Poglavlje sedmo

RASVJETA INDUSTRIJSKIH PROSTORIJA

7.1. Osnovni koncepti rasvjete. Svjetlosni tok, intenzitet svjetlosti, osvjetljenje, svjetlina svjetleće površine, refleksija svjetlosti.

Za normalan ljudski život, posebno u uslovima proizvodnje, kvalitet rasvjete igra važnu ulogu. Loše osvijetljene opasne zone, zasljepljujući izvori svjetlosti, oštre sjene od predmeta i opreme pogoršavaju orijentaciju radnika, zbog čega se ne može isključiti mogućnost ozljeda. Nedovoljno ili nepravilno osvjetljenje radnih mjesta i cijelog radnog prostora uzrokuje prerani zamor osobe, može biti uzrok ne samo smanjenja produktivnosti rada, već i nesreće. Nepravilno odabrana rasvjetna tijela pri projektovanju električne rasvjete, kao i kršenje zahtjeva poglavlja „Električna rasvjeta“ Pravila tehničkog rada električnih instalacija, mogu uzrokovati požar, eksploziju i druge nezgode na radu.

Osvetljenje industrijskih prostorija i radnih mesta može biti prirodno 1 , veštačko i kombinovano.

1 Proračun prirodnog osvjetljenja uglavnom se svodi na određivanje površine svjetlosnih otvora (prozora) u prostoriji u skladu s uputama SNiP II 4-79 „Prirodna i umjetna rasvjeta. Standardi dizajna".

Prirodna (sunčeva) svjetlost ima pozitivan učinak na vid i ljudski organizam općenito. Dakle, sve prostorije, u skladu sa standardima sanitarnog dizajna za industrijska preduzeća SN 245-71, po pravilu moraju imati prirodno osvjetljenje.

Umjetno osvjetljenje se izvodi pomoću električnih izvora svjetlosti - žarulja sa žarnom niti, fluorescentnih ili drugih sijalica na plin.

Glavne veličine koje karakterišu vidljivu svetlost su svetlosni tok izvora svetlosti, intenzitet svetlosti, osvetljenost, osvetljenost svetleće površine, refleksija svetlosti.

Svjetlosni tok Φ je snaga svjetlosne energije, procijenjena svjetlosnim osjećajem koji opaža ljudski vidni organ. Jedinica za svjetlosni tok je lumen(lm). O ovoj jedinici može se suditi iz primjera da je svjetlosni tok žarulje sa žarnom niti snage (koje se troši iz mreže) od 25 W pri naponu od 220 V oko 200 lm.

Snaga svjetlosti karakterizira njen intenzitet na različitim tačkama osvijetljenog prostora. Svjetlosni intenzitet jednak je omjeru svjetlosnog toka i solidnog kuta ω, unutar kojeg je svjetlosni tok raspoređen ravnomjerno: I=Φ/ω. Uzima se jedinica intenziteta svjetlosti candela(cd) određeno referentnim izvorom svjetlosti. Dakle, lumen je svjetlosni tok kojeg emituje tačkasti izvor svjetlosti u čvrstom (prostornom) kutu od jednog steradiana (st) pri intenzitetu svjetlosti od 1 cd.

Osvetljenost (E) - površinska gustina svetlosnog toka koji pada na datu površinu, merena u luksima (lx), tj. E = Φ / S; 1 luks je jednak 1 lm / m 2.

Svjetlina L je veličina svjetlosti koju direktno percipira oko, određena je vrijednošću intenziteta svjetlosti emitirane iz jedinice površine površine u datom smjeru pod uglom α, gdje je L = Iρ/S, ρ je refleksija površine, ρ = Φ ref /Φ pad, tj. jednak je omjeru svjetlosnog toka koji se reflektira od površine i svjetlosnog toka koji pada na nju.

Jedan od najzanimljivijih i najkontroverznijih fenomena našeg svijeta je svjetlost. Za fiziku, ovo je jedan od osnovnih parametara brojnih proračuna. Uz pomoć svjetlosti, naučnici se nadaju da će pronaći trag o postojanju našeg svemira, kao i otvoriti nove mogućnosti za čovječanstvo. U svakodnevnom životu svjetlost je također od velike važnosti, posebno kada se stvara kvalitetna rasvjeta u različitim prostorijama.

Jedan od važnih parametara svjetlosti je njegova jačina, koja karakterizira snagu ovog fenomena. Jačina svjetlosti i proračun ovog parametra će biti posvećen ovom članku.

Opće informacije o konceptu

U fizici, intenzitet svjetlosti (Iv) označava snagu svjetlosnog toka, određen unutar određenog čvrstog ugla. Iz ovog koncepta proizilazi da ovaj parametar ne podrazumijeva svu svjetlost koja je dostupna u prostoru, već samo onaj njegov dio koji se zrači u određenom smjeru.

Ovisno o dostupnom izvoru zračenja, ovaj parametar će se povećati ili smanjiti. Na njegove promjene će direktno utjecati vrijednost solidnog ugla.

