หน่วยวัดความเข้มของแสงคืออะไร? ความเข้มของแสงวัดได้จากเท่าใด?

การสร้าง

วันนี้เราจะมาพูดถึงหน่วยวัดความเข้มของแสง บทความนี้จะเปิดเผยคุณสมบัติของโฟตอนกับผู้อ่านซึ่งจะช่วยในการระบุว่าทำไมแสงมีความสว่างแตกต่างกัน

อนุภาคหรือคลื่น?

หน่วยความเข้มส่องสว่าง

ในตอนต้นของศตวรรษที่ยี่สิบนักวิทยาศาสตร์รู้สึกงงงวยพฤติกรรมของควอนตัมแสง - โฟตอน ในอีกด้านหนึ่งการแทรกแซงและการเลี้ยวเบนของคลื่น ดังนั้นคุณสมบัติที่มีคุณสมบัติโดดเด่นเช่นความถี่คลื่นความยาวคลื่นและความกว้าง ในทางตรงกันข้ามการทดลองของ Lebedev เชื่อว่าชุมชนวิทยาศาสตร์ว่าโฟตอนส่งแรงกระตุ้นไปยังพื้นผิว มันจะเป็นไปไม่ได้ถ้าอนุภาคไม่ได้มีมวล ดังนั้นนักฟิสิกส์ต้องรับรู้: รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นและวัตถุที่มีอยู่จริง

โฟตอนพลังงาน

Einstein พิสูจน์แล้วว่ามวลคือพลังงาน ความเป็นจริงนี้พิสูจน์ให้ร่างกายส่วนกลางดวงอาทิตย์ของเรา ปฏิกิริยาของเทอร์โมนิวเคลียร์จะเปลี่ยนมวลของก๊าซบีบอัดสูงเป็นพลังงานสะอาด แต่วิธีการกำหนดพลังของรังสีที่ปล่อยออกมา? ทำไมในตอนเช้าเช่นแสงของดวงอาทิตย์ต่ำกว่าตอนเที่ยง? ลักษณะที่อธิบายไว้ในวรรคก่อนเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์คอนกรีต และพวกเขาทั้งหมดชี้ไปที่พลังงานที่นำโดยรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ค่านี้มีการเปลี่ยนแปลงใหญ่เมื่อ:

  • การลดความยาวคลื่น
  • ความถี่ที่เพิ่มขึ้น

พลังงานของรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

หน่วยความเข้มส่องสว่าง

โฟตอนแตกต่างจากอนุภาคอื่น ๆ มวลของมันและดังนั้นพลังงานที่มีอยู่ตราบใดที่มันเคลื่อนผ่านช่องว่าง เมื่อเกิดการชนกับสิ่งกีดขวางควอนตัมของแสงจะเพิ่มพลังงานภายในของมันหรือทำให้มันเป็นช่วงเวลาจลน์ แต่ตัวโฟตอนเองจะหมดไป ขึ้นอยู่กับสิ่งที่ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ เกิดขึ้น

  1. ถ้าอุปสรรคเป็นตัวแข็งแล้วบ่อยที่สุดแสงจะร้อนขึ้น สถานการณ์ต่อไปนี้เป็นไปได้: โฟตอนเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่กระตุ้นปฏิกิริยาทางเคมีหรือทำให้อิเล็กตรอนตัวหนึ่งออกจากวงโคจรและเปลี่ยนเป็นสถานะอื่น
  2. ถ้าสิ่งกีดขวางเป็นโมเลกุลเพียงอย่างเดียวเช่นจากเมฆก๊าซที่ทำให้แข็งตัวในที่โล่งแล้วโฟตอนจะทำให้การเชื่อมต่อทั้งหมดของมันมีการแกว่งขึ้นอย่างมาก
  3. ถ้าอุปสรรคมีขนาดใหญ่ (เช่นดาวฤกษ์หรือแม้แต่ดาราจักร) แสงจะบิดเบี้ยวและเปลี่ยนทิศทาง ผลกระทบนี้ขึ้นอยู่กับความสามารถในการ "มอง" ในอดีตอันไกลโพ้นของอวกาศ

วิทยาศาสตร์และมนุษยชาติ

หลักฐานทางวิทยาศาสตร์มักเป็นนามธรรมไม่สามารถใช้ชีวิตได้ มันเกิดขึ้นกับลักษณะของแสง ถ้าเรากำลังพูดถึงการทดลองหรือวัดรังสีของดาวนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องทราบค่าสัมบูรณ์ (เรียกว่า photometric) แนวคิดเหล่านี้มักแสดงออกในด้านพลังงานและพลังงาน การเรียกคืนพลังงานหมายถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงานต่อหน่วยเวลาและโดยทั่วไปจะแสดงปริมาณงานที่ระบบสามารถผลิตได้ แต่มนุษย์มีข้อ จำกัด ในความสามารถในการรับรู้ถึงความเป็นจริง ตัวอย่างเช่นผิวรู้สึกอบอุ่น แต่ตาไม่เห็นโฟตอนของรังสีอินฟราเรด ปัญหาเดียวกันกับหน่วยของความเข้มของการส่องสว่าง: พลังงานที่รังสีได้แสดงให้เห็นจริงแตกต่างจากพลังที่ดวงตามนุษย์สามารถรับรู้ได้

