Манай гарагийн гадаргуу дээр нарнаас тусах гэрэл нь түүний бүх амьд организмын амьдралын эх үүсвэр юм. нарны цацраг, 300,000 км/цагийн хурдтай тархах нь байгаль орчинд дараах нөлөөг үзүүлнэ.

• фотосинтезд оролцох;
• харагдах гэрэл;
• дулаан;
• халдваргүйжүүлэх;
• цацраг туяа.

Үүний үндсэн дээр байгалийн гэрэл нь хэлбэрийн цацрагийн энерги юм цахилгаан соронзон долгионбайх өөр өөр шинж чанаруудтэднээс хамаарна ерөнхий үзүүлэлт, энэ нь урт юм. Ялгарлын уртыг нанометрээр (0.000000001 м) хэмждэг ба өөр өөр байдаг. хэт улаан туяаны долгион 700-аас 10,000 нм хүртэл, хүний ​​нүдэнд 400-750 нм, хэт ягаан туяа - 10-370 нм. мөн рентген туяа 0.00001-10 нм.

Хүний нүдэнд харагдах хамгийн оновчтой урт цахилгаан соронзон чичиргээ 500-аас 600 нм хүртэл улаан, ягаан туяаг улам дордуулдаг бөгөөд хэт улаан туяа, хэт ягаан туяа нь зөвхөн арьсыг халааж, идээлэх замаар мэдрэгддэг.

Шинжлэх ухаан, технологи хөгжихийн хэрээр хүн төрөлхтөн бүтээж сурсан хиймэл эх сурвалжуудашигласан бүх төрлийн цахилгаан соронзон долгион янз бүрийн үйлдвэрүүдаж үйлдвэр ба Хөдөө аж ахуйболон бусад үйл ажиллагааны чиглэлүүд. Гэрлийн эх үүсвэрийн бүх шинж чанарыг илчилсэн гэрэлтүүлгийн үндсэн ойлголтуудыг авч үзье.

Гэрлийн урсгал гэж юу вэ?

Хөнгөн урсгалхүч юм харагдахуйц цацраг туяахүний ​​нүд мэдэрдэг цахилгаан соронзон долгионы эх үүсвэр. Энэ нь F үсгээр тэмдэглэгдсэн бөгөөд люмен (lm) -ээр хэмжигддэг.

Гэрлийн цацрагийн урсгал нь эх үүсвэрээс холдож, орон зайд жигд бус тархаж, нягтралаа алддаг. Гэрлийн урсгалын орон зайн цацрагийн нягт нь гэрлийн эрч хүч гэх ойлголтоор тодорхойлогддог. I(канделагаар хэмжсэн - cd.), энэ нь гэрлийн урсгал Ф-ийн хатуу өнцгийн ω хүртэлх харьцаагаар тодорхойлогддог.

I=Ф/ω.

Эдгээр хэмжигдэхүүнүүд хоорондоо хэрхэн уялдаж байгааг ойлгохын тулд зургийг харцгаая.

Хэрэв бид сансар огторгуйд гэрэлтэх гэрлийн 0 цэгийн эх үүсвэрийг авбал энэ нь гэрэлтүүлсэн бөмбөгний дотор байрлана. Одоо F гэрлийн урсгал нь S талбайтай бөмбөрцгийн сонгосон хэсэгт тархах бөгөөд үүний үр дүнд конус үүсэх бөгөөд түүний тал нь бөмбөгний радиус болно гэж төсөөлөөд үз дээ. Конусын орой болох энэ орон зайн өнцөг нь хатуу бөгөөд S талбайг бөмбөрцгийн радиусын квадраттай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог.

Хатуу өнцгийн нэгж нь гадаргуу дээр үүсдэг стерадиан (sr) юм гэрэлтдэг бөмбөградиусын квадраттай тэнцэх талбай.

Гэрэлтүүлэг

Гэрэлтүүлэггэрлийн эх үүсвэрийн гэрлийн урсгалын нягт нь орон зайд тоон хувьд хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг тодорхойлдог бөгөөд цацраг нь цацрагийн газраас өөр өөр зайд байрлах аливаа гадаргуу дээр тусдаг. Гэрэлтүүлгийн урсгал Ф-ийн гэрэлтүүлсэн гадаргуу S-ийн харьцаагаар тодорхойлогддог.

Зургийг дахин харцгаая!

