Kāda ir gaismas intensitātes mērīšanas ierīce? Kāda ir mērīta gaismas intensitāte?

Izglītība:

Šodien mēs runāsim par gaismas intensitātes mērvienību. Šis raksts parādīs lasītājiem fotonu īpašības, kas palīdzēs noteikt, kāpēc gaisma ir dažāda spilgtuma.

Daļiņu vai vilnis?

gaismas intensitātes vienība

Divdesmitā gadsimta sākumā zinātnieki satrauktigaismas fotonu kvantu izturēšanās. No vienas puses, traucējumiem un difrakcijas mēs runājām par to viļņu dabu. Līdz ar to, gaisma kas raksturīgs ar īpašības, piemēram, frekvences, viļņa garumu un amplitūdas. No otras puses, Ļebedevs ir eksperimenti pārliecināts zinātniskās aprindas, ka fotoni tiek pārskaitīta uz virsmas impulsu. Tas nebūtu iespējams, nav masas daļiņas. Tādējādi fiziķi nācās atzīt, ka elektromagnētiskais starojums ir gan viļņu un materiāls objekts.

Fotonu enerģija

Kā pierādīja Einšteins, masa ir enerģija. Šis fakts pierāda mūsu centrālo zvaigzni - Sauli. Termoakumulācijas reakcija lieliski saspiestās gāzes masu pārvērš tīrā enerģijā. Bet kā noteikt izstarotā starojuma spēku? Kāpēc no rīta, piemēram, saules gaismas intensitāte ir mazāka nekā pusdienlaikā? Iepriekšējā sadaļā aprakstītās īpašības ir savstarpēji saistītas ar konkrētām attiecībām. Un visi tie norāda uz enerģiju, ko pārvadā elektromagnētiskais starojums. Šī vērtība mainās uz lielāko pusi, ja:

  • viļņa garuma samazināšanās;
  • biežuma palielināšanās.

Kāda ir elektromagnētiskā starojuma enerģija?

gaismas intensitātes vienība

Fotons atšķiras no pārējām daļiņām. Tās masa un līdz ar to enerģija pastāv tikai tad, kad tā pārvietojas pa kosmosu. Saskaroties ar šķērsli, gaismas kvantu intensitāte palielina tās iekšējo enerģiju vai dod tai kinētisku momentu. Bet fotons pats vairs nepastāv. Atkarībā no tā, kas tieši ir šķērslis, pastāv dažādas izmaiņas.

  1. Ja šķērslis ir ciets, tad visbiežākgaisma sasilda to. Iespējams arī šāds scenārijs: fotons maina kustības virzienu, stimulē ķīmisko reakciju vai liek vienam no elektroniem atstāt savu orbītu un nokļūt citā stāvoklī (fotoelektrisks efekts).
  2. Ja šķērslis ir vienīgā molekula, piemēram, no atšķaidīta gāzes mākoņa atklātās telpās, tad fotons izraisa visus tā savienojumus, kas vibrē daudz spēcīgāk.
  3. Ja šķērslis ir masīva struktūra (piemēram, zvaigzne vai pat galaktika), gaisma izkropļo un maina kustības virzienu. Šis efekts ir balstīts uz spēju "skatīties" uz kosmosa tālu pagātni.

Zinātne un cilvēce

Zinātniskie dati bieži šķiet kaut kas abstrakts,nepiemērojams dzīvē. Tas notiek ar gaismas īpašībām. Ja mēs runājam par eksperimentu vai izmēra staru emisiju, zinātniekiem ir jāzina absolūtās vērtības (tās sauc par fotometrisko). Parasti šie jēdzieni ir izteikti enerģijas un spēka ziņā. Atsaukt, jauda ir enerģijas pārmaiņu ātrums vienības laikā, un tas kopumā parāda darba apjomu, ko sistēma var radīt. Bet cilvēkam ir ierobežota spēja piedzīvot realitāti. Piemēram, āda jūtas silta, bet acs neredz infrasarkanā starojuma fotonu. Tāda pati problēma ar vienības intensitāti, jauda, ​​radiācijas kas liecina par faktiski, atšķiras no varas, ka cilvēka acs var atpazīt.