Bilješka! U nekim situacijama, intenzitet svjetlosti će biti isti za bilo koji ugao. To je moguće u situacijama kada izvor svjetlosnog zračenja stvara ujednačeno osvjetljenje prostora.

Ovaj parametar odražava fizičku osobinu svjetlosti, što ga čini drugačijim od mjerenja poput svjetline, koja odražavaju subjektivne senzacije. Osim toga, snaga svjetlosti u fizici se smatra snagom. Tačnije, procjenjuje se kao jedinica snage. Istovremeno, moć se ovdje razlikuje od svog uobičajenog koncepta. Ovdje snaga ne ovisi samo o energiji koju rasvjetna instalacija emituje, već i o takvoj stvari kao što je valna dužina.
Treba napomenuti da osjetljivost ljudi na svjetlosno zračenje direktno ovisi o talasnoj dužini. Ova zavisnost se ogleda u funkciji spektralne svetlosne efikasnosti. U ovom slučaju, sam intenzitet svjetlosti je veličina koja ovisi o svjetlosnoj efikasnosti. Na talasnoj dužini od 550 nanometara (zeleno), ovaj parametar će poprimiti svoju maksimalnu vrijednost. Kao rezultat toga, ljudsko oko će biti manje ili više osjetljivo na svjetlosni tok različitih valnih dužina.
Jedinica mjere za ovaj indikator je kandela (cd).

Bilješka! Jačina zračenja koje dolazi iz jedne svijeće bit će približno jednaka jednoj kandeli. Međunarodni svijećnjak koji se ranije koristio za formulu izračuna bio je 1,005 cd.

Sjaj jedne sveće

U rijetkim slučajevima koristi se zastarjela mjerna jedinica - međunarodna svijeća. Ali u modernom svijetu, mjerna jedinica za ovu veličinu, kandela, već se koristi gotovo svuda.

Dijagram fotometrijskih parametara

Iv je najvažniji fotometrijski parametar. Pored ove vrijednosti, najvažniji fotometrijski parametri uključuju svjetlinu, kao i osvjetljenje. Sve ove četiri vrijednosti aktivno se koriste pri kreiranju sistema rasvjete u velikom broju prostorija. Bez njih je nemoguće procijeniti potreban nivo osvjetljenja za svaku pojedinačnu situaciju.

Četiri najvažnije karakteristike rasvjete

Radi lakšeg razumijevanja ovog fizičkog fenomena, potrebno je razmotriti dijagram koji prikazuje ravan koja odražava širenje svjetlosti.

Tabela za intenzitet svjetlosti

Dijagram pokazuje da Iv ovisi o smjeru prema izvoru zračenja. To znači da će se za LED žarulju, za koju će se smjer maksimalnog zračenja uzeti kao 0°, tada pri mjerenju vrijednosti koja nam je potrebna u smjeru od 180° dobiti manja vrijednost nego za smjer od 0°.
Kao što vidite, na dijagramu, zračenje koje se širi iz dva izvora (žuti i crveni) pokrivaće jednaku površinu. U ovom slučaju, žuto zračenje će se raspršiti, po analogiji sa svjetlošću svijeće. Njegova snaga će biti približno jednaka 100 cd. Štaviše, vrijednost ove vrijednosti će biti ista u svim smjerovima. Istovremeno, crvena će biti usmjerena. U položaju 0° imat će maksimalnu vrijednost od 225 cd. U ovom slučaju, ova vrijednost će se smanjiti u slučaju odstupanja od 0°.

Notacija SI parametara

Pošto je Iv fizička veličina, može se izračunati. Za to se koristi posebna formula. Ali prije nego što dođemo do formule, potrebno je razumjeti kako je željena vrijednost zapisana u SI sistemu. U ovom sistemu, naša vrijednost će biti prikazana kao J (ponekad se označava kao I), čija će jedinica biti kandela (cd). Jedinica mjere odražava da Iv emituje puni radijator na površini poprečnog presjeka od 1/600.000 m2. će biti usmjerena u smjeru okomitom na dati presjek. U tom slučaju će temperatura emitera biti blizu nivoa na kojem će se, pri pritisku od 101325 Pa, uočiti stvrdnjavanje platine.

Bilješka! Preko kandele možete odrediti ostale fotometrijske jedinice.

Budući da je svjetlosni tok u prostoru raspoređen neravnomjerno, potrebno je uvesti takav koncept kao čvrsti kut. Obično se označava simbolom .
Intenzitet svjetlosti se koristi za proračune kada se primjenjuje formula za dimenzije. U ovom slučaju, ova vrijednost je povezana sa svjetlosnim tokom kroz formule. U takvoj situaciji, svjetlosni tok će biti proizvod Iv i solidnog ugla do kojeg će se zračenje širiti.
Svjetlosni tok (Fv) je proizvod svjetlosnog intenziteta i čvrstog ugla u kojem se tok širi. F=I .