Тиймээс, мөн цэгийн гэрлийн эх үүсвэр болох гэрлийн эрчмийг авч үзье Би αгэрлийн урсгал нь аливаа гадаргуугийн S талбайн хэсэгт чиглэгддэг. Гэрлийн эх үүсвэр А ба талбайн хоорондох зай нь l. Үүний үр дүнд гэрлийн эрчмийн чиглэлийн хооронд α өнцөг бүхий налуу конус үүсдэг. Би αба конусын тал ба орон зайн өнцөг ω. Дараа нь:

ω=S*cosα/l 2 ба Ф= гэж тооцно Би α*S*cosα/l 2 .

Дараах илэрхийлэлийг ашиглан элементийн гэрэлтүүлгийг тодорхойлно.

E= Би α*cosα/l 2 .

Тиймээс гэрэлтүүлгийг гэрлийн эрч хүчээр гэрэлтүүлсэн гадаргуу хүртэлх зайгаар тодорхойлно, өөрөөр хэлбэл. Объект үзэгдэх цацрагийн эх үүсвэрээс хол байх тусам түүн дээр бага гэрэл тусдаг!

Гэрэлтүүлгийн нэгжийг люкс гэж нэрлэдэг ба (lx) гэж тэмдэглэнэ.

Гэрэлтүүлэг

Гэрлийн урсгал нь объектын гадаргуу дээр тусах үед хэсэгчлэн шингэж, нөгөө хэсэг нь ойж, үүсдэг. харааны ойлголтэнэ объектыг хол зайд. Хэрэв хоёр гэрэлтүүлэгтэй объект харанхуй ба цайвар өнгөхүний ​​нүднээс ижил зайд байрлуулсан бол гэрлийн объект илүү сайн харагдах болно, өөрөөр хэлбэл гэрлийн эх үүсвэрийн гэрлийн урсгалыг илүү сайн тусгадаг. Харьцуулбал, ижил гэрэлд цайвар ногоон эсвэл хар хүрэн ханын цаастай өрөөнд хаана илүү хөнгөн байх вэ? Мэдээжийн хэрэг, цайвар ногоон ханатай өрөөнд.

Тиймээс доор тод байдалГэрэлтсэн гадаргуу гэдэг нь ажиглагчийн нүдтэй харьцуулахад туссан гэрлийн эрчмийн хэмжээ гэж ойлгогддог бөгөөд энэ нь гадаргуугийн өнгө, тусгалын шинж чанараас хамаарна.

Гэрэлтүүлгийг L үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд гэрэлтүүлгийн эрчмийг гэрэлтүүлсэн гадаргуугийн проекцтой харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.

Томъёоноос харахад гэрэлтэлтийг нэг канделагаар хэмждэг хавтгай дөрвөлжин метр(cd/m2).

Хэрэв ажиглагчийн нүд ойсон гадаргуутай 90 градусын өнцөгтэй байвал энэ томьёо хүчинтэй бөгөөд үүнээс хойш туссан болон тусгалын өнцгийн хоорондох өнцөг 0 градус байх ба cos0=1!

Хэрэв гэрэлтсэн гадаргууг хүний ​​нүд тодорхой өнцгөөр харвал энэ гадаргууг ажиглагч руу чиглэсэн 90 ° өнцгөөр байрлах хавтгай дээрх проекцын талбайг харах болно. тэнцүү байх:

Гэрэлтэх гэсэн нэр томьёог мөн ялгаруулах гадаргуутай гэрлийн эх үүсвэрүүдэд ашигладаг. янз бүрийн хэлбэрүүд. Жишээлбэл, хэрэв та бөмбөрцөг чийдэнтэй улайсдаг чийдэнг авбал орон зай дахь цацрагийн төсөөлөл нь πD2/4 талбайтай тойрог хэлбэртэй байх болно. Цилиндр чийдэнгийн хувьд (хийн ялгаралт) проекц нь урт ба өргөний үржвэрээр тооцогдох тэгш өнцөгтүүдийн багц юм. энэ тохиолдолдколбоны диаметрийг уртаар нь үржүүлнэ.

"Цахилгаан гэрэлтүүлэг" хичээлийн улсын шалгалтын асуултууд

Цацрагийн энерги, урсгал нь хүн энэ цацрагийг их бага хэмжээгээр хүлээн авч байгааг илтгэж чадахгүй. Үнэхээр ч цацраг нь хэт улаан туяаны эсвэл хэт ягаан туяаны бүсэд байгаа бол хичнээн хүчтэй байсан ч хүний ​​нүдэнд үл үзэгдэх болно. Хэрэв ижил чадлын цацраг нь спектрийн харагдах бүсэд хамаарах бол хүн тэдгээрийг өөрөөр хүлээн авах болно: илүү их хэмжээгээр 555 нм орчим долгионы урттай (шар ба ногоон цацраг) ба үзэгдэх хүрээний хил дээр (улаан, ягаан) хамаагүй сул байдаг. Тиймээс хүний ​​цацрагийн талаарх ойлголтыг үнэлэхийн тулд зөвхөн цацрагийн энерги төдийгүй нүдний харьцангуй спектрийн мэдрэмжийг харгалзан үзэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь цацрагийн долгионы уртаас хамаардаг.