Cilvēka acs spektrālā jutība

Gaismas spēka mērvienība ir

Mēs atgādinām, ka mēs apspriedīsim vidējo rādītāju zemākrādītāji. Visi cilvēki ir atšķirīgi. Dažas krāsas (krāsu žalūzijas) vispār neuztver. Citu krāsu kultūra nesakrīt ar vispārpieņemto zinātnisko viedokli. Piemēram, japāņi neizšķir zaļo un zilo krāsu, bet britu - zilā un zilā krāsā. Šajās valodās dažādas krāsas tiek apzīmētas ar vienu vārdu.

Gaismas intensitātes vienība ir atkarīga no spektravidējās cilvēka acs jutība. Maksimālais dienasgaismas līmenis ir uz fotonu, kura viļņa garums ir 555 nanometri. Tas nozīmē, ka, ņemot vērā sauli, cilvēks vislabāk redz zaļo krāsu. Maksimālais nakts redze ir fotons ar viļņa garumu 507 nanometri. Tādēļ zem mēness cilvēki redz zilos objektus labāk. Pie krēsla viss ir atkarīgs no apgaismojuma: jo labāk tas ir, jo vairāk "zaļie" kļūst par maksimālo krāsu, ko cilvēks uztver.

Cilvēka acs struktūra

candela vienība

Gandrīz vienmēr, kad runa ir par redzējumu, mēsMēs sakām, ka viņš redz acis. Tas ir nepareizs apgalvojums, jo tas galvenokārt uztver smadzenes. Acs ir tikai instruments, kas pārraida informāciju par gaismas plūsmu uz saimniekdatoru. Un, tāpat kā jebkuram rīkam, visai krāsu uztveres sistēmai ir ierobežojumi.

Ir divi dažādi cilvēka tīklenes veidi.šūnas - konusi un spieķi. Pirmie ir atbildīgi par dienas redzi un labāk uztver krāsas. Pēdējie nodrošina nakts redzamību, pateicoties ēdamie ēdieni, ko cilvēks atšķir no gaismas un ēnas. Bet viņi slikti uztver krāsas. Sticks ir arī jutīgāks pret kustību. Tāpēc, ja cilvēks pastaigājas pa putekļainu parku vai mežu, viņš atzīmē visus zaru šūpošanos, katru vēja elpu.

Šīs atšķiršanas evolūcijas iemesls ir vienkāršs: mums ir viena saule. Mēness spīd ar atspoguļoto gaismu, kas nozīmē, ka tā spektrs nav daudz atšķirīgs no centrālās gaismas spektra. Tāpēc diena ir sadalīta divās daļās - izgaismota un tumša. Ja cilvēki dzīvotu divu vai triju zvaigžņu sistēmā, tad mūsu vīzija, visticamāk, būtu vairāk komponentu, un katrs no tiem bija pielāgots vienas gaismas spektram.

Man jāsaka, ka mūsu planē ir radības, kuruVīzija atšķiras no cilvēka. Tuksneša iedzīvotāji, piemēram, uztver infrasarkano gaismu ar savām acīm. Daži zivtiņi atrodas tuvu ultravioletai, jo šis starojums dziļāk iekļūst ūdens kolonnā. Mūsu lolojumdzīvnieki kaķi un suņi uztver krāsas atšķirīgi, un to spektrs tiek samazināts: tie ir labāk pielāgoti ķermenim.

