Leo tutakuambia yote kuhusu fomula ya uangazaji kwa maeneo wazi na ndani ya nyumba, na pia kutoa ukubwa wa mwangaza katika hali tofauti.
Mshumaa na gurudumu linalozunguka
Kabla ya usambazaji wa umeme, chanzo cha mwanga kilikuwa jua, mwezi, moto na mishumaa. Wanasayansi tayari katika karne ya kumi na tano waliweza kuunda mfumo wa lenzi ili kuongeza mwanga, lakini watu wengi walifanya kazi na kuishi kwa mwanga wa mishumaa.
Wengine waliona huruma kwa kutumia pesa kwenye taa za nta, au njia hii ya kurefusha siku haikupatikana. Kisha walitumia chaguzi mbadala za mafuta - mafuta, mafuta ya wanyama, kuni. Kwa mfano, wanawake wadogo wa Kirusi wa njia ya kati wamekuwa wakisuka kitani maisha yao yote kwa mwanga wa tochi. Msomaji anaweza kuuliza: "Kwa nini hii ilipaswa kufanywa usiku?" Baada ya yote, mgawo wa mwanga wa asili wakati wa mchana ni wa juu zaidi. Ukweli ni kwamba wakati wa mchana, wanawake wadogo walikuwa na wasiwasi mwingine wengi. Kwa kuongeza, mchakato wa kusuka ni chungu sana na unahitaji amani ya akili. Ilikuwa muhimu kwa wanawake kwamba hakuna mtu aliyekanyaga kwenye turubai, ili watoto wasichanganye nyuzi, na wanaume wasisumbue.
Lakini kwa maisha kama haya kuna hatari moja: mtiririko wa mwanga (tunaundatoa chini kidogo) kutoka kwa tochi iko chini sana. Macho yalilegea na wanawake wakapoteza uwezo wa kuona kwa haraka.
Kumulika na kujifunza
Wakati wanafunzi wa darasa la kwanza wanaenda shuleni mnamo Septemba ya kwanza, wanatarajia miujiza kwa msisimko. Wanachukuliwa na mtawala, maua, sura nzuri. Wanavutiwa na jinsi mwalimu wao atakavyokuwa, ambaye watakaa naye kwenye dawati moja. Na mtu hukumbuka hisia hizi kwa maisha yake yote.
Lakini watu wazima, wanapowapeleka watoto wao shuleni, wanapaswa kufikiria zaidi mambo ya kustarehesha kuliko kufurahisha au kukata tamaa. Wazazi na walimu wana wasiwasi juu ya faraja ya dawati, ukubwa wa darasa, ubora wa chaki, na formula ya taa katika chumba. Viashiria hivi vina kanuni kwa watoto wa umri wote. Kwa hivyo, watoto wa shule wanapaswa kushukuru kwamba watu walifikiria mapema sio tu mtaala, lakini pia upande wa nyenzo wa suala hilo.
Taa na kazi
Sio bure kwamba shule hufanya ukaguzi ambapo fomula ya kukokotoa mwangaza wa vyumba vya madarasa inatumika. Watoto wa miaka kumi au kumi na moja hawafanyi chochote isipokuwa kusoma na kuandika. Kisha wanafanya kazi zao za nyumbani jioni, tena bila kuachana na kalamu, daftari na vitabu vya kiada. Baada ya hayo, vijana wa kisasa pia hushikamana na skrini mbalimbali. Kama matokeo, maisha yote ya mtoto wa shule yanahusishwa na mzigo kwenye maono. Lakini shule ni mwanzo tu wa maisha. Zaidi ya hayo, watu hawa wote wanasubiri chuo kikuu na kufanya kazi.
Kila aina ya kazi inahitaji mwanga wake wa kutoa. Fomula ya hesabu daima inazingatia hilomtu hufanya masaa 8 kwa siku. Kwa mfano, mtengenezaji wa saa au vito lazima azingatie maelezo madogo na vivuli vya rangi. Kwa hiyo, mahali pa kazi ya watu katika taaluma hii inahitaji taa kubwa na mkali. Mtaalamu wa mimea ambaye anasoma mimea ya msitu wa mvua, kinyume chake, anahitaji kukaa daima katika jioni. Orchids na bromeliads hutumiwa kwa ukweli kwamba safu ya juu ya miti inachukua karibu mwanga wote wa jua.
Mfumo
Inakuja moja kwa moja kwenye fomula ya kuangazia. Usemi wake wa hisabati unaonekana kama hii:
Eυ=dΦυ / dσ.