Гэрлийн урсгал F- сонгомол хүлээн авагч - стандарт фотометрийн ажиглагч дахь гэрлийн мэдрэмжээр тооцсон цацрагийн урсгалын хүч, нүдний харьцангуй спектрийн мэдрэмжийн муруйг CIE стандартчилдаг. Өөрөөр хэлбэл, гэрлийн урсгал нь нүдээр үр дүнтэй хувирдаг цацрагийн урсгал юм.

Ард нь гэрлийн урсгалын нэгжолон улсын гэрээний дагуу баталсан люмен (лм).

Ватт (цацрагийн урсгал) -аас Lumens (гэрэлтийн урсгал) болгон хувиргах тогтмол хүчин зүйл байхгүй. Илүү нарийн, ийм коэффициент байдаг, гэхдээ өөр өөр долгионы уртад өөр өөр байдаг.

Гэрлийн эрч хүч Iнь гэрлийн урсгалын орон зайн нягт юм энэ чиглэлд:

I a = dФ/dw,

Хаана Ф- гэрлийн урсгал, лм;

w ‑ хатуу (орон зайн) өнцөгЭнэ гэрлийн урсгал жигд тархсан гэрлийн эх үүсвэрийн байрлал дахь оройтой, хар.

Хатуу өнцгийн нэгж - стерадиан (sr) - орой нь бөмбөрцгийн төвд байх бөгөөд түүний гадаргуу дээрх бөмбөрцөг хэсгийг таслах өнцөг гэж үздэг. квадраттай тэнцүүрадиус.

Бөмбөрцгийн хатуу өнцөг нь 4π.

1967 онд Жин, хэмжүүрийн 13-р Ерөнхий бага хурлаас баталсан шийдвэрийн дагуу гэрлийн эрчмийн нэгж нь кандела [cd] юм. Кандела – С системийн үндсэн нэгжметр, килограмм, секунд, ампер гэх мэттэй тэнцүү байна.

Гэрэлтүүлэг E- Энэ гадаргуугийн нягтослын гэрлийн урсгал. Гадаргуугийн элементийн гэрэлтүүлэг өгсөн оноогэрлийн урсгалын харьцаагаар тодорхойлогддог dФавч үзэж буй гадаргуугийн элемент дээр тохиолдох, тухайн талбайд dS 2(индекс 2 нь ихэвчлэн гэрэлтүүлсэн гадаргууг илэрхийлдэг) энэ гадаргуугийн элементийн: E = dФ/dS 2.

Гэрэлтүүлгийн нэгж нь люкс (lx) юм. Люкс нь 1 лм-ийн гэрлийн урсгал жигд тархсан 1 м2 талбай бүхий гадаргуугийн гэрэлтүүлэгтэй тэнцүү байна.

Цэгэн эх үүсвэрээс үүссэн гадаргуугийн элементийн гэрэлтүүлэг нь гэрлийн эрч хүч ба гэрэлтүүлсэн гадаргуу дээрх гэрлийн тусгалын өнцгийн косинустай пропорциональ бөгөөд гэрлийн эх үүсвэрээс энэ гадаргуу хүртэлх зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.

Гэрэлтүүлэг L aнь өгөгдсөн чиглэлд гэрлийн эрчмийн гадаргуугийн нягт, i.e. тухайн чиглэл дэх гэрлийн эрчмийг энэ чиглэлд перпендикуляр хавтгайд гэрэлтүүлэх гадаргуугийн проекцын талбайд харьцуулсан харьцаа.

Гэрэлтүүлгийн нэгж нь квадрат метр тутамд кандела (cd/m 2).

Хүний гэрлийг мэдрэх түвшин нь гэрэлтдэг объектын тодоос хамаарна.

Долоодугаар бүлэг

ҮЙЛДВЭРЛЭЛИЙН БАЙРНЫ ГЭРЭЛТҮҮЛЭГ

7.1. Гэрэлтүүлгийн инженерийн үндсэн ойлголтууд. Гэрлийн урсгал, гэрлийн эрч хүч, гэрэлтүүлэг, гэрэлтүүлгийн гадаргуугийн тод байдал, гэрлийн тусгал.