Formula svjetlosnog toka

Iz ove formule slijedi da je Fv unutrašnji fluks koji se širi unutar određenog solidnog ugla (jedan steradijan) u prisustvu Iv u jednoj kandeli.

Bilješka! Steradijan je čvrsti ugao koji iseče deo na površini kugle koji je jednak kvadratu poluprečnika ove sfere.

U ovom slučaju, Iv i snaga mogu biti povezani preko svjetlosnog zračenja. Uostalom, Fv se podrazumijeva i kao vrijednost koja karakterizira snagu emisije svjetlosnog zračenja kada je percipira prosječno ljudsko oko, koje ima osjetljivost na zračenje određene frekvencije. Kao rezultat, iz gornje formule može se izvesti sljedeća jednačina:

Formula za intenzitet svjetlosti

To se jasno vidi na primjeru LED dioda. U takvim izvorima svjetlosnog zračenja, njegova snaga je obično jednaka potrošenoj snazi. Kao rezultat toga, što je veća potrošnja električne energije, to je veći nivo zračenja.
Kao što vidite, formula za izračunavanje vrijednosti koja nam je potrebna nije tako komplikovana.

Dodatne opcije proračuna

Budući da će distribucija zračenja koje dolazi iz stvarnog izvora u prostor biti neravnomjerna, tada Fv više neće moći djelovati kao iscrpna karakteristika izvora. Ali samo sa izuzetkom situacije kada se istovremeno neće utvrditi distribucija emitovanog zračenja u različitim pravcima.
Za karakterizaciju raspodjele Fv u fizici koristi se koncept kao što je prostorna gustoća zračenja svjetlosnog toka za različite smjerove prostora. U ovom slučaju, za Iv, potrebno je koristiti već poznatu formulu, ali u malo dopunjenom obliku:

Druga formula za izračunavanje

Ova formula će vam omogućiti da procijenite željenu vrijednost u različitim smjerovima.

Zaključak

Snaga svjetlosti zauzima važno mjesto ne samo u fizici, već iu svakodnevnim, svakodnevnim trenucima. Ovaj parametar je posebno važan za rasvjetu, bez koje je nemoguće postojanje svijeta poznatog. Istovremeno, ova vrijednost se koristi ne samo u razvoju novih rasvjetnih uređaja sa povoljnijim tehničkim karakteristikama, već iu određenim proračunima vezanim za organizaciju sistema rasvjete.

Osvjetljenje zgrada zemaljskim svjetiljkama - pregled najpopularnije instalacije
Dječji lusteri za djevojačku sobu: kriteriji odabira

Pitanja državnog ispita iz discipline "Električna rasvjeta"

Sami po sebi, energija i tok zračenja ne mogu ukazivati ​​na veću ili manju percepciju ovog zračenja od strane osobe. Zaista, ako su zračenja u infracrvenom ili ultraljubičastom području, onda bez obzira koliko su moćna, ostat će nevidljiva ljudskom oku. Ako zračenje iste snage pripada vidljivom području spektra, osoba će ih drugačije percipirati: u većoj mjeri na talasnim dužinama od oko 555 nm (žuto i zeleno zračenje) i mnogo slabije na granicama vidljivog opsega (crveno i ljubičasta). Stoga, za procjenu percepcije zračenja od strane osobe, potrebno je uzeti u obzir ne samo energiju zračenja, već i relativnu spektralnu osjetljivost oka, koja je funkcija valne dužine zračenja.

Svjetlosni tok F je snaga toka zračenja, procijenjena na osnovu svjetlosnog osjeta koji izaziva u selektivnom prijemniku - standardnom fotometrijskom posmatraču, čiju krivulju relativne spektralne osjetljivosti oka standardizira CIE. Drugim riječima, svjetlosni tok je tok zračenja koji se efektivno transformira od strane oka.

Per jedinica svetlosnog toka usvojen u skladu sa međunarodnim ugovorom lumen (lm).

Ne postoji konstantan faktor konverzije iz vata (fluks zračenja) u lumen (svjetlosni tok). Tačnije, takav koeficijent postoji, ali je različit za različite talasne dužine.

Moć svetlosti I je prostorna gustina svetlosnog toka u datom pravcu:

I a \u003d dF / dw,

gdje F- svjetlosni tok, lm;

w ‑ čvrsti (prostorni) ugao sa vrhom na mjestu izvora svjetlosti, unutar kojeg je ovaj svjetlosni tok ravnomjerno raspoređen, up.

Jedinica čvrstog ugla - steradijan (sr) - je ugao koji, imajući vrh u centru sfere, iseče na njenoj površini sferni presek, po površini jednak kvadratu poluprečnika.

Čvrsti ugao sfere je 4π..

Jedinica intenziteta svjetlosti, kako je odlučeno na 13. Generalnoj konferenciji za utege i mjere 1967., je kandela [cd]. Candela – osnovna jedinica u sistemu C zajedno sa metrom, kilogramom, sekundom, amperom itd.