Hebu tuangalie kwa karibu usemi huo. Kwa wazi, Eυ ni mwanga, kisha Φυ ni mtiririko wa mwanga, na σ ni kitengo kidogo cha eneo ambalo flux huanguka. Inaweza kuonekana kuwa E ni thamani muhimu. Hii ina maana kwamba sehemu ndogo sana na vipande vinazingatiwa. Hiyo ni, wanasayansi muhtasari wa mwangaza wa maeneo haya yote madogo ili kupata matokeo ya mwisho. Kitengo cha kuangaza ni lux. Maana ya kimwili ya lux moja ni flux inayoangaza, ambayo kuna lumen moja kwa mita ya mraba. Lumen, kwa upande wake, ni thamani maalum sana. Inaashiria mtiririko wa mwanga unaotolewa na chanzo cha uhakika cha isotropiki (kwa hivyo mwanga wa monokromatiki). Ukali wa mwanga wa chanzo hiki ni sawa na mshumaa mmoja kwa pembe thabiti ya steradian moja. Kitengo cha kuangaza ni thamani tata ambayo inajumuisha dhana ya "candela". Maana ya kimwili ya ufafanuzi wa mwisho ni kama ifuatavyo: ukubwa wa mwanga katika mwelekeo unaojulikana kutoka kwa chanzohutoa mionzi ya monokromatiki yenye mzunguko wa 540 1012 Hz (refu ya mawimbi iko katika eneo linaloonekana la wigo), na nguvu ya nishati ya mwanga ni 1/683 W/sr.
Dhana nyepesi
Bila shaka, dhana hizi zote kwa mtazamo wa kwanza zinaonekana kama farasi wa duara katika utupu. Vyanzo hivyo havipo katika asili. Na msomaji makini atajiuliza swali: "Kwa nini hii ni muhimu?" Lakini wanafizikia wana haja ya kulinganisha. Kwa hiyo, wanapaswa kuanzisha kanuni fulani ambazo lazima ziongozwe. Njia ya kuangaza ni rahisi, lakini mengi yanaweza kuwa wazi. Hebu tuchambue.
Faharasa "υ"
Faharisi υ inamaanisha kuwa thamani si fotometric kabisa. Na hii ni kutokana na ukweli kwamba uwezo wa binadamu ni mdogo. Kwa mfano, jicho huona tu wigo unaoonekana wa mionzi ya sumakuumeme. Zaidi ya hayo, watu wanaona sehemu ya kati ya kiwango hiki (inahusu rangi ya kijani) bora zaidi kuliko maeneo ya kando (nyekundu na zambarau). Hiyo ni, kwa kweli, mtu haoni 100% ya picha za rangi ya njano au bluu. Wakati huo huo, kuna vifaa ambavyo havina kosa kama hilo. Thamani zilizopunguzwa ambazo fomula ya mwangaza hufanyia kazi (mtiririko wa mwanga, kwa mfano) na ambazo zinaashiriwa na herufi ya Kigiriki "υ", husahihishwa kwa ajili ya kuona kwa mwanadamu.
Jenereta ya Mionzi ya Monochromatic
Kwa msingi, kama ilivyotajwa hapo juu, ni idadi ya fotoni zenye urefu fulani.mawimbi ambayo hutolewa kwa mwelekeo fulani kwa kitengo cha wakati. Hata laser ya monochromatic zaidi ina usambazaji wa urefu wa wimbi. Na hakika lazima awe kwenye kitu. Hii ina maana kwamba fotoni hazitozwi pande zote. Lakini katika formula kuna kitu kama "chanzo cha nuru cha nuru." Huu ni muundo mwingine ulioundwa ili kuunganisha thamani fulani. Na hakuna hata kitu kimoja cha ulimwengu kinaweza kuitwa hivyo. Kwa hivyo, chanzo cha nuru cha uhakika ni jenereta ya photon ambayo hutoa idadi sawa ya quanta ya shamba la umeme kwa pande zote, ukubwa wake ni sawa na hatua ya hisabati. Hata hivyo, kuna hila moja, inaweza kufanya kitu halisi chanzo cha uhakika: ikiwa umbali ambao photoni hufikia ni kubwa sana ikilinganishwa na ukubwa wa jenereta. Kwa hivyo, nyota yetu ya kati Jua ni diski, lakini nyota za mbali ni pointi.