Хүний хэвийн амьдралд, ялангуяа үйлдвэрлэлийн нөхцөлд гэрэлтүүлгийн чанар чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэрэл муутай аюултай газар, харалган гэрлийн эх үүсвэр, объект, тоног төхөөрөмжийн хурц сүүдэр нь ажилчдын чиг баримжааг бууруулдаг тул гэмтэх магадлалыг үгүйсгэх аргагүй юм. Ажлын байр, ажлын талбайг бүхэлд нь хангалтгүй эсвэл зохисгүй гэрэлтүүлэх нь хүнийг эрт ядрахад хүргэдэг бөгөөд зөвхөн хөдөлмөрийн бүтээмж буурах төдийгүй осолд хүргэдэг. Цахилгаан гэрэлтүүлгийг төлөвлөхдөө буруу сонгосон гэрэлтүүлгийн төхөөрөмж, түүнчлэн цахилгаан байгууламжийн техникийн ашиглалтын дүрмийн "Цахилгаан гэрэлтүүлэг" бүлгийн шаардлагыг зөрчсөн нь гал түймэр, дэлбэрэлт болон бусад үйлдвэрлэлийн осолд хүргэж болзошгүй юм.

Гэрэлтүүлэг үйлдвэрлэлийн байражлын байр нь байгалийн 1, зохиомол болон хосолсон байж болно.

1 Тооцоолол байгалийн гэрэлЭнэ нь үндсэндээ SNiP II 4-79 "Байгалийн ба хиймэл гэрэлтүүлэг" -ийн зааврын дагуу өрөөний гэрлийн нүхний (цонх) талбайг тодорхойлоход хүргэдэг. Дизайн стандартууд".

Байгалийн (нарны) гэрэл байдаг эерэг нөлөөалсын хараа болон хүний ​​биед ерөнхийдөө. Тиймээс бүх байр нь ариун цэврийн дизайны стандартын дагуу байна аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүд SN 245-71 нь дүрмээр бол байгалийн гэрэлтүүлэгтэй байх ёстой.

Хиймэл гэрэлтүүлэгцахилгаан гэрлийн эх үүсвэр - улайсдаг чийдэн, флюресцент эсвэл бусад хий ялгаруулдаг чийдэнг ашиглан гүйцэтгэнэ.

Үзэгдэх гэрлийг тодорхойлдог гол хэмжигдэхүүнүүд нь гэрлийн эх үүсвэрийн гэрлийн урсгал, гэрлийн эрч хүч, гэрэлтүүлэг, гэрэлтүүлгийн гадаргуугийн тод байдал, гэрлийн тусгал юм.

Гэрлийн урсгал Φ нь гэрлийн мэдрэмжээр үнэлэгддэг гэрлийн энергийн хүч юм. харааны эрхтэнхүн. Гэрэлтүүлгийн урсгалыг хэмжих нэгж нь люмен(би бол). Энэ нэгжийг 220 В хүчдэлтэй үед 25 Вт чадалтай (сүлжээнээс хэрэглэдэг) улайсдаг чийдэнгийн гэрлийн урсгал нь 200 лм орчим байна гэсэн жишээнээс дүгнэж болно.

Гэрлийн хүч нь гэрэлтүүлэгтэй орон зайн янз бүрийн цэгүүдэд түүний эрч хүчийг тодорхойлдог. Гэрэлтүүлгийн эрч хүч нь гэрлийн урсгалыг хатуу өнцөгт ω-ийн харьцаатай тэнцүү бөгөөд түүний дотор гэрлийн урсгал жигд тархсан: I=Φ/ω. Гэрлийн эрчмийн нэгжийг авна кандела(кд), тодорхойлсон лавлах эх сурвалжСвета. Тиймээс люмен нь гэрлийн цэгийн эх үүсвэрээс нэг стерадиан (st)-ийн хатуу (орон зайн) өнцгөөр 1 cd гэрлийн эрч хүчээр ялгарах гэрлийн урсгал юм.

Гэрэлтүүлэг (E) - өгөгдсөн гадаргуу дээр туссан гэрлийн урсгалын гадаргуугийн нягт, люкс (lx), өөрөөр хэлбэл E=Φ/S; 1 люкс нь 1 лм/м2-тай тэнцүү байна.

Гэрэлтүүлэг L нь нүдээр шууд мэдрэгддэг гэрлийн хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ нь өгөгдсөн чиглэлд α өнцгийн нэгж гадаргуугаас ялгарах гэрлийн эрчмийн утгаар тодорхойлогддог бөгөөд L = Iρ/S, ρ нь гадаргуугийн тусгал, ρ = Φ хасах /Φ дэвсгэр, t .e. харьцаатай тэнцүү байнагадаргуугаас ойсон гэрлийн урсгал түүн дээр туссан гэрлийн урсгал.