Osvetljenje E je površinska gustina upadnog svetlosnog toka. Osvjetljenje površinskog elementa u datoj tački određeno je omjerom svjetlosnog toka dF incident na površinski element koji se razmatra, na područje dS 2(indeks 2 se koristi za označavanje osvijetljene površine) ovog elementa površine: E \u003d dF / dS 2.

Jedinica za osvjetljenje je luks (lx). Lux je jednak osvjetljenosti površine površine ​​​1m 2, preko koje je ravnomjerno raspoređen svjetlosni tok od 1 lm:

Osvetljenje elementa površine, koje stvara tačkasti izvor, proporcionalno je intenzitetu svetlosti i kosinusu upadnog ugla svetlosti na osvetljenu površinu, i obrnuto je proporcionalno kvadratu udaljenosti od izvora svetlosti do ovu površinu.

Brightness La je površinska gustina intenziteta svetlosti u datom pravcu, tj. omjer intenziteta svjetlosti u datom smjeru prema površini projekcije svjetleće površine na ravan okomitu na dati smjer.

Jedinica za osvetljenje je kandela po kvadratnom metru (cd/m 2).

Nivo ljudske percepcije svjetlosti zavisi od svjetline svjetlećeg objekta.

Konvertor dužine i udaljenosti Konvertor mase Konverter količine hrane i hrane Konverter područja Konverter zapremine i jedinica recepata Konverter Konverter temperature Konverter pritiska, naprezanja, konvertor Youngovog modula Konverter energije i rada Konverter snage Konvertor sile Konverter vremena Linearni pretvarač brzine Konverter ravnog ugla Konverter toplotne efikasnosti i efikasnosti goriva brojeva u različitim brojevnim sistemima Pretvarač mernih jedinica količine informacija Kursevi valuta Dimenzije ženske odeće i obuće Dimenzije muške odeće i obuće Pretvarač ugaone brzine i frekvencije rotacije Pretvarač ubrzanja Konvertor ugaonog ubrzanja Konvertor gustine Konvertor specifične zapremine Konvertor momenta inercije Moment pretvarača sile Konvertor obrtnog momenta Konvertor specifične kalorijske vrednosti (po masi) Konvertor gustine energije i specifične toplotne vrednosti goriva (po zapremini) Konvertor temperaturne razlike Konvertor koeficijenta Koeficijent termičke ekspanzije Pretvarač toplotnog otpora Konvertor toplotne provodljivosti Konvertor specifičnog toplotnog kapaciteta Konverter izlaganja energije i snage zračenja Pretvarač gustine toplotnog toka Konvertor koeficijenta prenosa toplote Konvertor zapreminskog protoka Konvertor masenog protoka Konvertor molarnog centra Pretvarač masenog protoka Konverter molarnog protoka Konverter masenog toka Va Pretvornik masenog fluksa Mo Conver Conver Konverter konverter konverter konverter konverter masenog fluksa Mo Pretvarač paropropusnosti i brzine prijenosa pare Konvertor razine zvuka Konvertor osjetljivosti mikrofona Konvertor razine zvučnog tlaka (SPL) Konvertor razine zvučnog tlaka sa izborom referentnog tlaka Konverter svjetline Pretvarač svjetlosnog intenziteta Konvertor svjetlosnog intenziteta Konverter kompjuterske rezolucije Pretvarač rezolucije računara Pretvarač frekvencije i frekvencije frekvencije x i dioptrijske snage i žižne daljine i povećanje objektiva (×) Električni pretvarač gustine naboja Linearni pretvarač gustine naboja Konvertor površinske gustine naboja Konvertor zapreminskog pretvarača gustine naboja Pretvarač električne struje Pretvarač linearne gustine struje Konvertor gustoće površinske struje Konvertor električnog polja Konverter snage električnog polja Potentni elektro i volstatički pretvarač Pretvarač električnog otpora Konvertor električne vodljivosti Konvertor električne vodljivosti Konvertor induktivnosti kapacitivnosti Konvertor američke žice Nivoi u dBm (dBm ili dBmW), dBV (dBV), vati, itd. jedinice Pretvarač magnetne sile Pretvarač jačine magnetnog polja Pretvarač magnetnog fluksa Pretvarač magnetne indukcije Zračenje. Konverter brzine doze apsorbovanog jonizujućeg zračenja Radioaktivnost. Zračenje pretvarača radioaktivnog raspada. Zračenje pretvarača doze izloženosti. Pretvarač apsorbovanih doza Pretvarač decimalnog prefiksa Prenos podataka Tipografske jedinice i jedinice za obradu slike Konvertor jedinica zapremine drveta Konvertor jedinica Izračun molarne mase Periodični sistem hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva

