Misurare l'intensità della luce è importante quando si progetta l'illuminazione di una stanza o ci si prepara per una fotografia. Il termine "intensità" viene utilizzato in modi diversi, quindi prenditi un momento per imparare quali unità e metodi di misurazione corrispondono ai tuoi obiettivi. I fotografi professionisti e gli installatori di luci di solito usano un esposimetro digitale, ma puoi anche creare un semplice esposimetro comparativo chiamato fotometro Joly.
Passi
Metodo 1 di 2: misurazione dell'intensità della luce per una stanza o una sorgente luminosa
Passaggio 1. Comprendere i fotometri che misurano lux e foot-candle
Queste sono unità che descrivono l'intensità della luce su una superficie, o illuminamento. I fotometri che misurano questo di solito sono ciò che le persone cercano quando vogliono allestire un servizio fotografico o verificare se una stanza è troppo luminosa o troppo buia.
- Alcuni esposimetri sono specializzati per diversi tipi di illuminazione. Ad esempio, si possono produrre risultati più accurati quando viene utilizzato per misurare l'illuminazione al sodio.
- Puoi persino acquistare un "esposimetro" negli app store di alcuni dispositivi mobili. Controlla prima le recensioni, poiché alcune di queste app sono imprecise.
- Lux è lo standard moderno accettato, ma alcuni dispositivi misurano ancora in foot-candele. Usa questo calcolatore online per convertire tra di loro.
Passaggio 2. Sapere come interpretare le unità di illuminamento
Ecco alcuni esempi di misurazioni tipiche dell'illuminamento, per aiutarti a determinare se la tua illuminazione deve cambiare:
- La maggior parte del lavoro d'ufficio viene svolto comodamente a 250 – 500 lux (23-46 piedi-candele).
- I supermercati o le aree di lavoro che implicano il disegno o altri lavori di dettaglio sono generalmente illuminati a 750 – 1.000 lux (70-93 piedi-candela). L'estremità superiore di questa gamma è equivalente a un'area interna accanto a una finestra in una giornata limpida e soleggiata.
Passaggio 3. Comprendere i lumen e la luminanza
Se un'etichetta o una pubblicità di una lampadina o di una lampada menziona "lumen", sta descrivendo quanta energia totale viene emessa come luce visibile, un concetto chiamato luminanza. Ecco cosa devi sapere:
- I "lumen iniziali" descrivono la quantità di luce che verrà emessa una volta stabilizzata la luce. Questo richiede circa 100 ore di utilizzo per luci fluorescenti e HID.
- I "lumen medi" o "lumen stimati" indicano la luminanza media stimata durante la durata del dispositivo. La luminanza effettiva sarà più brillante di questa all'inizio e diventerà più debole di questa verso la fine della durata consigliata della sorgente di luce.
- Per capire di quanti lumen hai bisogno, usa i passaggi precedenti per determinare quante candele di illuminamento vuoi in una stanza e moltiplica per la metratura della stanza. Punta più in alto del risultato per le stanze con pareti scure e punta più in basso per le stanze con altre fonti di luce importanti.
Passaggio 4. Misurare il raggio e l'angolo di campo
Torce elettriche e altri dispositivi che emettono luce in una certa direzione possono essere descritti utilizzando questi due termini aggiuntivi. Puoi trovarli tu stesso usando un fotometro che misura lux o foot-candle e con un righello e un goniometro:
- Tenere il fotometro direttamente nel percorso del raggio più luminoso. Spostalo finché non trovi il punto con la massima intensità (illuminamento).
- Rimanendo alla stessa distanza dalla sorgente luminosa, muovere il fotometro in una direzione, fino a quando l'intensità della luce scende al 50% del livello massimo. Usa una corda tesa o un altro righello per segnare la linea dalla fonte di luce a questo punto.
- Cammina nella direzione opposta fino a trovare il punto sul lato opposto del raggio con un'illuminazione massima del 50%. Segna una nuova linea da questo punto.
- Usa un goniometro per misurare l'angolo tra le tue due linee. Questo è l'"angolo del fascio" e descrive l'angolo illuminato brillantemente dalla sorgente luminosa.