Нийт гэрлийн урсгал нь эх үүсвэрээс бүх чиглэлд тархдаг цацрагийг тодорхойлдог. Практикийн хувьд нийт гэрлийн урсгалыг биш, харин тодорхой чиглэлд явдаг эсвэл тодорхой газар унадаг урсгалыг мэдэх нь илүү чухал байдаг. Жишээлбэл, автомашины жолооч нь хурдны замын жижиг хэсэг байдаг харьцангуй нарийн хатуу өнцгөөр хангалттай том гэрлийн урсгалыг олж авах нь чухал юм. Ширээн дээр ажиллаж байгаа хүний ​​хувьд хамгийн чухал зүйл бол ширээ, тэр ч байтугай ширээний хэсэг, дэвтэр эсвэл номыг гэрэлтүүлдэг урсгал, өөрөөр хэлбэл тодорхой газар дээр унах урсгал юм. Үүний дагуу гэрлийн эрч хүч ба гэрэлтүүлэг гэсэн хоёр туслах ойлголтыг бий болгосон.

Гэрлийн эрч хүч гэдэг нь стерадиантай тэнцүү хатуу өнцгөөр тооцсон гэрлийн урсгал, өөрөөр хэлбэл хатуу өнцгийн доторх гэрлийн урсгалын энэ өнцөгт харьцуулсан харьцаа юм.

Гэрэлтүүлэг гэдэг нь нэгж талбайд тооцсон гэрлийн урсгал, өөрөөр хэлбэл тухайн талбайд туссан гэрлийн урсгалын энэ хэсэгт хамаарах харьцаа юм.

Томъёо (70.1) ба (70.2) тодорхойлох нь тодорхой байна дундаж хүчгэрэл ба дундаж гэрэлтүүлэг. Тэд үнэнд ойртох тусам урсгал нь жигд, эсвэл жижиг байх болно.

Тодорхой гэрлийн урсгалыг илгээдэг эх үүсвэрийн тусламжтайгаар бид маш олон янзын гэрлийн эрч хүч, маш олон янзын гэрэлтүүлгийг олж авах боломжтой нь ойлгомжтой. Үнэн хэрэгтээ, хэрэв та урсгалыг бүхэлд нь эсвэл ихэнх хэсгийг жижиг хатуу өнцгийн дотор чиглүүлбэл энэ өнцгөөр тодруулсан чиглэлд та маш их зүйлийг авах боломжтой. агуу хүчСвета. Жишээлбэл, гэрэлтүүлэгт анхаарлаа төвлөрүүлэх боломжтой ихэнх ньурсгал илгээсэн цахилгаан нум, маш жижиг хатуу өнцгөөр харгалзах чиглэлд асар их гэрлийн эрчмийг хүлээн авдаг. Бага зэрэг нь машины гэрлийн тусламжтайгаар ижил зорилгод хүрдэг. Хэрэв та гэрэлтүүлэгч эсвэл линз ашиглан аливаа эх үүсвэрээс гэрлийн урсгалыг төвлөрүүлбэл жижиг талбай, дараа нь өндөр гэрэлтүүлэгт хүрч болно. Энэ нь жишээлбэл, микроскопоор үзсэн дээжийг хүчтэй гэрэлтүүлэх гэж оролдох үед хийгддэг; Дэнлүүний тусгал нь ижил төстэй зорилготой бөгөөд ажлын байрыг сайн гэрэлтүүлдэг.

(70.1) томъёоны дагуу гэрлийн урсгал бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байнаТүүний тархаж буй хатуу өнцөгт ногдох гэрлийн эрч хүч:

Хэрэв хатуу өнцөг, өөрөөр хэлбэл цацраг нь яг параллель байвал гэрлийн урсгал нь мөн адил байна. тэгтэй тэнцүү. Энэ нь гэрлийн цацрагийн хатуу параллель туяа нь ямар ч энерги агуулдаггүй гэсэн үг юм. физик утга, - ямар ч бодит туршилтанд хатуу зэрэгцээ цацрагийг хэрэгжүүлэх боломжгүй. Энэ бол цэвэр геометрийн ойлголт юм. Гэсэн хэдий ч параллель туяа нь оптикт маш өргөн хэрэглэгддэг. Баримт нь эрчим хүчний үүднээс чухал ач холбогдолтой гэрлийн цацрагийн параллелизмаас бага зэргийн хазайлт нь гэрлийн туяаг оптик системээр дамжуулахтай холбоотой асуудалд бараг ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Жишээлбэл, алс холын одны туяа бидний нүд эсвэл дуран руу тусах өнцөг нь маш жижиг тул хэмжих боломжгүй юм. одоо байгаа аргууд; Эдгээр туяа нь параллель туяанаас бараг ялгаатай биш юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр өнцөг нь тэгтэй тэнцүү биш хэвээр байгаа бөгөөд үүний ачаар бид одыг харж байна. IN Сүүлийн үедМаш хурц чиглэлтэй, өөрөөр хэлбэл гэрлийн цацрагийн маш бага зөрүүтэй гэрлийн туяаг лазер ашиглан олж авдаг (§ 205-ыг үзнэ үү). Гэхдээ энэ тохиолдолд туяа хоорондын өнцөг нь хязгаарлагдмал утгатай байна.