Početna vrijednost

Preračunata vrijednost

lux metar-kandela centimetar-kandela stopa-kandela pht nox kandela-steradijan po sq. metar lumena po kvadratu metar lumena po kvadratu centimetar lumena po kvadratu stopa vati po kvadratu cm (na 555 nm)

Više o rasvjeti

Opće informacije

Osvetljenost je svetlosna veličina koja određuje količinu svetlosti koja pada na određenu površinu tela. Zavisi od talasne dužine svetlosti, jer ljudsko oko na različite načine percipira sjaj svetlosnih talasa različitih talasnih dužina, odnosno različitih boja. Osvjetljenje se računa odvojeno za različite talasne dužine, jer ljudi percipiraju svjetlost talasne dužine od 550 nanometara (zelena) i boje koje su u blizini u spektru (žuta i narandžasta) kao najsjajnije. Svjetlost koju stvaraju duže ili kraće valne dužine (ljubičasta, plava, crvena) doživljava se kao tamnija. Osvjetljenje se često povezuje s konceptom svjetline.

Osvetljenost je obrnuto proporcionalna površini na koju svetlost pada. Odnosno, kada se površina osvjetljava istom lampom, osvjetljenje veće površine će biti manje od osvjetljenja manje površine.

Razlika između svjetline i osvjetljenja

Brightness Illumination

Na ruskom jeziku riječ "svjetlina" ima dva značenja. Svjetlina može značiti fizičku veličinu, odnosno karakteristiku svjetlećih tijela, jednaku omjeru intenziteta svjetlosti u određenom smjeru prema površini projekcije svjetleće površine na ravninu okomitu na ovaj smjer. Takođe može definisati subjektivniji koncept ukupne osvetljenosti, koji zavisi od mnogih faktora, kao što su karakteristike očiju onoga ko gleda u ovo svetlo, ili količina svetlosti u okruženju. Što je manje svjetla u okolini, to je izvor svjetla svjetliji. Kako se ova dva koncepta ne bi pobrkali s osvjetljenjem, vrijedi zapamtiti da:

osvetljenost karakteriše svetlost reflektovano sa površine svetlećeg tela ili poslato ovom površinom;

osvjetljenje karakteriše pada svetlost na osvetljenoj površini.

U astronomiji, sjaj karakteriše i sposobnost zračenja (zvijezde) i reflektirajuće (planete) površine nebeskih tijela i mjeri se na fotometrijskoj skali sjaja zvijezda. Štaviše, što je zvezda svetlija, to je niža vrednost njenog fotometrijskog sjaja. Najsjajnije zvezde imaju negativnu magnitudu zvezdanog sjaja.

Jedinice

Osvetljenost se najčešće meri u SI jedinicama. apartmani. Jedan luks je jedan lumen po kvadratnom metru. Oni koji preferiraju imperijalne jedinice od metričkih jedinica koriste foot candela. Često se koristi u fotografiji i bioskopu, kao i u nekim drugim oblastima. Naziv stopa koristi se jer se jedna stopa-svijeća odnosi na osvjetljenje jedne kandele površine jednog kvadratnog metra, koja se mjeri na udaljenosti od jedne stope (nešto više od 30 cm).

Fotometar

Fotometar je uređaj koji mjeri svjetlost. Tipično, svjetlost ulazi u fotodetektor, pretvara se u električni signal i mjeri. Ponekad postoje fotometri koji rade na drugom principu. Većina fotometara prikazuje informacije o osvjetljenju u luksima, iako se ponekad koriste i druge jedinice. Fotometri, koji se nazivaju mjerači ekspozicije, pomažu fotografima i snimateljima da odrede brzinu zatvarača i otvor blende. Osim toga, fotometri se koriste za određivanje sigurnog osvjetljenja na radnom mjestu, u biljnoj proizvodnji, u muzejima i u mnogim drugim industrijama gdje je potrebno poznavati i održavati određenu količinu osvjetljenja.

Osvetljenje i bezbednost na radnom mestu

Rad u mračnoj prostoriji prijeti oštećenjem vida, depresijom i drugim fiziološkim i psihičkim problemima. Zbog toga mnogi propisi o zaštiti rada uključuju zahtjeve za minimalno sigurno osvjetljenje radnog mjesta. Mjerenja se obično provode fotometrom, koji daje konačni rezultat ovisno o području širenja svjetlosti. To je neophodno kako bi se osiguralo dovoljno osvjetljenja u cijeloj prostoriji.

Osvetljenje u foto i video snimanju

Većina modernih fotoaparata ima ugrađene mjerače ekspozicije kako bi se pojednostavio rad fotografa ili snimatelja. Ekspozicioner je neophodan kako bi fotograf ili snimatelj mogao odrediti koliko svjetlosti treba proći na film ili fotomatricu, ovisno o osvjetljenosti objekta koji se snima. Osvetljenost u luksima merač ekspozicije pretvara u moguće kombinacije brzine zatvarača i otvora blende, koje se zatim biraju ručno ili automatski, u zavisnosti od toga kako je fotoaparat podešen. Obično ponuđene kombinacije zavise od postavki u fotoaparatu, kao i od onoga što fotograf ili snimatelj želi prikazati. U studiju i na snimanju, eksterni ili ugrađeni mjerač svjetla često se koristi za određivanje da li izvori svjetlosti koji se koriste pružaju dovoljno svjetla.