- Per trovare l'angolo di campo, ripetere questi passaggi, ma contrassegnare i due punti in cui l'intensità del raggio raggiunge il 10% del livello massimo.
Metodo 2 di 2: misurazione dell'intensità relativa con un dispositivo fatto in casa
Passaggio 1. Usalo per confrontare le sorgenti luminose
Questo dispositivo è facile da costruire a casa, dopo un po' di shopping. Chiamato "fotometro Joly" dal suo inventario, può essere utilizzato per misurare l'intensità relativa di due sorgenti luminose. Con una piccola conoscenza della fisica, fornita di seguito, sarai in grado di scoprire quale delle tue lampadine emette più luce e quali sono più efficienti per la quantità di energia che usano.
Le misurazioni relative non ti daranno un risultato in termini di unità. Saprai esattamente come confrontare due intensità di luce, ma non sarai in grado di metterle in relazione con una terza intensità senza ripetere l'esperimento
Passaggio 2. Tagliare a metà una lastra di cera di paraffina
Acquista un pacchetto di cera di paraffina da un negozio di ferramenta o da un negozio di alimentari ed estrai una lastra da 0,55 chilogrammi. Usando un coltello affilato, taglia la lastra in due pezzi uguali.
Tagliare la lastra lentamente per evitare di rompere i pezzi
Passaggio 3. Inserire un foglio di alluminio tra i pezzi di paraffina
Strappare un foglio di alluminio e adagiarlo sopra uno dei due pezzi di paraffina, coprendo completamente la superficie superiore. Appoggia il secondo pezzo di paraffina sopra l'alluminio.
Passaggio 4. Ruota il "sandwich" verticalmente
Affinché questo dispositivo funzioni, dovremo posizionarlo su un'estremità, in modo che il foglio di alluminio al centro sia verticale. Se la tua cera non sta in piedi da sola, puoi tenerla orizzontale per ora. Ricorda solo che la scatola che costruirai dovrebbe essere progettata per tenere la cera in posizione verticale.
Puoi usare due elastici per tenere insieme il blocco. Metti uno vicino alla parte superiore del panino e l'altro vicino al fondo
Passaggio 5. Taglia tre finestre in una scatola di cartone
Scegli una scatola abbastanza grande da contenere il tuo blocco di cera. La confezione in cui è stata venduta la cera spesso funziona bene. Usa un righello e un paio di forbici per tagliare tre finestre nella scatola:
- Taglia due finestre sui lati opposti, esattamente della stessa dimensione. Ogni finestra visualizzerà una diversa metà della paraffina, una volta posizionato il blocco all'interno.
- Taglia una terza finestra di qualsiasi dimensione nella parte anteriore della scatola. Questo dovrebbe essere centrato, in modo da poter vedere entrambe le metà del blocco di paraffina, su entrambi i lati del foglio di alluminio.
Passaggio 6. Posizionare la paraffina all'interno della scatola
Tenere il foglio di alluminio tra i due blocchi di paraffina, in posizione verticale. Potrebbe essere necessario utilizzare nastro adesivo, piccoli pezzi di cartone o entrambi per mantenere i blocchi di cera in posizione verticale e paralleli ai lati finestrati opposti e toccare la pellicola tra di loro.
Se la scatola è aperta nella parte superiore, coprila con un altro pezzo di cartone o altra barriera fotoelettrica
Passaggio 7. Decidi una fonte di luce "punto di riferimento"
Scegli una delle sorgenti luminose che confronterai come una "candela standard", che utilizzerai come riferimento per l'intensità. Se stai confrontando più di due sorgenti luminose, utilizzerai questa sorgente luminosa durante ogni confronto.
Passaggio 8. Disporre due sorgenti luminose in linea retta
Posiziona due lampadine, LED o altre fonti di luce su una superficie piana in linea retta. La distanza tra loro dovrebbe essere significativamente maggiore della larghezza della scatola che hai creato.
