Львів
C
» » Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен

Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен

Світло – це те, без чого на Землі ніщо не здатне було б існувати. Як і всі фізичні величини, його можна обчислити, а значить, існує одиниця виміру світлового потоку. Як же вона називається і чому дорівнює? Давайте знайдемо відповіді на ці питання.

Що називається «світловий потік»

Перш за все, варто розібратися, що у фізиці іменується цим терміном. Світловий потік – потужність випромінювання світла, оцінюваного за виробленого їм світловому відчуттю з точки зору людського ока. Це кількісна характеристика випромінювання джерела світла.
Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен
Чисельно розглянута величина дорівнює енергії світлового потоку, що проходить через певну поверхню за одиницю часу.

Одиниця виміру світлового потоку

У чому вимірюється розглянута фізична величина? Згідно з діючими нормами СІ (Міжнародної системи одиниць), для цього використовується спеціалізована одиниця під назвою люмен. Дане слово було утворене від латинського іменника, що означає "світло" - lumen. До речі, від цього слова також виникла і назва таємної організації «Ілюмінати», яка стала предметом загального інтересу кілька років тому.


У 1960 р. люмен офіційно почав використовуватися у всьому світі, як одиниця вимірювання світлового потоку, і залишається таким і до сьогодні. У скороченому вигляді в російському мовою ця одиниця записується як «лм», а в англійській – lm. Варто відзначити, що в багатьох країнах потужність світла лампочок вимірюється не в ватах (як на теренах колишнього СРСР), а саме в люменах. Іншими словами, заморські споживачі вважають не кількість споживаної енергії, а силу випромінюваного світла. До речі, з-за цього на упаковках більшості сучасних енергозберігаючих лампочок є інформація про їх характеристики і в ватах, і в люменах.
Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен

Формула

Розглянута одиниця виміру світлового потоку чисельно дорівнює світла від точкового ізотропного джерела (з силою в канделу), що випромінюється в тілесний кут, рівний одному стерадиану. У вигляді формули це виглядає таким чином: 1 лм = 1кд x 1 пор. Якщо врахувати, що повна сфера утворює тілесний кут 4П ср, виходить, що повний світловий потік зазначеного вище джерела з потужністю в одну канделу дорівнює 4П лм.

Що таке «кандела»

Дізнавшись про те, люмен - це що, варто звернути увагу на одиницю пов'язану з ним. Мова йде про кд – тобто канделе. Цю назву було утворено від латинського слова «свіча» (candela). З 1979 р. і донині вона є одиницею вимірювання сили світла, згідно з СІ (Міжнародній системі одиниць).
Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен
Фактично одна кандела - сила світла, що випромінюється однією свічкою (звідси і назва). Варто відзначити, що в російській мові довгий час замість терміна «кандела» вживалося слово «свічка». Однак така назва застаріло.


З попереднього пункту ясно, що люмен і кандела пов'язані між собою (1 лм = 1 кд x 1 вт).

Люмени і люкси

Розглядаючи особливості такий світловий величини як люмен, варто звернути увагу на таке близьке до неї поняття як «люкс» (лк). Як і кандели з люмен, люкси теж відносяться до світлотехнічним одиницям. Лк – це одиниця вимірювання освітленості, використовувана в системі СІ. Взаємозв'язок люкса і люмена виглядає наступним чином: 1 лк рівний 1 лм світлового потоку, рівномірно розподіленого на поверхні в 1 квадратний метр. Таким чином, крім наведеної вище формули люмена (1 лм = 1кд х 1 ср), у цій одиниці є ще одна: 1 лм = 1 лк/м 2 .
Кажучи більш звичною мовою, люмен – це показник кількості випроміненого світла певним джерелом, наприклад, тієї ж самої лампочкою. А ось люкс показує, наскільки реально світло в приміщенні, так як далеко не всі світлові промені досягають освітлюваної поверхні. Іншими словами, люмен – світло, вийшов з джерела, люкс – то кількість його, яка дійсно дійшло до освітлюваної поверхні. Як вже було сказано, не завжди весь випромінюється світло досягає освітлюваної поверхні, адже часто на шляху таких променів зустрічаються перешкоди, що створюють тіні. І чим більше їх на шляху, тим менша освітленість. Наприклад, при будівництві бібліотечного залу в ньому повісили безліч лампочок. Загальна освітленість цього порожнього приміщення була дорівнює 250 лк. Але коли ремонтні роботи були завершені і в зал внесли меблі, рівень світла впав до 200 лк. Це притому, що лампочки, як і раніше, видавали стільки ж люменів світлової енергії. Однак на шляху кожного її променя тепер з'явилися перешкоди у вигляді стелажів з книгами та іншої бібліотечної меблів, а також відвідувачів і працівників. Таким чином, вони поглинали частина випроміненого світла, зменшуючи загальну кількість освітленості до залі.
Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен
Наведена як приклад, ситуація не є винятком у своєму роді. Тому при будівництві будь-яких нових будівель або оформленні інтер'єру вже наявних завжди важливо враховувати його освітленість. Для більшості установ навіть є система норм освітленості, природно, вона вимірюється в люксах. В сучасному світі є кілька програм, в яких можна не лише змоделювати дизайн кімнати своєї самостійно, але і прорахувати, наскільки вона буде світла. Адже від цього залежить зір її мешканців.