Arbor, well, park
Hakika msomaji makini aliona yafuatayo: siku ya jua nyangavu, eneo lililo wazi linaonekana kuangazwa zaidi kuliko eneo la wazi au lawn iliyofungwa upande mmoja. Kwa hivyo, ufuo wa bahari unavutia sana: daima kuna jua na joto huko. Lakini hata uwazi mkubwa katika msitu ni giza na baridi zaidi. Na kisima cha kina kifupi huwashwa vibaya siku ya kuangaza zaidi. Hii ni kwa sababu mtu akiona sehemu tu ya anga, fotoni chache hufikia jicho lake. Mgawo wa mwanga wa asili huhesabiwa kama uwiano wa mtiririko wa mwanga kutoka anga nzima hadi eneo linaloonekana.
Mduara, mviringo, pembe
Yote hayadhana ni kuhusiana na jiometri. Lakini sasa tutazungumza juu ya jambo ambalo linahusiana moja kwa moja na formula ya kuangaza na, kwa hiyo, kwa fizikia. Hadi wakati huu, ilichukuliwa kuwa mwanga huanguka juu ya uso perpendicularly, madhubuti chini. Hii, bila shaka, pia ni makadirio. Chini ya hali hii, umbali kutoka kwa chanzo cha mwanga unamaanisha kuanguka kwa kuangaza kwa uwiano wa mraba wa umbali. Kwa hivyo, nyota ambazo mtu huona kwa jicho uchi angani ziko mbali sana na sisi (zote ni za gala la Milky Way) au zinang'aa sana. Lakini mwanga ukigonga uso kwa pembe, mambo ni tofauti.
Fikiria tochi. Inatoa sehemu ya pande zote ya mwanga wakati inaelekezwa kwa madhubuti perpendicular kwa ukuta. Ikiwa utaiweka, doa itabadilika sura hadi mviringo. Kama unavyojua kutoka kwa jiometri, mviringo ina eneo kubwa. Na kwa kuwa tochi bado ni sawa, inamaanisha kuwa nguvu ya mwanga ni sawa, lakini ni, kama ilivyokuwa, "iliyopigwa" juu ya eneo kubwa. Uzito wa mwanga hutegemea pembe ya matukio kulingana na sheria ya cosine.
Masika, baridi, vuli
Kichwa kinasikika kama jina la filamu nzuri. Lakini uwepo wa misimu moja kwa moja inategemea angle ambayo mwanga huanguka katika hatua yake ya juu juu ya uso wa sayari. Na kwa sasa sio tu kuhusu Dunia. Misimu ipo kwenye kitu chochote katika mfumo wa jua ambao mhimili wake wa mzunguko umeinamishwa kuhusiana na ecliptic (kwa mfano, kwenye Mirihi). Msomaji pengine tayari amekisia: kadiri pembe ya mwelekeo inavyokuwa kubwa, ndivyo fotoni chache kwa kila kilomita ya mraba ya uso kwa sekunde. Kwahivyomsimu utakuwa baridi zaidi. Wakati wa kupotoka sana kwa sayari katika ulimwengu wa dunia, majira ya baridi hutawala, wakati wa angalau - majira ya joto.
Takwimu na ukweli
Ili kutokuwa na msingi, hizi hapa ni baadhi ya data. Tunakuonya: zote ni za wastani na hazifai kwa kutatua matatizo maalum. Kwa kuongeza, kuna saraka za kuangaza kwa uso na aina tofauti za vyanzo. Ni bora kuzirejelea unapofanya hesabu.
- Kwa umbali kutoka Jua hadi sehemu yoyote ya anga, ambayo ni takriban sawa na umbali wa Dunia, mwangaza ni laki moja na thelathini na tano lux.
- Sayari yetu ina angahewa ambayo inachukua baadhi ya miale. Kwa hiyo, uso wa dunia umeangaziwa na upeo wa lux laki moja.
- Latitudo za majira ya kiangazi huangaziwa saa sita mchana na elfu kumi na saba lux katika hali ya hewa ya angavu na kwa lux elfu kumi na tano katika hali ya hewa ya mawingu.
- Katika usiku wa mwezi mpevu, mwangaza ni sehemu ya kumi mbili ya anasa. Mwangaza wa nyota katika usiku usio na mwezi ni moja au elfu mbili tu ya uzuri.
- Kusoma kitabu kunahitaji mwangaza wa angalau thelathini hadi hamsini.
- Mtu anapotazama filamu katika sinema, mwangaza wa juu ni takriban mia moja ya kifahari. Matukio ya giza zaidi yatakuwa na kiashiria cha themanini ya lux, na picha ya siku yenye jua kali "itavuta" mia moja na ishirini.
- Kutua kwa jua au kuchomoza kwa jua juu ya bahari kutatoa mwanga wa lux elfu moja hivi. Wakati huo huo, kwa kina cha mita hamsini, mwangaza utakuwa karibu 20 lux. Maji hufyonza mwanga wa jua vizuri sana.
