Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Lux (значения) .
Люкс
Люкс метр.jpg
Люксметр для измерения освещенности
Общая информация
Система единицПроизводная единица СИ
Единицаосвещенность
Символлк
Конверсии
1 лк в ...... равно ...
   Американские обычные единицы   0,0929 Ь
   CGS единиц   10 −4  фото

Люкс (символ: лк ) является СИ полученного блока из освещенности , измерение светового потока на единицу площади. [1] [2] Он равен одному люмену на квадратный метр. В фотометрии это используется как мера интенсивности, воспринимаемой человеческим глазом, света, который падает или проходит через поверхность. Он аналогичен радиометрической единице ватт на квадратный метр , но с мощностью на каждой длине волны, взвешенной в соответствии с функцией светимости , стандартизированной моделью человеческого тела.восприятие визуальной яркости. В английском языке «люкс» используется как в единственном, так и в множественном числе. [3]

Слово происходит от латинского слова «свет», люкс .

Объяснение [ править ]

Освещенность [ править ]

Световая отдача
Освещенность
Интенсивность света
Яркость

Освещенность - это мера того, насколько световой поток распространяется на данную область. Можно представить себе световой поток (измеряемый в люменах ) как меру общего «количества» присутствующего видимого света, а освещенность как меру интенсивности освещения на поверхности. Определенное количество света будет более тускло освещать поверхность, если оно распространяется на большую площадь, поэтому освещенность обратно пропорциональна площади, когда световой поток поддерживается постоянным.

Один люкс равен одному люмену на квадратный метр :

1 люкс = 1 лм / м 2 = 1  кд · ср / м 2 .

Поток в 1000 люмен, равномерно распределенный по площади в 1 квадратный метр, освещает этот квадратный метр с освещенностью в 1000 люкс. Однако те же 1000 люмен на площади 10 квадратных метров дают более диммерную освещенность всего в 100 люкс.

Достижение освещенности 500 люкс на домашней кухне возможно с помощью одного люминесцентного светильника с выходной мощностью12 000  люмен . Чтобы осветить заводской пол в десятки раз больше площади кухни, потребуются десятки таких светильников. Таким образом, для освещения большей площади до того же уровня люкс требуется большее количество люмен.

Как и в случае с другими единицами СИ, могут использоваться префиксы СИ , например, килолюкс (klx) равен 1000 люкс.

Вот несколько примеров освещенности, обеспечиваемой в различных условиях:

Освещенность (люкс)Поверхности, освещенные
0,0001Безлунное, пасмурное ночное небо ( звездный свет ) [4]
0,002Безлунное ясное ночное небо с сиянием воздуха [4]
0,05–0,3Полная луна ясной ночью [5]
3,4Темный предел гражданских сумерек под ясным небом [6]
20–50Общественные места в темноте [7]
50Освещение для семейной гостиной (Австралия, 1998 г.) [8]
80Освещение коридора / туалета офисного здания [9] [10]
100Очень темный пасмурный день [4]
150Платформы вокзалов [11]
320–500Офисное освещение [8] [12] [13] [14]
400Восход или закат в ясный день.
1000Пасмурный день; [4] типичное освещение для телестудии
10 000–25 000Полный дневной свет (без прямых солнечных лучей) [4]
32 000–100 000Прямой солнечный свет

Освещенность, обеспечиваемая источником света на поверхности, перпендикулярной направлению к источнику, является мерой силы этого источника, воспринимаемой из этого места. Например, звезда с видимой величиной 0 обеспечивает 2,08 микролюкс (мклк) на поверхности Земли. [15] Едва заметная звезда 6-й величины обеспечивает 8 нанолюкс (nlx). [16] Незатененное Солнце обеспечивает освещенность земной поверхности до 100 килолюкс (клк), точное значение зависит от времени года и атмосферных условий. Эта прямая нормальная освещенность связана с постоянной освещенности Солнца E sc , равной128 000  люкс (см. Солнечный свет и Солнечная постоянная ).

Освещенность на поверхности зависит от того, как поверхность наклонена по отношению к источнику. Например, карманный фонарик, нацеленный на стену, будет производить заданный уровень освещения, если направлен перпендикулярно стене, но если фонарик направлен на увеличивающиеся углы к перпендикуляру (сохраняя то же расстояние), освещенное пятно становится больше и поэтому менее ярко освещен. Когда поверхность наклонена под углом к ​​источнику, освещение, обеспечиваемое на поверхности, уменьшается, поскольку наклонная поверхность ограничивает меньший телесный угол от источника, и, следовательно, она получает меньше света. Для точечного источника освещение на наклонной поверхности уменьшается на коэффициент, равный косинусу угла между лучом, исходящим от источника, и нормалью к поверхности. [17] В практических задачах освещения, учитывая информацию о том, как свет излучается от каждого источника, а также о расстоянии и геометрии освещенной области, можно произвести численный расчет освещения на поверхности, добавив вклад каждой точки на каждом источнике света.