1. Гэрлийн урсгал

Гэрлийн урсгал нь цацрагийн энергийн хүч бөгөөд түүний үүсгэсэн гэрлийн мэдрэмжээр үнэлэгддэг.Цацрагийн энерги нь ялгаруулагчаас сансарт гарч буй квантуудын тоогоор тодорхойлогддог. Цацрагийн энерги (цацрагийн энерги) нь joule-ээр хэмжигддэг. Нэгж хугацаанд ялгарах энергийн хэмжээг цацрагийн урсгал эсвэл цацрагийн урсгал гэж нэрлэдэг. Цацрагийн урсгалыг ваттаар хэмждэг. Гэрлийн урсгалыг Fe гэж тэмдэглэв.

Үүнд: Qе - цацрагийн энерги.

Цацрагийн урсгал нь цаг хугацаа, орон зайд эрчим хүчний хуваарилалтаар тодорхойлогддог.

Ихэнх тохиолдолд цаг хугацааны явцад цацрагийн урсгалын тархалтын талаар ярихдаа тэд анхааралдаа авдаггүй квант шинж чанарцацраг үүсэх ба үүгээр бид цацрагийн урсгалын агшин зуурын утгын Ф(t) өөрчлөлтийг өгдөг функцийг хэлнэ. Нэгж хугацаанд эх үүсвэрээс ялгарах фотоны тоо маш их байдаг тул үүнийг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой.

Цацрагийн урсгалын спектрийн тархалтын дагуу эх үүсвэрүүдийг шугам, судал, тасралтгүй спектртэй гэсэн гурван ангилалд хуваадаг. Цацрагийн эх үүсвэрийн урсгал шугамын спектрбие даасан шугамуудын монохромат урсгалуудаас бүрдэнэ.

Үүнд: Фλ - нэг өнгийн цацрагийн урсгал; Fe - цацрагийн урсгал.

Судалчлагдсан спектртэй эх үүсвэрүүдийн хувьд цацраг нь спектрийн нэлээд өргөн хэсэгт тохиолддог - зурвасууд нь бие биенээсээ харанхуй интервалаар тусгаарлагдсан байдаг. Онцлог шинж чанаруудын хувьд спектрийн тархалттасралтгүй ба судалтай спектр бүхий цацрагийн урсгал, хэмжигдэхүүн гэж нэрлэдэг спектрийн урсгалын нягт

Үүнд: λ - долгионы урт.

Спектрийн цацрагийн урсгалын нягт нь спектр дээрх цацрагийн урсгалын тархалтын шинж чанар бөгөөд хязгааргүй жижиг талбайд харгалзах ΔФeλ элементийн урсгалын энэ хэсгийн өргөнтэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.

Спектрийн цацрагийн урсгалын нягтыг нанометр тутамд ваттаар хэмждэг.

Цацрагийн гол хүлээн авагч нь хүний ​​нүд байдаг гэрэлтүүлгийн инженерчлэлд үнэлгээ хийх үр дүнтэй арга хэмжээцацрагийн урсгал, гэрлийн урсгалын тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн. Гэрлийн урсгал гэдэг нь нүдэнд үзүүлэх нөлөөгөөр үнэлэгдсэн цацрагийн урсгал бөгөөд харьцангуй спектрийн мэдрэмжийг CIE-ээс баталсан дундаж спектрийн үр ашгийн муруйгаар тодорхойлдог.

Гэрэлтүүлгийн технологид гэрлийн урсгалын дараах тодорхойлолтыг ашигладаг: гэрлийн урсгал нь гэрлийн энергийн хүч юм. Гэрлийн урсгалын нэгж нь люмен (лм) юм. 1 лм нь 1 кандела гэрлийн эрчимтэй цэгийн изотроп эх үүсвэрээс нэгж хатуу өнцгөөр ялгарах гэрлийн урсгалтай тохирч байна.