ความไวแสงของสายตามนุษย์

หน่วยวัดความเข้มแสงเรียกว่า

เราเตือนคุณว่าเราจะพูดคุยด้านล่างค่าเฉลี่ยตัวชี้วัด ทุกคนต่างกัน บางคนไม่เข้าใจสีแต่ละสี (ตาบอดสี) สำหรับคนอื่นวัฒนธรรมของสีไม่ตรงกับจุดทางวิทยาศาสตร์ที่ยอมรับโดยทั่วไป ตัวอย่างเช่นชาวญี่ปุ่นไม่แยกแยะระหว่างสีเขียวและสีน้ำเงินและอังกฤษ - สีน้ำเงินและสีฟ้า ในภาษาเหล่านี้สีที่ต่างกันจะแสดงด้วยคำเพียงคำเดียว

หน่วยของความเข้มส่องสว่างขึ้นอยู่กับสเปกตรัมความไวของสายตามนุษย์โดยเฉลี่ย เวลากลางวันสูงสุดตรงกับโฟตอนที่มีความยาวคลื่น 555 นาโนเมตร ซึ่งหมายความว่าในแง่ของดวงอาทิตย์คนที่ดีที่สุดเห็นสีเขียว การมองเห็นในตอนกลางคืนคืนสูงสุดคือโฟตอนที่มีความยาวคลื่น 507 นาโนเมตร ดังนั้นภายใต้ดวงจันทร์คนเห็นวัตถุสีฟ้าที่ดีกว่า ในตอนค่ำทุกอย่างขึ้นอยู่กับแสงสว่าง: ยิ่งดีเท่าไหร่ยิ่ง "สีเขียว" มากขึ้นเท่าใดสีที่คนเห็นจะกลายเป็น

โครงสร้างของสายตามนุษย์

หน่วย candela

เกือบตลอดเวลาเมื่อพูดถึงวิสัยทัศน์เราเราบอกว่าเขาเห็นดวงตา นี่เป็นข้อความที่ไม่ถูกต้องเนื่องจากสมองส่วนใหญ่เห็น ตาเป็นเพียงเครื่องมือที่ส่งข้อมูลเกี่ยวกับฟลักซ์แสงไปยังคอมพิวเตอร์แม่ข่ายเท่านั้น และเช่นเดียวกับเครื่องมือใด ๆ ระบบการรับรู้สีทั้งหมดจะมีข้อ จำกัด

มีสองประเภทที่แตกต่างกันของเรตินาของมนุษย์เซลล์ - กรวยและ sticks อดีตมีความรับผิดชอบในการมองเห็นวันและรับรู้สีที่ดีกว่า หลังให้วิสัยทัศน์กลางคืนขอบคุณตะเกียบคนแยกแยะระหว่างแสงและเงา แต่พวกเขาเห็นสีไม่ดี แท่งยังมีความไวต่อการเคลื่อนไหวมากขึ้น นั่นคือเหตุผลที่คนเดินผ่านสวนสาธารณะหรือแสงจันทร์ที่ดวงจันทร์เขาสังเกตเห็นการโยกย้ายสาขาทุกลมทุกลมหายใจ

เหตุผลวิวัฒนาการสำหรับการแยกนี้เป็นเรื่องง่าย: เรามีดวงอาทิตย์เพียงดวงเดียว ดวงจันทร์ส่องกับแสงสะท้อนซึ่งหมายความว่าสเปกตรัมของมันไม่ต่างจากสเปกตรัมของแสงสว่างกลาง ดังนั้นวันแบ่งเป็นสองส่วน - สว่างไสวและมืด ถ้าผู้คนอาศัยอยู่ในระบบดาวสองหรือสามดวงแล้ววิสัยทัศน์ของเราน่าจะมีส่วนประกอบมากขึ้นซึ่งแต่ละส่วนได้รับการปรับให้เข้ากับสเปกตรัมของดาวดวงเดียว

ต้องบอกว่าในโลกของเรามีสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่วิสัยทัศน์แตกต่างจากมนุษย์ ชาวทะเลทรายเช่นจับแสงอินฟราเรดด้วยสายตา ปลาบางตัวเห็นใกล้รังสีอัลตราไวโอเลตเนื่องจากรังสีนี้แทรกซึมลึกเข้าไปในคอลัมน์น้ำ สุนัขและแมวที่เลี้ยงของเราจะรับรู้สีได้แตกต่างกันและสเปกตรัมของพวกเขาจะถูกตัดออก: เหมาะสำหรับ chiaroscuro