Passaggio 9. Posizionare il fotometro tra le sorgenti luminose
Il fotometro dovrebbe essere esattamente alla stessa altezza delle sorgenti luminose, in modo che le luci illuminino completamente i blocchi di cera attraverso le finestre laterali. Ricorda, le fonti di luce dovrebbero essere a una certa distanza, per consentire un'illuminazione uniforme.
Passaggio 10. Spegni tutte le altre luci nella stanza
Chiudi tutte le finestre, le persiane o le persiane in modo che solo la luce delle sorgenti luminose di prova colpisca i blocchi.
Passaggio 11. Regolare la scatola fino a quando entrambi i blocchi di cera non sono ugualmente luminosi
Spostare il fotometro verso il lato con la cera dimmer. Guarda attraverso la finestra anteriore mentre regoli la posizione della scatola e fermati quando entrambi i blocchi di cera appaiono ugualmente luminosi.
Passaggio 12. Misurare la distanza tra il fotometro e ciascuna fonte di luce
Usa un metro a nastro per misurare la distanza dal foglio di alluminio alla fonte di luce del "punto di riferimento" prescelto. Lo chiameremo questo d1. Annota questo, quindi misura la distanza dal foglio di alluminio alla fonte di luce sul lato opposto, d2.
Puoi misurare la distanza usando qualsiasi unità, ma assicurati di non mescolarle. Ad esempio, se la tua misura è in piedi e pollici, converti il risultato per usare solo pollici
Passaggio 13. Comprendere la fisica coinvolta
La luminosità dei blocchi diminuisce con il quadrato della distanza, perché stiamo misurando la quantità di luce che cade su un'area bidimensionale, ma la luce si irradia attraverso un volume tridimensionale. In altre parole, quando una sorgente luminosa si allontana del doppio (x2), la luce che produce viene distribuita su quattro volte l'area (x22). Possiamo scrivere la luminosità come "I / d2
- I è l'intensità e d è la distanza, proprio come li abbiamo usati nei passaggi precedenti,
- Tecnicamente, ciò che abbiamo descritto come luminosità è indicato come illuminamento in tale contesto.
Passaggio 14. Utilizzare questa conoscenza per risolvere l'intensità relativa
Quando entrambi i blocchi appaiono ugualmente luminosi, il loro "illuminamento" è uguale. Possiamo scrivere questo come una formula, quindi riorganizzarlo per risolvere per I2, o l'intensità relativa della seconda sorgente luminosa:
- io1/D12 = io2/D22
- io2 = io1(d22/D12)
- Dal momento che stiamo misurando solo l'intensità relativa, o come si confrontano, possiamo semplicemente dire che io1 = 1. Questo renderà la nostra formula semplice: I2 = d22/D12
- Ad esempio, diciamo la distanza d1 alla nostra sorgente luminosa del punto di riferimento è di 2 piedi (0,6 metri) e che la distanza d2 alla nostra seconda fonte di luce è 5 piedi (1,5 metri):
- io2 = 52/22 = 25/4 = 6.25
- La seconda fonte di luce ha un'intensità 6,25 volte maggiore rispetto alla prima fonte di luce.
Passaggio 15. Calcola l'efficienza
Se stai usando lampadine con una potenza indicata su di esse, come "60 W" per "60 watt", questa è la quantità di energia elettrica utilizzata dalla lampadina. Dividi l'intensità relativa della lampadina per questa potenza per scoprire quanto è efficiente la lampadina rispetto alle altre fonti di luce. Per esempio:
- Una lampadina da 60 watt con un'intensità relativa di 6 ha un'efficienza relativa di 6/60 = 0,1.
- Una lampadina da 40 watt con un'intensità relativa di 1 ha un'efficienza relativa di 1/40 = 0,025.
- Poiché 0,1 / 0,025 = 4, la lampadina da 60 W è quattro volte più efficiente nel trasformare l'energia elettrica in luce. Nota che utilizzerà comunque più energia rispetto alla lampadina da 40 W e quindi ti costerà più soldi; l'efficienza ti dice solo quanto "ottimo rapporto qualità-prezzo" ottieni.