Da biste napravili dobre fotografije ili video zapise u uslovima lošeg osvetljenja, dovoljno svetla mora da dopre do filma ili senzora slike. Ovo nije teško postići fotoaparatom - samo trebate postaviti ispravnu ekspoziciju. Sa video kamerama je situacija komplikovanija. Za kvalitetan video, obično je potrebno instalirati dodatno osvjetljenje, inače će video biti previše taman ili sa puno digitalnog šuma. To nije uvijek moguće. Neki kamkorderi su posebno dizajnirani za snimanje u uslovima slabog osvetljenja.

Kamere dizajnirane za snimanje u uslovima slabog osvetljenja

Postoje dvije vrste kamera za snimanje u uvjetima slabog osvjetljenja: neke koriste optiku višeg nivoa, dok druge koriste napredniju elektroniku. Optika propušta više svjetla u objektiv, dok je elektronika u stanju bolje obraditi čak i malu količinu svjetlosti koja uđe u kameru. Obično su problemi i nuspojave opisani u nastavku povezani s elektronikom. Optika velikog otvora blende omogućava snimanje kvalitetnijeg videa, ali njeni nedostaci su dodatna težina zbog velike količine stakla i znatno veće cijene.

Osim toga, na kvalitet snimanja utječe i jednomatrica ili tromatrična fotomatrica ugrađena u video i foto kamere. U tromatričnoj matrici, sva ulazna svjetlost podijeljena je prizmom u tri boje - crvenu, zelenu i plavu. Kvalitet slike u mračnim okruženjima je bolji kod kamera sa tri senzora nego kod kamera sa jednim senzorom, jer se manje svetlosti raspršuje kroz prizmu nego kada se obrađuje filterom u kameri sa jednim senzorom.

Postoje dvije glavne vrste fotomatrica - bazirane na uređajima sa spregnutim punjenjem (CCD) i zasnovane na CMOS tehnologiji (komplementarni metal oksidni poluvodič). Prvi obično ima senzor koji prima svjetlost i procesor koji obrađuje sliku. Kod CMOS senzora senzor i procesor su obično kombinovani. U uslovima slabog osvetljenja, CCD kamere generalno pružaju bolji kvalitet slike, dok CMOS senzori imaju prednost što su jeftiniji i troše manje energije.

Veličina fotomatrice takođe utiče na kvalitet slike. Ako se snimanje odvija s malom količinom svjetla, onda što je veća matrica, to je kvalitetnija slika, a što je matrica manja, to je više problema sa slikom - na njoj se pojavljuje digitalni šum. Veliki senzori se ugrađuju u skuplje kamere i zahtijevaju snažniju (i kao rezultat toga težu) optiku. Kamere s takvim matricama omogućavaju vam snimanje profesionalnog videa. Na primjer, nedavno je postojao veliki broj filmova koji su u potpunosti snimljeni fotoaparatima kao što su Canon 5D Mark II ili Mark III, koji imaju senzor veličine 24 x 36 mm.

Proizvođači obično navode pod kojim minimalnim uslovima kamera može raditi, na primjer, pri osvjetljenju od 2 luksa. Ove informacije nisu standardizirane, odnosno proizvođač sam odlučuje koji video se smatra kvalitetnim. Ponekad dvije kamere sa istom minimalnom vrijednošću osvjetljenja daju različit kvalitet snimanja. Udruženje Electronic Industries Association EIA (od engleskog Electronic Industries Association) u SAD je predložilo standardizirani sistem za određivanje fotoosjetljivosti kamera, ali ga do sada koriste samo neki proizvođači i nije univerzalno prihvaćen. Tako često, da biste uporedili dvije kamere sa istim svjetlosnim karakteristikama, morate ih isprobati u akciji.

U ovom trenutku, bilo koja kamera, čak i dizajnirana za rad u uslovima slabog osvetljenja, može da proizvede sliku niskog kvaliteta, sa visokom zrnatošću i naknadnim sjajem. Za rješavanje nekih od ovih problema moguće je poduzeti sljedeće korake:

• Snimajte na stativu;
• Rad u ručnom načinu rada;
• Nemojte koristiti način zumiranja, već pomaknite kameru što bliže subjektu;
• Nemojte koristiti auto fokus i auto ISO - veći ISO povećava šum;
• Snimajte brzinom zatvarača od 1/30;
• Koristite difuzno svjetlo;
• Ako nije moguće ugraditi dodatnu rasvjetu, onda koristite svu moguću svjetlost uokolo, poput ulične rasvjete i mjesečine.