Хүснэгт 1. Ердийн гэрлийн хэмжигдэхүүнүүдгэрлийн эх үүсвэрүүд:

Бие дээр унасан гэрлийн урсгал Ф нь гурван бүрэлдэхүүн хэсэгт хуваагддаг: биед ойсон Фρ, Фα шингээж, Фτ дамжуулдаг. Дараах коэффициентийг ашиглах үед: тусгал ρ = Фρ /Ф; шингээлт α =Фα/Ф; дамжуулалт τ = Фτ / Ф.

Хүснэгт 2. Зарим материал, гадаргуугийн гэрлийн шинж чанар

2. Гэрлийн хүч

Цацрагийн тархалт жинхэнэ эх сурвалжэргэн тойрон дахь орон зайд жигд биш. Тиймээс хүрээлэн буй орон зайн янз бүрийн чиглэлд цацрагийн тархалтыг нэгэн зэрэг тодорхойлохгүй бол гэрлийн урсгал нь эх үүсвэрийн бүрэн шинж чанар биш юм.

Гэрлийн урсгалын тархалтыг тодорхойлохын тулд хүрээлэн буй орон зайн янз бүрийн чиглэлд гэрлийн урсгалын орон зайн нягтын тухай ойлголтыг ашигладаг. Гэрэлтүүлгийн урсгалын орон зайн нягтыг эх үүсвэр байрлах цэгийн оройтой цул өнцөгт харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог бөгөөд энэ урсгал жигд тархсан байдаг бөгөөд үүнийг гэрлийн эрч хүч гэж нэрлэдэг.

Үүнд: F - гэрлийн урсгал; ω - хатуу өнцөг.

Гэрлийн эрчмийн нэгж нь кандела юм. 1 CD.

Энэ нь цагаан алтны хатуурах температурт 1:600000 м2 талбай бүхий хар биетийн гадаргуугийн элементээс перпендикуляр чиглэлд ялгарах гэрлийн эрч хүч юм.
Гэрлийн эрчмийн нэгж нь кандела, cd нь SI системийн үндсэн хэмжигдэхүүнүүдийн нэг бөгөөд 1 стерадиан (дундаж) өнцөгт жигд тархсан 1 лм-ийн гэрлийн урсгалтай тохирч байна. Хатуу өнцөг - дотор нь хаалттай орон зайн хэсэг конус гадаргуу. Хатуу өнцөгω нь дурын радиустай бөмбөрцөгөөс таслах талбайн квадратын харьцаагаар хэмжигддэг.

3. Гэрэлтүүлэг

Гэрэлтүүлгийн хэмжээ нь нэгж гадаргуу дээр туссан гэрлийн буюу гэрлийн урсгалын хэмжээ юм. Энэ нь E үсгээр тэмдэглэгдсэн бөгөөд люкс (lx) -ээр хэмжигддэг.

Люкс, люкс гэрэлтүүлгийн нэгж нь квадрат метр тутамд люмен (лм/м2) хэмжээтэй байна.

Гэрэлтүүлгийг гэрэлтүүлсэн гадаргуу дээрх гэрлийн урсгалын нягт гэж тодорхойлж болно.

Гэрэлтүүлэг нь гэрлийн урсгалын гадаргуу дээр тархах чиглэлээс хамаардаггүй.

Нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн гэрэлтүүлгийн үзүүлэлтүүдийг энд харуулав.

Зун, үүлгүй тэнгэрийн доорх өдөр - 100,000 люкс

Гудамжны гэрэлтүүлэг - 5-30 люкс

Бүтэн сар орж байна цэлмэг шөнө- 0.25 люкс

4. Гэрэлтэлтийн эрчим (I) ба гэрэлтүүлгийн (E) хоорондын хамаарал.

Урвуу квадрат хууль

Гэрлийн тархалтын чиглэлд перпендикуляр гадаргуу дээрх тодорхой цэгийн гэрэлтүүлгийг гэрлийн эрчмийг энэ цэгээс гэрлийн эх үүсвэр хүртэлх зайны квадраттай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлно. Хэрэв өгөгдсөн зай d-г d гэж авбал энэ хамаарлыг дараах томъёогоор илэрхийлж болно.

Жишээ нь: хэрэв гэрлийн эх үүсвэр нь энэ гадаргуугаас 3 метрийн зайд гадаргуутай перпендикуляр чиглэлд 1200 cd эрчимтэй гэрэл ялгаруулж байвал гэрэл гадаргуу дээр хүрэх цэгийн гэрэлтүүлэг (Ep) 1200 байна. /32 = 133 люкс. Хэрэв гадаргуу нь гэрлийн эх үүсвэрээс 6 м-ийн зайд байвал гэрэлтүүлэг нь 1200/62 = 33 люкс байна. Энэ харилцааг нэрлэдэг "урвуу квадрат хууль".