แต่ทุกคนต่างออกไปอย่างที่เราได้กล่าวมา ตัวแทนบางส่วนของมนุษยชาติเห็นใกล้แสงอินฟราเรด ไม่สามารถกล่าวได้ว่าพวกเขาไม่ต้องการ imagers ความร้อน แต่พวกเขาสามารถที่จะรับรู้สีแดงเล็กน้อยกว่ามากที่สุด คนอื่น ๆ ได้พัฒนาสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลต กรณีดังกล่าวได้รับการอธิบายตัวอย่างเช่นในภาพยนตร์เรื่อง Planet Ka-Pax ตัวละครหลักอ้างว่าเขามาจากระบบดาวดวงอื่น การสำรวจพบว่าเขาสามารถมองเห็นรังสีอัลตราไวโอเลตได้

ความเข้มของแสงวัดได้อย่างไร

นี้พิสูจน์ว่า Prot เป็นคนต่างด้าว? เลขที่ บางคนสามารถทำได้ นอกจากนี้รังสีอัลตราไวโอเลตใกล้ใกล้ชิดกับสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ไม่น่าแปลกใจที่มีคนรับรู้อีกสักหน่อย แต่ Superman ไม่ได้มาจากโลก: สเปกตรัมรังสีเอกซ์ไกลจากที่มองเห็นได้ดังนั้นวิสัยทัศน์ดังกล่าวสามารถอธิบายได้จากมุมมองของมนุษย์

หน่วยสัมบูรณ์และสัมพัทธ์สำหรับการคำนวณฟลักซ์ส่องสว่าง

อิสระจากความไวแสงปริมาณที่บ่งบอกถึงการไหลของแสงในทิศทางหนึ่งเรียกว่า "candela" หน่วยของการวัดพลังงานจะออกเสียงเหมือนกันกับทัศนคติ "มนุษย์" มากขึ้น ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือในการกำหนดทางคณิตศาสตร์ของแนวคิดเหล่านี้: "e" มีค่าสัมบูรณ์และ "υ" เมื่อเทียบกับสายตามนุษย์ แต่อย่าลืมว่าค่านิยมของประเภทเหล่านี้จะแตกต่างกันไปมาก เรื่องนี้ต้องได้รับการพิจารณาเมื่อแก้ปัญหาจริง

การแจงนับและเปรียบเทียบค่าสัมบูรณ์และสัมพัทธ์

หน่วยของความเข้มส่องสว่างคืออะไร

เพื่อทำความเข้าใจว่าวัดความเข้มของแสงได้อย่างไรมันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเปรียบเทียบค่า "แน่นอน" และ "มนุษย์" แนวความคิดด้านขวามีลักษณะทางกายภาพ ด้านซ้ายเป็นค่าที่พวกเขาหมุนเมื่อผ่านระบบสายตามนุษย์

  1. พลังของรังสีจะกลายเป็นพลังแห่งแสง แนวคิดถูกวัดใน Candela
  2. ความสว่างของพลังงานเปลี่ยนเป็นความสว่าง ค่าที่แสดงใน candela ต่อตารางเมตร

ผู้อ่านเห็นคำพูดที่คุ้นเคยที่นี่ หลายครั้งในชีวิตของพวกเขาผู้คนพูดว่า: "ดวงอาทิตย์ที่สว่างมากเราจะเข้าสู่เงามืด" หรือ "ทำให้จอภาพสว่างขึ้นฟิล์มมืดและมืดเกินไป" หวังว่าบทความจะชี้แจงเล็กน้อยที่แนวคิดมาจากเช่นเดียวกับชื่อของหน่วยความเข้มของการส่องสว่าง

คุณสมบัติของแนวคิด "candela"

พลังไฟ

ข้างต้นเล็กน้อยเราพูดถึงคำนี้ เรายังอธิบายว่าทำไมคำเดียวกันนี้ถึงแนวคิดทางฟิสิกส์ที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงกับพลังของรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นหน่วยวัดความเข้มของแสงจึงเรียกว่า "candela" แต่มันมีค่าเท่าไร? candela หนึ่งคือความเข้มของแสงในทิศทางที่ทราบจากแหล่งที่ปล่อยรังสีเอกรงค์อย่างเคร่งครัดโดยมีความถี่ 5.4 * 1014ด้วยความแรงของแหล่งพลังงานในเรื่องนี้ทิศทางเท่ากับ 1/683 วัตต์ต่อหน่วยมุมที่มั่นคง ผู้อ่านสามารถแปลความถี่ในความยาวคลื่นตัวเองสูตรง่ายมาก ขอแสดง: ผลที่ได้คือพื้นที่ที่มองเห็นได้

หน่วยวัดความเข้มแสงเรียกว่า"Candela" ไม่ใช่อุบัติเหตุ คนที่รู้ภาษาอังกฤษจะจำได้ว่าเทียนเป็นเทียน ก่อนหน้านี้หลายกิจกรรมของมนุษย์ถูกวัดค่าพารามิเตอร์ทางธรรมชาติตัวอย่างเช่นแรงม้ามิลลิเมตรปรอท ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่หน่วยของการวัดความเข้มของการส่องสว่างเป็น candela หนึ่งเทียน เฉพาะเทียนที่แปลกมาก: มีความยาวคลื่นที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดและการผลิตโฟตอนจำนวนหนึ่งต่อวินาที

ความคิดเห็น (0)
เพิ่มความคิดเห็น