Люмен і ват

У минулому В нашій країні при виборі лампочки орієнтувалися на кількість ват, які вона споживає. Чим більше – тим краще світил даний прилад.
Сьогодні, навіть на вітчизняних теренах, все частіше потужність випромінювання її вимірюють в люменах. У зв'язку з цим деякі вважають, що лм і Вт – це величини одного роду, а значить, люмени в вати і навпаки можна вільно перекладати, як і деякі інші одиниці системи СІ. Таку думку не зовсім вірно. Справа в тому, що обидві аналізовані одиниці вимірювання використовуються для різних величин. Так, ват – це не світлова, а енергетична одиниця, що показує потужність джерела освітлення. У той час як люмен показує, скільки світла випромінюємо конкретний прилад.
Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен
Наприклад, звичайна лампа розжарювання, споживає 100 вт, видає світло в 1340 люменів. При цьому більш досконала (на сьогоднішній день) світлодіодна її «сестра» при споживанні всього 13 Вт видає 1000 лм. Таким чином, виходить, що світлосила лампочки не завжди знаходиться в прямій залежності від кількості і потужності поглиненої нею енергії. Важливу роль в цьому питанні відіграє і використовується для освітлення речовина в приладі. А значить, прямої залежності між люмен і ватами немає. При цьому дані величини дійсно пов'язані між собою. Світловіддача будь-якого джерела світла (взаємозалежність споживаної енергії до выдаваемому кількості світла) вимірюється в люменах на ват (лм/Вт). Саме ця одиниця є свідченням ефективності того чи іншого освітлювального приладу, а також його економічності.
Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен
Варто зазначити, що при великій необхідності все ж можна здійснити переклад люменів в вати і навпаки. Але для цього потрібно враховувати кілька додаткових нюансів.
  • Характер джерела світла. Яка лампа використовується в розрахунках: розжарювання, світлодіодна, ртутна, галогенна, флуоресцентна і т. д.
  • Світловіддачу приладу (скільки споживає ватт і яка кількість люменів видає при цьому).
  • Однак щоб не ускладнювати собі життя, для проведення подібних розрахунків можна просто застосовувати онлайн-калькулятор або завантажити собі подібну програму на комп'ютер або інший прилад.
    Одиниця виміру світлового потоку в Міжнародній системі одиниць (СІ): люмен

    Кратні одиниці люмена

    Люмен, як і всі його "родичі" в системі СІ, має ряд стандартних кратних і дольних одиниць. Одні використовуються для простоти розрахунків, коли доводиться мати справу з дуже малими, або із занадто великими величинами. Якщо мова йде про останніх, то вони записуються у вигляді позитивної ступеня, якщо про перших - у вигляді негативною. Так, найбільша кратна одиниця люмена - иотталюмен - дорівнює 10 24 лм. Його найчастіше застосовують, при характеристиці космічних тел. Наприклад, світловий потік Сонця дорівнює 36300 Ілм. Найчастіше застосовуються чотири кратні одиниці: килолюмен (10 3 ), мегалюмен (10 6 ), гигалюмен (10 9 ) і тералюмен (10 12 ).

    Поточні одиниці люмена

    Найменшою дольной одиницею люмена є иоктолюмен - ілм (10 -24 ), однак, як і иотталюмен, він практично не використовується в реальних розрахунках. Найбільш часто використовуються такі одиниці – миллилюмен (10 -3 ), микролюмен (10 -6 ) і нанолюмен (10 -9 ).