Гадаргуу дээрх тодорхой цэгт гэрэлтүүлэг биш, харин чиглэлд перпендикулярГэрлийн тархалт нь хэмжилтийн цэгийн чиглэлд гэрлийн эрчмийг гэрлийн эх үүсвэр ба хавтгай дээрх цэгийн хоорондох зайны квадратад хуваасан γ өнцгийн косинусаар үржүүлсэнтэй тэнцүү (γ нь гэрлийн өнцөг гэрлийн тусах чиглэл ба энэ хавтгайд перпендикуляр).

Тиймээс:

Энэ бол косинусын хууль юм (Зураг 1).

Цагаан будаа. 1. Косинусын хуульд

Хэвтээ гэрэлтүүлгийг тооцоолохын тулд гэрлийн эх үүсвэр ба хэмжилтийн цэгийн хоорондох d зайг гэрлийн эх үүсвэрээс гадаргуу хүртэлх h өндрөөр солих замаар сүүлчийн томъёог өөрчлөх нь зүйтэй.

2-р зурагт:

Дараа нь:

Бид авах:

Энэ томьёог ашиглан хэмжилтийн цэг дээрх хэвтээ гэрэлтүүлгийг тооцоолно.

Цагаан будаа. 2. Хэвтээ гэрэлтүүлэг

6. Босоо гэрэлтүүлэг

Гэрлийн эх үүсвэр рүү чиглэсэн босоо хавтгайд ижил P цэгийн гэрэлтүүлгийг гэрлийн эх үүсвэрийн өндөр (h) ба гэрлийн эрчмийн (I) тусах өнцгийн (γ) функцээр илэрхийлж болно (Зураг 3). .

гэрэлтэлт:

Хязгаарлагдмал хэмжээтэй гадаргуугийн хувьд:

Гэрэлтэх чадвар нь гэрэлтүүлэгч гадаргуугаас ялгарах гэрлийн урсгалын нягт юм. Гэрэлтэлтийн нэгж нь 1 лм-ийн гэрлийн урсгалыг жигд ялгаруулдаг 1 м2 гадаргуутай тохирч байгаа гэрэлтүүлгийн гадаргуугийн квадрат метрт ногдох люмен юм. Хэзээ нийт цацрагэрчим хүчний гэрэлтэлтийн тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн цацраг бие(Би).

Эрчим хүчний гэрэлтүүлгийн нэгж нь Вт/м2.

Энэ тохиолдолд гэрэлтэлтийг дамжуулан илэрхийлж болно спектрийн нягтялгаруулж буй биеийн энергийн гэрэлтэлт Meλ(λ)

Харьцуулсан үнэлгээний хувьд бид танилцуулж байна эрчим хүчний гэрэлтүүлэгзарим гадаргуугийн гэрэлтэлтэд:

Нарны гадаргуу - Me=6 107 Вт/м2;

Улайсдаг чийдэнгийн утас - Me=2 105 Вт/м2;

Нарны дээд цэгийн гадаргуу M=3.1 109 лм/м2;

Флюресцент чийдэнгийн чийдэн - M=22 103 лм/м2.

Энэ нь тодорхой чиглэлд нэгж гадаргуугийн талбайд ялгарах гэрлийн эрчим юм. Гэрэлтүүлгийг хэмжих нэгж нь квадрат метр тутамд кандела (cd/m2) юм.

Гадаргуу нь өөрөө чийдэнгийн гадаргуу шиг гэрлийг ялгаруулж эсвэл замын гадаргуу гэх мэт өөр эх үүсвэрээс ирж буй гэрлийг тусгаж чаддаг.

Ижил гэрэлтүүлгийн дор өөр өөр тусгалын шинж чанартай гадаргуутай байх болно янз бүрийн зэрэгтод байдал

Энэ гадаргуугийн төсөөлөлд Ф өнцгөөр dA гадаргуугаас ялгарах гэрэлтүүлэг нь тухайн чиглэлд ялгарах гэрлийн эрчмийг ялгаруулах гадаргуугийн проекцтэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна (Зураг 4).

Цагаан будаа. 4. Гэрэлт байдал

Гэрэлтүүлгийн эрч хүч ба ялгаруулах гадаргуугийн төсөөлөл нь зайнаас хамаардаггүй. Тиймээс гэрэл гэгээ нь зайнаас үл хамаарна.

Зарим практик жишээ:

Нарны гадаргуугийн тод байдал - 2000000000 cd/m2

Флюресцент чийдэнгийн тод байдал - 5000-аас 15000 cd/m2 хүртэл

Гадаргуугийн тод байдал Бүтэн сар- 2500 кд/м2

Замын хиймэл гэрэлтүүлэг - 30 люкс 2 cd / м2