Bet cilvēki visi ir atšķirīgi, kā minēts iepriekš. Daži cilvēces pārstāvji redz gandrīz infrasarkano gaismu. Nevar teikt, ka viņiem nebūtu vajadzīgi siltuma attēlveidotāji, bet tie spēj uztvert nedaudz vairāk sarkano nokrāsu nekā lielākā daļa. Citi ir izstrādājuši ultravioleto spektru. Šāds gadījums ir aprakstīts, piemēram, filmā Planet Ka-Pax. Galvenais varonis apgalvo, ka viņš nāk no citas zvaigznes sistēmas. Aptauja atklāja spēju redzēt ultravioletā starojumu.

kāda ir mērītās gaismas intensitāte

Vai tas pierāda, ka Prot ir ārvalstnieks? Nē Daži cilvēki to var izdarīt. Turklāt gandrīz ultravioleto staru cieši blakus redzamajam spektram. Nav pārsteidzoši, ka kāds uztver nedaudz vairāk. Bet Supermens noteikti nav no Zemes: rentgenstaru spektrs ir pārāk tālu no redzamā, lai šādu vīziju varētu izskaidrot no cilvēka viedokļa.

Absolūtās un relatīvās vienības gaismas plūsmas noteikšanai

Neatkarīgi no spektrālās jutībasdaudzums, kas norāda gaismas plūsmu noteiktā virzienā, tiek saukts par "candela". Jaudas mērvienība tiek izrunāta tāpat kā ar "cilvēku" attieksmi. Vienīgā atšķirība ir šo jēdzienu matemātiskais apzīmējums: apakšraksts "e" ir absolūtā vērtība, un "υ" attiecībā pret cilvēka aci. Bet neaizmirstiet, ka šo kategoriju vērtības ievērojami atšķiras. Tas jāņem vērā, risinot reālas problēmas.

Absolūto un relatīvo vērtību skaitīšana un salīdzināšana

kāda ir gaismas intensitātes vienība

Lai saprastu, kā tiek mērīts gaismas intensitāte,Ir jāsalīdzina "absolūtās" un "cilvēciskās" vērtības. Tiesību jēdzieni ir tīri fiziski. Kreisajā pusē ir vērtības, pie kurām tās ieslēdzas, kad iziet cauri cilvēka acs sistēmai.

  1. Radiācijas spēks kļūst par gaismas spēku. Koncepcijas mēra candela.
  2. Enerģijas spilgtums kļūst spilgtums. Vērtības ir izteiktas candela uz kvadrātmetru.

Protams, lasītājs redzēja pazīstamus vārdus šeit. Daudzas reizes savā dzīvē cilvēki saka: "ļoti spilgti saule, mēs ejam ēnās" vai "padarīsim monitoru spožāku, filma ir pārāk tumša un tumša". Mēs ceram, ka raksts nedaudz precizēs, no kurienes izrietēja koncepcija, kā arī gaismas intensitātes vienības nosaukumu.

Jēdziena "candela" īpatnības

gaismas jauda

Nedaudz virs, mēs minējām šo terminu. Mēs arī paskaidrojaim, kāpēc tas pats vārds attiecas uz pilnīgi atšķirīgiem fizikas jēdzieniem, kas saistīti ar elektromagnētiskā starojuma spēku. Tātad gaismas intensitātes mērvienību sauc par "candela". Bet kas tas vienāds? Viena candela ir gaismas intensitāte zināmā virzienā no avota, kas izstaro stingri monohromātisku starojumu ar frekvenci 5,4 * 1014, ar enerģijas avota stiprumu šajāvirziens ir vienāds ar 1/683 vatus uz vienu vienību leņķī. Lasītājs var viegli pārveidot frekvenci pats par viļņa garumu, formula ir ļoti viegli. Parādīsim: rezultāts atrodas redzamajā zonā.

Tiek saukta gaismas intensitātes mērvienība"Candela" nav nejaušība. Tie, kas zina angļu valodu, atceras, ka svece ir svece. Iepriekš daudzas cilvēka darbības jomas tika izmērītas dabiskos parametros, piemēram, zirgspēkam, milimetros dzīvsudraba. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka gaismas intensitātes mērvienība ir candela, viena svece. Tikai sveika ir ļoti savdabīga: ar stingri noteikto viļņu garumu un iegūstot noteiktu skaitu fotonu sekundē.

Komentāri (0)
Pievienot komentāru