Связь между освещенностью и освещенностью [ править ]

Как и все фотометрические единицы , люкс имеет соответствующую « радиометрическую » единицу. Разница между любой фотометрической единицей и соответствующей радиометрической единицей состоит в том, что радиометрические единицы основаны на физической мощности, при этом все длины волн взвешиваются одинаково, в то время как фотометрические единицы учитывают тот факт, что визуальная система формирования изображения человеческого глаза более чувствительна к некоторым длины волн, чем другие, и, соответственно, каждой длине волны дается различный вес. Весовой коэффициент известен как функция яркости .

Люкс составляет один люмен на квадратный метр (лм / м 2 ), а соответствующая радиометрическая единица измерения освещенности - ватт на квадратный метр (Вт / м 2 ). Единого коэффициента преобразования между люксами и Вт / м 2 не существует ; для каждой длины волны существует свой коэффициент преобразования, и невозможно выполнить преобразование, если не известен спектральный состав света.

Пик функции светимости находится на 555  нм (зеленый); Визуальная система глаза, формирующая изображение, более чувствительна к свету с этой длиной волны, чем к любому другому свету. Для монохроматического света этой длины волны величина освещенности для данного количества освещенности является максимальной: 683,002 люкс на 1 Вт / м 2 ; освещенность, необходимая для получения 1 люкс на этой длине волны, составляет около 1,464  мВт / м 2 . Другие длины волн видимого света дают меньше люкс на ватт на квадратный метр. Функция светимости падает до нуля для длин волн вне видимого спектра .

Для источника света со смешанными длинами волн количество люменов на ватт можно рассчитать с помощью функции яркости. Чтобы выглядеть достаточно "белым", источник света не может состоять только из зеленого света, к которому визуальные фоторецепторы глаза, формирующие изображение, наиболее чувствительны, но должен включать в себя обильную смесь красных и синих длин волн, для которых они намного меньше. чувствительный.

Это означает, что белые (или беловатые) источники света производят гораздо меньше люмен на ватт, чем теоретический максимум 683,002 лм / Вт. Отношение между фактическим количеством люмен на ватт и теоретическим максимумом выражается в процентах, известном как световая эффективность . Например, обычная лампа накаливания имеет светоотдачу всего около 2%.

В действительности, отдельные глаза немного различаются по функциям яркости. Однако фотометрические единицы точно определены и точно измеримы. Они основаны на согласованной стандартной функции яркости, основанной на измерениях спектральных характеристик визуального фоторецептора, формирующего изображение, во многих отдельных человеческих глазах.

Использование в характеристиках видеокамеры [ править ]

Спецификации видеокамер, таких как видеокамеры и камеры наблюдения, часто включают минимальный уровень освещенности в люксах, при котором камера будет записывать удовлетворительное изображение. [ необходима цитата ] Камера с хорошей способностью снимать при слабом освещении будет иметь более низкий рейтинг люкс. Фотокамеры не используют такую ​​спецификацию, поскольку для получения изображений при очень низких уровнях освещенности, как правило, можно использовать более длительные выдержки , в отличие от видеокамер, где максимальное время экспозиции обычно устанавливается частотой кадров .

Единицы освещенности, не относящиеся к СИ [ править ]

Соответствующая единица в английских и американских традиционных единицах - фут-свеча . Одна футовая свеча составляет около 10,764 люкс. Поскольку одна фут-свеча - это освещенность, отбрасываемая на поверхность источником в одну канделу на расстоянии одного фута, люкс можно рассматривать как "метр-свечу", хотя этот термин не рекомендуется, поскольку он не соответствует стандартам СИ для названия единиц.

Один фот  (ph) равен 10 килолюксам (10 клк).

Один nox (nx) равен 1 миллилюксу (1 mlx).

В астрономии , видимая величина является мерой освещенности звезды на атмосфере Земли. Звезда с видимой величиной 0 составляет 2,54 микролюкса за пределами земной атмосферы и 82% от этого (2,08 микролюкс) при ясном небе. [15] Звезда величиной 6 (едва видимая в хороших условиях) будет иметь толщину 8,3 нанолюкса. Стандартная свеча (одна кандела) в километре от нее обеспечит освещенность в 1 микролюкс - примерно такую ​​же, как у звезды 1 величины.

Устаревший символ Unicode [ править ]

В Unicode есть символ «lx»: (㏓). Это устаревший код для размещения старых кодовых страниц на некоторых азиатских языках. Использование этого кода не рекомендуется.