Iako ne postoji standardizacija osjetljivosti fotoaparata na svjetlost, ipak je bolje odabrati kameru koja kaže da radi na 2 luksa ili niže za noćnu fotografiju. Takođe imajte na umu da čak i ako kamera radi dobro u mračnim uslovima, njena osetljivost na svetlost, izražena u luksima, je osetljivost na svetlost usmerenu na objekat, ali kamera zapravo prima svetlost reflektovanu od objekta. Kada se reflektuje, dio svjetlosti se raspršuje, a što je kamera dalje od objekta, manje svjetlosti ulazi u objektiv, što pogoršava kvalitet snimanja.

broj ekspozicije

broj ekspozicije(English Exposure Value, EV) - cijeli broj koji karakterizira moguće kombinacije odlomci i dijafragma u foto-, filmskoj ili video kameri. Sve kombinacije brzine zatvarača i otvora blende, u kojima ista količina svjetlosti pada na film ili fotoosjetljivu matricu, imaju istu vrijednost ekspozicije.

Nekoliko kombinacija brzine zatvarača i otvora blende u fotoaparatu pri istom broju ekspozicije omogućavaju vam da dobijete sliku približno iste gustine. Međutim, slike će biti drugačije. To je zbog činjenice da će pri različitim vrijednostima otvora, dubina oštro prikazanog prostora biti različita; pri različitim brzinama zatvarača, slika na filmu ili matrici će biti u različito vrijeme, zbog čega će biti zamućena u različitim stupnjevima ili uopće neće biti zamućena. Na primjer, kombinacije f / 22 - 1/30 i f / 2.8 - 1/2000 karakteriziraju isti broj ekspozicije, ali će prva slika imati veliku dubinu polja i može biti mutna, a druga će imati plitku dubinsku oštrinu i, vrlo moguće, neće biti zamrljani.

Veće EV vrijednosti se koriste kada je subjekt bolje osvijetljen. Na primjer, vrijednost ekspozicije (na ISO 100) od EV100 = 13 može se koristiti pri snimanju pejzaža s oblačnim nebom, dok je EV100 = -4 pogodan za snimanje jarkih aurora.

A-priorat,

EV = log 2 ( N 2 /t)

2EV= N 2 /t, (1)

gdje
• N- vrijednost otvora blende (na primjer: 2; 2,8; 4; 5,6, itd.)
• t- brzina zatvarača u sekundama (na primjer: 30, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/30, 1/100, itd.)

Na primjer, za kombinaciju f/2 i 1/30, vrijednost ekspozicije

EV = log 2 (2 2 /(1/30)) = log 2 (2 2 × 30) = 6,9 ≈ 7.

Ovaj broj se može koristiti za snimanje noćnih scena i osvijetljenih izloga. Kombinovanje f/5.6 sa brzinom zatvarača od 1/250 daje vrijednost ekspozicije

EV = log 2 (5,6 2 /(1/250)) = log 2 (5,6 2 × 250) = log 2 (7840) = 12,93 ≈ 13,

koji se može koristiti za pejzaže sa oblačnim nebom i bez senki.

Treba napomenuti da argument logaritamske funkcije mora biti bezdimenzionalan. Prilikom određivanja vrijednosti ekspozicije EV, dimenzija nazivnika u formuli (1) se zanemaruje i koristi se samo numerička vrijednost brzine zatvarača u sekundama.

Odnos vrijednosti ekspozicije sa svjetlinom i osvjetljenjem objekta

Određivanje ekspozicije prema jačini svetlosti koja se reflektuje od objekta

Kada koristite mjerače ekspozicije ili luksmetre koji mjere svjetlost reflektovanu od objekta, brzina zatvarača i otvor blende su povezani sa svjetlinom objekta na sljedeći način:

N 2 /t = LS/K (2)

• N- f-broj;
• t- ekspozicija u sekundama;
• L- prosječna svjetlina scene u kandelama po kvadratnom metru (cd/m²);
• S- aritmetička vrijednost fotoosjetljivosti (100, 200, 400, itd.);
• K- faktor kalibracije merača ekspozicije ili luksmetra za reflektovanu svetlost; Canon i Nikon koriste K=12,5.

Iz jednačina (1) i (2) dobijamo broj ekspozicije

EV = log 2 ( LS/K)

2EV= LS/K

At K= 12,5 i ISO 100, imamo sljedeću jednačinu za svjetlinu:

2EV = 100 L/12.5 = 8L

L= 2 EV /8 = 2 EV /2 3 = 2 EV–3 .

