкала Бортла (щелкните здесь, чтобы открыть ее в новой вкладке) оценивает небо по цветам от серого / белого для худшего светового загрязнения до черного для лучшего. Оценка выставляется на основе самого слабого объекта, который можно увидеть из вашего местоположения.

Чтобы среднестатистическому астроному на заднем дворе было легче оценивать небо, также даются рекомендации по видимости Млечного Пути, астрономических объектов и ночной сцены. Выбранные примеры шкалы Бортла:

  • Синий = сельское небо.Предельная звездная величина (см. Ниже) невооруженным глазом составляет 6,6-7,0. Млечный Путь выглядит сложным с темными пустотами и видимыми светлыми пятнами. M33 видна только боковым зрением, но Галактика Андромеды (M31) хорошо видна [невооруженным глазом]
  • Желтый = Пригородное небо. Предельная звездная величина невооруженным глазом составляет от 5,6 до 6,0. Млечный Путь «размывается» над головой и невидим на горизонте. Видна овальная форма M31 и свечение туманности Ориона.
  • Красный = переход между пригородом и городом. Предельная звездная величина невооруженным глазом - 4.6 - 5.0. Млечный Путь совершенно невидим даже прямо над головой. Андромеду редко можно увидеть мельком, но более яркие созвездия все еще легко распознать.

Традиционно люди использовали шкалу предельной звездной величины невооруженным глазом, или NELM, для передачи результатов своих измерений яркости темного неба.

NELM описывает величину самой слабой звезды, которую вы можете увидеть без телескопа. Однако у всех разное качественное зрение, то есть у некоторых зрение лучше, чем у других, поэтому оценки NELM субъективны.

Шкала Бортла частично основана на NELM. Однако он вводит другие критерии, например, выглядят ли облака темными или светлыми, чтобы помочь людям стандартизировать свои измерения темного неба. Вы можете назначить небу определенный уровень яркости в зависимости от того, что вы измеряете с помощью шкалы.

Как бороться с световым загрязнением

Даже если вы живете в густонаселенном районе с сильным свечением неба, вы, , можете стать астрономом на заднем дворе. Правильное расположение и оборудование помогут вам исследовать космос максимально эффективно.

Фильтры телескопа

Многие фильтры телескопа могут улучшить ваше ночное видение. Широкополосные фильтры уменьшения светового загрязнения, или LPR, предназначены для улучшения видимости объектов глубокого космоса, блокируя некоторые длины волн, которые способствуют световому загрязнению. Это убирает часть свечения неба и усиливает контрастность объектов, на которые вы смотрите.

Хотя не все свечение неба устраняется, устранение некоторых из них улучшит обзор в окуляр.Широкополосные фильтры обеспечивают наилучшие результаты с эмиссионными туманностями. Они также могут улучшить контраст отражательных туманностей и рассеянных галактик.

Вот некоторые из объектов, видимость которых можно улучшить с помощью фильтра LPR:

  • Туманность Ориона
  • Туманность Лагуна
  • Туманность Меропа
  • Trifid

Фильтр LPR обеспечивает скромные результаты для улучшения изображения. следующих галактик:

  • M33
  • M81
  • M101
  • NGC 253
  • NGC 2403

При использовании фильтра LPR вы можете не увидеть звездные скопления лучше, потому что их излучения попадают в диапазон длин волн заблокированы этими фильтрами.Фактически, если вы находитесь на темном сайте, вы можете заметить, что ваше изображение становится тусклым при использовании фильтра. Это потому, что некоторые полезные длины волн, которые позволяют вам видеть определенные объекты, отфильтровываются свечением неба.

Узкополосные фильтры туманностей предназначены для просмотра эмиссионных туманностей. Они затемняют даже больше длин волн, чем широкополосные фильтры. Однако, если это те объекты, которые вам интересны, вы сможете увидеть их более четко при слабом или умеренном световом загрязнении, если воспользуетесь узкополосным фильтром.

С фильтром туманности вы сможете видеть объекты, которые иначе были бы неразличимы. Даже при просмотре туманностей, которые видны без фильтров, вы сможете различить больше деталей и контраст с помощью фильтра туманностей.

Это один из типов фильтра, который вы можете использовать на темном небе. Вы получите лучшие результаты при использовании фильтра туманностей с минимальным свечением неба. Тем не менее, он все равно поможет вам различить определенные объекты в освещенном районе.

Сетевые фильтры блокируют большинство световых загрязнений.Они также уменьшают свет из космоса. Вы можете использовать их в местах с сильным свечением неба, но вы также ограничите то, что видите в глубоком небе.

Мифы об использовании фильтров

1. Фильтры LPR полностью устраняют световое загрязнение.

Хотя фильтры LPR могут значительно уменьшить яркость неба, они не могут полностью избавиться от светового загрязнения. Они не избавляются от длин волн, излучаемых светодиодными лампами, которые используются во многих сообществах. LPR-фильтры также не затемняют свет от ламп накаливания.

2. Фильтры работают лучше всего, когда небо светится сильнее.

Все фильтры лучше работают в более темных областях. Однако, поскольку некоторые звезды излучают те же длины волн, что и уличные фонари и другие источники искусственного света, вы можете уменьшить их свечение с помощью определенных фильтров. Следовательно, вы можете не захотеть использовать фильтр LPR в темной области, если вы пытаетесь увидеть определенные объекты.

3. Фильтры увеличивают яркость туманностей.

Фильтры не могут сделать объект глубокого космоса ярче.Они действительно делают вещи темнее. Это улучшенный контраст на фоне, благодаря которому объект кажется ярче. Фильтры LPR могут заставить туманности выступать на фоне неба, освещенного сзади, и могут улучшить детализацию по периферии туманностей.

