fény fényáram megvilágítás fényerősség távolság...
TRANSCRIPT
Alapfogalmak 1.
Fény
Fényáram
Megvilágítás
2015.11.04. OMKTI 1
Megvilágítás
Fényerősség
Távolság törvény
Mi a fény?
A fény: hatás szerint a közvetlenül látás érzetet keltő sugárzás
Fizikai szempontból elektromágneses
2015.11.04. OMKTI 2
Fizikai szempontból elektromágneses hullám
Világítástechnikában csak az emberi szem által érzékelt sugárzás.
Uvfény, infrafény nem használatos
Elektromágneses sugárzás
2015.11.04. OMKTI 3
2015.11.04. OMKTI 4
Sugárzási törvények
Stefan – Boltzmann tv.
4TM
eσ=
Me felületi teljesítmény,
Stefan-Boltzmann állandóσ
2015.11.04. OMKTI 5
Értéke:5,67 10-8 W/m2 K4
Wien féle eltolódási tv
λT= áll.
Sugárzás-technikaialapok
2015.11.04. OMKTI 6
λ nm V(λ)
380 0,000.001
400 0,000 4
420 0,004
450 0,038480 0,139
500 0,323
550 0,995
555 1,0
560 0,995
Láthatósági függvény
2015.11.04. OMKTI 7
560 0,995
620 0,381
640 0,175660 0.061
700 0,004780 0,000.015
Emberi szem érzékenységi görbéje
Láthatósági függvények
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
rel. é
rzé
ke
nys
ég V(λ )
V'(λ ) λnm
V’(λ)
380 0,000.589480 0,793
2015.11.04. OMKTI 8
0
0,1
0,2
0,3
350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
hullámhossz, nm
480 0,793505 1,0660 0.000.312.9
780 0,000.000.139
Vizuális teljesítmény
2015.11.04. OMKTI 9
Mi a fény?
A fény az optikai sugárzásnak az
emberi szem által érzékelt része.
2015.11.04. OMKTI 10
Fényáram:
lm;)()(em ∫∞
= λλλ dVΦKΦ
pszicho-fizikai mértékrendszer
( ) ( ) ( )λλλve
ΦVΦ ⇒⇒Fizikai
2015.11.04. OMKTI 11
lm;)()(0
em ∫= λλλ dVΦKΦ
Km= 683 lm/W
Láthatósági függvények
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1re
l. é
rzé
ke
nys
ég V(λ )
V'(λ )
2015.11.04. OMKTI 12
0
0,1
0,2
0,3
0,4
350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
hullámhossz, nm
rel. é
rzé
ke
nys
ég
A fényáram mértékegysége: lumen; lm
Nagyságrendek: 100W-s izzólámpa 1380 lm
Km’=1750 lm/W
2015.11.04. OMKTI 13
Nagyságrendek: 100W-s izzólámpa 1380 lm36 W-s fénycső ~3000lm70 W-s nátriumlámpa 6000 lm
Fényáram
Megvilágításkörnyezetre
dA
Besugárzott felületi
2015.11.04. OMKTI 14
A
ΦE
d
d=
felületi teljesítmény
Fényforrás, környezet A megvilágítás
lx
Napsütéses tiszta égboltDélben – nyáronDélben – télenAlkonyat
100.00010.000
100 – 300
2015.11.04. OMKTI 15
AlkonyatHoldtölte, tiszta égboltTiszta égbolt holdfény nélkülKözvilágítás régebbiKözvilágítás újabbIrodavilágítás
100 – 3000,2
0,0010,5 – 1010 --- 30
300 --- 500
Fényáram
Megvilágításkörnyezetre
Fényerősségtérbeli eloszlásra
dA
Besugárzott felületi
2015.11.04. OMKTI 16
eloszlásra
A
ΦE
d
d=
felületi teljesítmény
Emlékeztető: az SI mértékegység alapjai:
•Hosszúság; m (Bay Zoltán)
•Tömeg; kg
•Idő; s !
•Áramerősség; A
•Termodinamikai hőmérséklet; K !
2015.11.04. OMKTI 17
•Termodinamikai hőmérséklet; K !
•Anyagmennyiség; mol
•Fényerősség ;cd
Kiegészítő egységek: •Radián•Szteradián
TérszögSíkszög
A
B
2015.11.04. OMKTI 18
2
cosdd
r
AΩ
α=r
AB=ϕ
A merőleges vetület:
Fényáram
Megvilágításkörnyezetre
Fényerősségtérbeli
( )2
cosdd
r
AΩ
α=
dA
Besugárzott felületi
Sugár-erősség
2015.11.04. OMKTI 19
térbeli eloszlásra
A
ΦE
d
d=
Ω
ΦI
d
d=
felületi teljesítmény
erősség
A fotometria SI mértékegység-rendszerének (System International) hetedik alapegysége a kandela (cd), a fényerősség egysége. A Nemzetközi Súly és Mértékügyi Bizottság (CGPM) 1979-es határozata alapján:
A kandela olyan sugárzó fényerőssége adott irányban, amely
Fényerősség: Kandela; Candela; Candela
2015.11.04. OMKTI 20
A kandela olyan sugárzó fényerőssége adott irányban, amely 540 THz frekvenciájú monokromatikus sugárzást bocsát ki, amelynek sugárerőssége ebben az irányban 1/683 W/sr.Az 540 THz frekvenciának normál levegőben 555,016 nm hullámhosszúság felel meg.
Ez igaz, mind fotopos, mind szkotopos, mind mezopos tartományra.
Van-e kapcsolat az előbbiek között?
A
ΦE
d
d=
Ω
ΦI
d
d= ( )
2
cosdd
r
AΩ
α=
⇒=ΩI
Ed sr*
srlm
sr*cd
2015.11.04. OMKTI 21
⇒=A
Ed
( )2
cos
r
IE
α= Távolság törvény
lxm
sr*sr
m
sr*cd22
==
A kapcsolat az előbbiek között a távolság törvény
( )2
cos
r
IE
α=
2015.11.04. OMKTI 22
2r
Optikai határ távolság
Fénysűrűség
• a dA1 felületelemet elhagyó (azon áthaladó vagy arra beeső) és adott irányt tartalmazó dΩ térszögben sugárzott dΦ fényáramnak, valamint az elemi térszögnek és a felületelem adott irányra
ε
d 2Φ
2015.11.04. OMKTI 23
felületelem adott irányra merőleges vetülete szorzatának
hányadosa:
11
2
cosε
φ
AΩL
v
v
∂∂
∂=
d
dA1
φ
ω
egysége:cd/m2, jele: Lv
Összefüggések az alapmennyiségek között
Fényáram
Megvilágításkörnyezetre
dA
Fényerősségtérbeli eloszlásra
dΩ
A
ΦE
d
d=
Ω
ΦI
d
d=
2015.11.04. OMKTI 24
környezetre
dΩ
( )αcosd
d
Ω
EL =
Fénysűrűség:
térbeli eloszlásra
dA
( )ϑcosdd
d2
ΩA
ΦL =
( )ϑϑ
cosd
d
A
IL =
AE
d=
ΩI
d=