Valoenergia

valoenergia
$Q_{v}$
Ulottuvuus	J T
Yksiköt
SI	lm s
GHS	lm s
Huomautuksia
kevyt määrä skalaari

Valoenergia on fysikaalinen suure , yksi tärkeimmistä valon fotometrisistä suureista [1] . Se luonnehtii valon kuljettaman energian kykyä aiheuttaa visuaalisia tuntemuksia ihmisessä. Se on valoanalogi säteilyenergian arvolle , joka sisältyy energiasuureiden järjestelmään . Se saadaan muuntamalla säteilyn spektrienergiatiheyden arvot vähennettyjen fotometristen suureiden kaavan [2] mukaisesti käyttämällä monokromaattisen säteilyn suhteellisen spektrisen valotehokkuuden arvoja päiväsaikaan [3] : $Q_{v}$ $Q_{{e,\lambda }}$ $V(\lambda)$

Q_{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{{380~nm}}^{{780~nm}}Q_{{e,\lambda }}(\lambda )V(\lambda )d \lambda,

missä on säteilyn suurin valotehokkuus [4] , joka on SI-järjestelmässä 683 lm /W [5] [6] . Sen numeerinen arvo seuraa suoraan kandelan määritelmästä . $K_{m}$

SI -yksikkö valoenergian mittauksessa on lumen sekunti (lm s).

Valoenergia liittyy valovirtaan seuraavalla suhteella: $\Phi _{v}$

Q_{v}(t)=\int _{0}^{t}\Phi _{v}(t')dt',

missä t on valaistuksen kesto.

Selitykset

Yllä olevaa kaavaa siirtymälle kohteesta toiseen voidaan perustella seuraavasti. $Q_{e,\lambda }(\lambda )$ $Q_{v}$

Jos valo on monokromaattista säteilyä , jonka aallonpituus on 555 nm ja joka osuu yhteen funktion maksimin paikan kanssa , sen energiaa verrataan valoenergiaan , joka lasketaan kaavalla: $V(\lambda)$ $Q_{e}$ $Q_{v}$

Q_{v}=683\cdot Q_{e},

jossa käytetään yllä olevaa arvoa =683 lm/W. $K_{m}$

Kertoimen arvoksi voitaisiin periaatteessa valita mikä tahansa, mukaan lukien yhtä suuri kuin yksi. SI:ssä käytetty arvo johtuu vain valinnasta \u003d 683 lm / W candelan määritelmässä, mikä puolestaan liittyy perinteisiin ja historiallisiin syihin. $K_{m}$ $K_{m}$

Kyky aiheuttaa visuaalisia tuntemuksia monokromaattisessa valossa, jonka aallonpituus on muu kuin 555 nm, on pienempi kuin valon, jonka aallonpituus on 555 nm kertaa. Näin ollen valoenergiaa pidetään tässä tapauksessa pienempänä samalla tekijällä: $\lambda$ $1/V(\lambda )$

Q_{v}=683\cdot Q_{e}\cdot V(\lambda ).

Siinä tapauksessa, että valo on ei-monokromaattinen, mutta samalla kapea spektriväli , sen valoenergia on suhteessa vastaavaan energiaan samanlaisella suhteella: $d\lambda$ ${\displaystyle dQ_{v))$ $dQ_{e}$

dQ_{v}=683\cdot dQ_{e}\cdot V(\lambda ).

joka voidaan esittää seuraavasti:

dQ_{v}=683\cdot {\frac {dQ_{e}}{d\lambda }}\cdot V(\lambda )d\lambda .

Ottaen huomioon, että määritelmän mukaan on spektrienergiatiheys ja käyttämällä sen standardimerkintää , kirjoitamme viimeinen yhtälö uudelleen muotoon: ${\frac {dQ_{e}}{d\lambda }}$ $Q_{{e,\lambda }}$

dQ_{v}=683\cdot Q_{e,\lambda }\cdot V(\lambda )d\lambda .

Mikä tahansa valo, joka vie mielivaltaisen laajan osan spektristä, voidaan esittää kokoelmana suuresta määrästä valosäteilyä, joista jokainen vie tietyn aikavälin . Sitten tämän joukon kokonaisvaloenergia on kunkin säteilyn valoenergian summa. Siten siirtämällä raja summauksesta integrointiin saamme saman kuin ennen: $d\lambda$

Q_{v}=683\cdot \int \limits _{380~nm}^{780~nm}Q_{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda .

Muistiinpanot

↑ Valoenergia . Artikkeli Physical Encyclopediassa. . Haettu 10. kesäkuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 22. maaliskuuta 2012. (määrätön)
↑ GOST 26148-84. Fotometria. Termit ja määritelmät. (linkki ei saatavilla) . Haettu 28. marraskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 16. maaliskuuta 2020. (määrätön)
↑ GOST 8.332-78. Valtion järjestelmä mittausten yhtenäisyyden varmistamiseksi. Valon mittaukset. Yksivärisen säteilyn suhteellisen spektraalisen valotehokkuuden arvot päivänäön kannalta. (linkki ei saatavilla) . Haettu 10. kesäkuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 4. lokakuuta 2013. (määrätön)
↑ Kirjallisuudessa käytetään myös termiä "säteilyn fotometrinen ekvivalentti".
↑ Luku 683 lm/W on likimääräinen , tarkempi arvo on 683.002 lm/W. Katso lisätietoja Kandelan artikkelista . $K_{m}$
↑ GOST 8.417-2002. Valtion järjestelmä mittausten yhtenäisyyden varmistamiseksi. Määrän yksiköt. (linkki ei saatavilla) . Haettu 10. kesäkuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 10. marraskuuta 2012. (määrätön)

Kevyet määrät
valoenergia Valon virtaus Kirkkaus Valon voima Kirkkaus valaistus Tilallinen valaistus valaistus valotus Tilallinen valotus Valon energian tilavuustiheys Integroitu kirkkaus Valon energian tilavuustiheys Valon voimakkuuden tilavuustiheys Vastaava kirkkaus