4. Фильтры помогут вам увидеть звезды.

Фильтр LPR не поможет вам лучше видеть галактики, звезды или звездные скопления. Это также не поможет, когда вы смотрите на Луну или планеты.

Узкополосный фильтр фактически снижает видимость сине-зеленых звезд.Широкополосный фильтр позволяет видеть естественные цвета звезд.

Используйте правильное оборудование

Вам не нужен огромный дорогой телескоп для наблюдения за небом, даже если вы живете в городе. В этой статье Astronomy.com сравниваются плюсы и минусы небольшого, простого в использовании телескопа с более дорогим и сложным телескопом. Чем больше вы используете телескоп, тем лучше вы сможете определять объекты.

Даже если ваше сложное оборудование позволяет вам видеть больше объектов глубокого космоса, вы не получите от него никакой пользы, если вытаскиваете его только раз в год.Поэтому вам следует выбирать апертуру телескопа в зависимости от вашей жизненной ситуации и доступности хранения, а также с учетом светового загрязнения в вашем районе.

Компьютеризированные крепления для телескопов могут помочь вам найти цели, когда опорные звезды размываются свечением неба. Однако эта электроника также увеличивает цену телескопа, поэтому в итоге вы получите меньшую апертуру, чем по той же цене без моторизации.

Добавьте удлинитель трубки, чтобы блокировать посторонний свет. Это особенно увеличит контраст, если ваш телескоп представляет собой ньютоновский отражатель.

Вы даже можете сделать свой собственный барьер, если близлежащее освещение в зоне прямой видимости мешает вашему хобби. Многие люди создают защитные экраны из непрозрачного брезента и труб из ПВХ. Вы можете даже посадить дерево или куст, чтобы загораживать свет на крыльце вашего соседа.

Самый быстрый способ улучшить эту ситуацию - вежливо попросить их выключить (предложите им показать кольца Сатурна в качестве подсластителя).

Соблюдайте надлежащую практику освещения

Лучшее место для борьбы с световым загрязнением - это ваша собственная собственность.Оцените внешнее освещение, чтобы убедиться, что оно правильно экранировано.

Один из способов сделать это - нарисовать воображаемую линию, которая проходит горизонтально от верха ваших ламп. Если какие-либо лучи светят над этой линией, свет не защищен должным образом.

Те, у кого есть прожекторы или прожекторы, должны проверить, нет ли проникновения света. Вы освещаете свою собственность или ваш свет льется на двор соседа? Добавление щитов к собственному свету может помочь уменьшить раздражающие блики и уменьшить свечение неба.

Глобальные огни известны тем, что вызывают блики. Многие сообщества до сих пор используют их, потому что они выглядят необычно и очаровательно. Если у них нет покрытий над светом, нет никакой защиты от светового загрязнения.

Вы также можете убедиться, что фонари установлены под свесами, когда это возможно. Светильники следует размещать достаточно низко, чтобы обеспечить эффективное освещение. Свет, установленный слишком высоко, не всегда является энергоэффективным и может вызвать проблемы с легким проникновением.

Выключите свет через 11 р.м. или когда вы их не используете. Датчики движения могут уменьшить свечение неба и сэкономить деньги на счетах за электроэнергию, сохраняя при этом вашу собственность в безопасности.

Наконец, избегайте использования ландшафтного освещения, направленного вверх. Многие люди светят огнями на флагштоки, деревья и фасады своих домов. Если свет настолько яркий, что вы можете видеть тень от освещенного объекта в небе, вы вносите свой вклад в световое загрязнение.

Найдите парк или сообщество Dark Sky

Если ваш собственный задний двор не идеально подходит для наблюдения за звездами, поищите подходящее местечко.По данным CNN, в мире 22 официальных зоны темного неба.

Парки Темного неба и Заповедники Темного неба - титулы, присуждаемые сообществам, которые принимают меры для сохранения качества ночного неба. Цель состоит в том, чтобы выделить доступные области темного неба.

США сегодня также выделяют одни из лучших мест для созерцания звезд. Если вы живете в Великобритании или Европе, обратите внимание на Dark Sky Discovery, где говорится, что именно там вы найдете одни из самых больших пространств темного неба в северном полушарии.

Если вы не можете добраться до одной из этих областей, найдите самое темное место в вашем районе. Верх многоэтажного дома идеален, поскольку находится над большинством источников уличного освещения. Однако тепло, исходящее от крыши, может исказить вид.

Трава в местном парке может быть достаточно далеко от источников освещения, чтобы вам было удобнее видеть ночное небо. Однако всегда помните о безопасности. Темный парк может быть не самым безопасным местом для ночлега.

Присоединение к местному клубу астрономов поможет вам найти лучшие места для ночлега.Вы даже можете создать безопасность в цифрах, отправившись вместе к темным местам.

Start A Dark Skies Group

Группы Dark Skies возникли в некоторых общинах, чтобы информировать местных жителей и должностных лиц о световом загрязнении и помочь уменьшить ненужное световое излучение. Международная ассоциация темного неба дает советы по созданию такой группы там, где вы живете.

Первый шаг к действию - это самообразование. Многие люди беспокоятся о внесении изменений в наружное освещение, потому что заботятся о безопасности.Когда вы знаете, как лучше всего экранировать свет, обеспечивая при этом надлежащее освещение, вы можете поделиться информацией со своим сообществом.

Вы могли бы быть более убедительными с числами на вашей стороне. Поэтому общение с единомышленниками может помочь законодателям обратить на это внимание. Через социальную сеть

.

Смотрите также