Единицы фотометрии СИ [ править ]

SI фотометрические величины
  • v
  • т
  • е
КоличествоЕдиница измеренияИзмерениеПримечания
ИмяСимвол [nb 1]ИмяСимволСимвол [nb 2]
Световая энергияQ v [nb 3]просвет второйlm ⋅sТ ДжСекунду просвета иногда называют талботом .
Световой поток , сила светаΦ v [nb 3]просвет (= кандела стерадиан )lm (= cd⋅sr)JСветовая энергия в единицу времени
Интенсивность светаЯ вкандела (= люмен на стерадиан)кд (= лм / ср)JСветовой поток на единицу телесного угла
ЯркостьL vкандела на квадратный метркд / м 2 (= лм / (ср⋅м 2 ))Л −2 ДжСветовой поток на единицу телесного угла на единицу площади проекции источника. Канделу на квадратный метр иногда называют гнидой .
ОсвещенностьE vлюкс (= люмен на квадратный метр)лк (= лм / м 2 )Л −2 ДжСветовой поток, падающий на поверхность
Световой поток , световой потокM vлюмен на квадратный метрлм / м 2Л −2 ДжСветовой поток, излучаемый с поверхности
Световая экспозицияH vлюкс второйлксL −2 Т ДжИнтегрированная по времени освещенность
Плотность световой энергииω vлюмен-секунда на кубический метрлм⋅с / м 3Л −3 т Дж
Световая отдача (излучения)Kлюмен на ваттлм / ВтM −1 L −2 T 3 ДжОтношение светового потока к лучистому потоку
Световая отдача (источника)η [nb 3]люмен на ваттлм / ВтM −1 L −2 T 3 ДжОтношение светового потока к потребляемой мощности
Светоотдача , световой коэффициентV1Световая отдача, нормализованная по максимально возможной световой отдаче
См. Также: SI  · Фотометрия  · Радиометрия
  1. ^ Организации по стандартизации рекомендуют обозначать фотометрические величины индексом «v» (от «визуального»), чтобы избежать путаницы с радиометрическими или фотонными величинами. Например: Стандартные буквенные символы США для светотехники USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967
  2. ^ Символы в этом столбце обозначают размеры ; « L », « T » и « J » обозначают длину, время и силу света соответственно, а не символы единиц измерения литр, тесла и джоуль.
  3. ^ a b c Иногда встречаются альтернативные символы: W для световой энергии, P или F для светового потока и ρ для световой эффективности источника.

См. Также [ править ]

  • Значение экспозиции

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ SI Производные единицы , Национальный институт стандартов и технологий.
  2. ^ "Люкс" . Освещение / Излучение, количества и единицы . Международная электротехническая комиссия. 1987 . Проверено 30 ноября 2019 года .
  3. ^ Руководство NIST по единицам СИ. Глава 9 - Правила и стилистические соглашения для написания названий единиц , Национальный институт стандартов и технологий.
  4. ^ a b c d e Шлайтер, Пол (1997–2009). «Радиометрия и фотометрия в астрономии» .
    Освещенность звездным светом совпадает с минимальной освещенностью человеческого глаза, в то время как лунный свет совпадает с минимальной освещенностью цветового зрения человеческого глаза (IEE Reviews, 1972, стр. 1183 ).
  5. ^ Киба, Кристофер CM; Мохар, Андрей; Пош, Томас (1 февраля 2017 г.). «Насколько ярко лунный свет?». Астрономия и геофизика . 58 (1): 1.31–1.32. DOI : 10,1093 / astrogeo / atx025 .
  6. ^ "Справочник по электрооптике" (pdf) . photonis.com . п. 63 . Проверено 2 апреля 2012 года . [ мертвая ссылка ]
  7. ^ «Комментарии NOAO и рекомендуемые уровни освещенности в помещении» (PDF) .
  8. ^ a b Груши, Алан (июнь 1998 г.). «Глава 7: Технологии бытовой техники и возможности сокращения выбросов». Стратегическое исследование вопросов бытовой энергии и парниковых газов (PDF) . Устойчивые Solutions Pty Ltd . Департамент промышленности и науки Австралийского Союза. п. 61. Архивировано из оригинального (PDF) 2 марта 2011 года . Проверено 26 июня 2008 года .
  9. ^ Австралийский офис теплицы (май 2005 г.). «Глава 5: Оценка экономии на освещении». Рабочий ресурс энергии и учебный комплект: освещение . Архивировано из оригинального 15 апреля 2007 года . Проверено 17 марта 2007 года .
  10. ^ «Калькулятор производительности при слабом освещении» . Архивировано из оригинального 15 июня 2013 года . Проверено 27 сентября 2010 года .
  11. ↑ Дарлингтон, Пол (5 декабря 2017 г.). «Лондонский метрополитен: свет включен» . Инженер-железнодорожник . Проверено 20 декабря 2017 года .
  12. ^ «Как пользоваться люксметром (австралийская рекомендация)» (PDF) . Устойчивость Виктория. Апрель 2010. Архивировано из оригинального (PDF) 7 июля 2011 года.
  13. ^ «Освещение. - 1926.56» . Нормы (стандарты - 29 CFR) . Управление по охране труда и здоровья, Министерство труда США. Архивировано из оригинала 8 мая 2009 года .
  14. ^ Европейский закон UNI EN 12464
  15. ^ a b Schlyter, Раздел 7 .
  16. ^ Schlyter, раздел 14 .
  17. ^ Джек Л. Линдси, Прикладная инженерия освещения , Fairmont Press, Inc., 1997 ISBN 0881732125, стр. 218 

Внешние ссылки [ править ]

  • Часто задаваемые вопросы по радиометрии и фотометрии Страница часто задаваемых вопросов профессора Джима Палмера по радиометрии ( Университет Аризоны ).