Iluminacija i muzejski eksponati

Brzina kojom muzejski eksponati propadaju, blijede i na drugi način propadaju ovisi o njihovoj osvjetljenosti i jačini izvora svjetlosti. Osoblje muzeja mjeri osvijetljenost eksponata kako bi se osiguralo da eksponati budu izloženi bezbednoj količini svetlosti, kao i da bi obezbedili dovoljno svetla da posetioci imaju dobar pogled na izložbu. Osvetljenost se može meriti fotometrom, ali u mnogim slučajevima to nije lako, jer mora biti što bliže izložbi, a to često zahteva skidanje zaštitnog stakla i gašenje alarma i dobijanje dozvole za to. Kako bi olakšali zadatak, muzejski radnici često koriste kamere kao fotometre. Naravno, ovo nije zamjena za tačna mjerenja u situaciji kada se nađe problem s količinom svjetlosti koja pada na eksponat. Ali da bi se provjerilo da li je potrebna ozbiljnija provjera fotometrom dovoljna je kamera.

Ekspoziciju određuje kamera na osnovu očitavanja svjetlosti, a znajući ekspoziciju, svjetlo možete pronaći nizom jednostavnih proračuna. U ovom slučaju djelatnici muzeja koriste formulu ili tablicu s konverzijom ekspozicije u jedinice osvjetljenja. Prilikom proračuna ne zaboravite da kamera apsorbira dio svjetlosti i uzmite to u obzir u konačnom rezultatu.

Osvetljenje u drugim oblastima delatnosti

Vrtlari i uzgajivači znaju da je biljkama potrebna svjetlost za fotosintezu i znaju koliko svjetlosti treba svakoj biljci. Oni mjere nivoe svjetlosti u staklenicima, voćnjacima i voćnjacima kako bi osigurali da svaka biljka dobije odgovarajuću količinu svjetlosti. Neki za to koriste fotometre.

Da li vam je teško prevesti mjerne jedinice s jednog jezika na drugi? Kolege su spremne da vam pomognu. Postavite pitanje na TCTerms i u roku od nekoliko minuta dobićete odgovor.

Svjetlost je oblik energije koji se širi kroz prostor u obliku elektromagnetnih valova na frekvencijama koje mogu percipirati ljudske oči. fotometrija - ovo su metode za mjerenje svjetlosne energije u optičkom opsegu. Svetlosni tok naziva se svjetlosna energija koja teče kroz određenu površinsku jedinicu vremena, procijenjena vizualnim osjetom, tj. svetlosni tok je izlazna snaga svjetlosti. Vizualni osjećaj se vizualno i kvalitativno mijenja. Zv. izvor svjetlosti. Tačka ako su njegove dimenzije zanemarljivo male u odnosu na udaljenost na kojoj se procjenjuje njegovo djelovanje. Da bi se opisao svjetlosni tok koji emituje izvor svjetlosti u različitim smjerovima, koristi se koncept solidan ugao, tj. oblast prostora koja je u obliku stošca. Ω=S/R 2 - puni ugao. Ω=4P je solidan ugao sfere. Snagom svetlosti naziva se svjetlosni tok koji stvara izvor svjetlosti u jediničnom čvrstom kutu. I c \u003d F c / Ω - Intenzitet svjetlosti (cd (candela)) I c \u003d F c / 4P - intenzitet svjetlosti oko tačkastog izvora (sfere) F c \u003d I c * Ω - svjetlosni tok. Izvor svjetlosti gotovo uvijek neravnomjerno osvjetljava svjetlosnu površinu. osvjetljenje naziva se omjer svjetlosne struje koja pada na određenu površinu i površine ove površine. E \u003d F s / S \u003d I c / R 2 - Osvjetljenje (LC (luks)). Prvi zakon osvetljenja: Osvjetljenje je direktno proporcionalno intenzitetu svjetlosti izvora i obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti od izvora E 0 = I c / h 2 - osvjetljenje ispod izvora svjetlosti. Drugi zakon osvetljenja: Površinsko osvjetljenje proizvedeno paralelnim snopovima je proporcionalno kosinusu upadnog ugla zraka. E=E 0* cosα=I c /R 2 * cosα

53. sočiva. optička snaga. Formula tankih sočiva.

Objektiv je prozirno tijelo omeđeno dvije sferne površine. Ako je sredina Lise tanja od njenih rubova, onda se to naziva rasipanjem, a ona sama je konkavna. Ako je sredina sočiva tanja od ivica, onda se to naziva konvergentnom. |O 1 O 2 | - glavna optička os. Svaka prava linija koja prolazi kroz centar sočiva naziva se bočna os. Tačka u kojoj se svi zraci sijeku nakon prelamanja u sabirnoj leći koja pada paralelno s glavnom optičkom osi naziva se glavna fokus sočiva. Objektiv ima 2 glavna fokusa. Zove se linija na kojoj se nalaze Lizini trikovi fokalna ravan. Konvergentno sočivo proizvodi stvarnu sliku, dok divergentno sočivo stvara virtuelnu sliku. Poziva se vrijednost jednaka recipročnoj žižnoj daljini optička snaga sočiva. D=1/F je optička snaga sočiva (dioptrija). F - Fokus. 1/F=1/f+1/d - formula tankog sočiva (za sakupljanje) 1/f=1/F+1/d - formula tankog sočiva (za divergentna). G=H/h=f/d – uvećanje sočiva.