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電球を取り付けたり、コンピューターの画面の明るさを制御したりする場合、光の明るさを理解することで、電球の効果を判断することができます。
の 照度 表面の、異なる特徴 輝度、その間にどれだけの光が当たるかを測定します 輝度 反射または放射される光の量です。明るさと電気に関しては用語を明確にしておくと、より良い判断を下すのに役立ちます。
照度の計算
照度は、表面に当たる光の量を単位として測定します 足キャンドル または ルクス。 SIユニットの1ルクスは、約0.0929030フィートキャンドルに相当します。 1 luxは1ルーメン/ mに等しい2 ルーメンは 光束、光源が単位時間あたりに発する可視光の量であり、1 luxも.0001 phot（ph）に相当します。これらのユニットを使用すると、さまざまなスケールを使用して、さまざまな目的の照度を決定できます。
照度を計算できます E 光束「phi」に関連 Φ を使用して E =Φ/ A 指定されたエリアの上 A。この方程式は Φ、磁束の同じ記号、および磁束の方程式との類似性を示します Φ= BA 磁石に平行な表面積 A および磁場強度 B。これは、科学者やエンジニアが計算する方法で照度が磁場に平行することを意味し、照度の単位（flux / m2）強度（カンデラ単位）を使用して直接ワットに。
方程式を使用できます Φ= I xΩ フラックス用 Φ、強度 私 および角度スパン「オーム」 Ω 角度スパン ステラジアン（sr）、または平方ラジアン、および完全な球体の角度スパンは 4π。照度で計算された光は表面に落ちて広がり、物体が明るくなるため、照度を輝度の尺度として使用できます。
例えば： 表面の照度は6ルクスで、表面は光源から4メートルです。ソースの強度は？
光は放射パターンで移動するため、光源は球体の中心であり、半径は光源とオブジェクトの間の距離に等しいと想像できます。これは、使用する対応する表面積が、この配置に対応する球体の表面積であることを意味します。
半径4の球体の表面積を次のように乗算します 4π42 m2 照度6ルーメン/ m2 1206.37ルーメンのフラックスを提供します Φ 。光は表面に直接移動するため、角度のあるスパン Ω は 4π カンデラ、そして Φ= I xΩ、 強度 私 15159.69ルーメン/ m2.
他の値の計算
角度スパンで使用されるカンデラは、光源が3次元スパンの範囲で放射する光量の測定値として使用されます。例で示されているように、角度スパンは、光が適用される表面領域でステラジアンを介して測定されます。完全球ステラジアンは 4π カンデラ。ルクスとカンデラを混同しないようにしてください。
ながら カンデラ 角度スパンの測定値、 ルクス 表面自体の照明です。光源から遠いポイントでは、そのポイントに到達できる光が少ないため、ルクスは小さくなります。これは、電球自体の場合ではなく、電球のタングステンワイヤなどにある光源の正確な光源を考慮する必要がある実際のアプリケーションおよび正確な計算において重要です。特定のLED光源などの小さな電球の場合、計算の規模によっては、距離が無視できるほど小さくなる場合があります。
半径1メートルの球の1ステラジアンは、1 mの表面を包含します。2。これは、完全な球体がカバーしていることを知ることで取得できます 4π カンデラので、表面積のための 4π （から 4πr2 半径が1）ステラジアンの場合、この球が覆う表面は1 mです2。これらの変換を使用するには、球の表面積を使用してライトのジオメトリを説明する電球とキャンドルの実世界の例を計算します。その後、輝度に関連付けることができます。
照度は表面に入射する光を測定しますが、輝度はその表面からカンデラ/ m単位で放射または反射される光です2 または「nits」。輝度の値 L とルクス E 方程式ですべての光を放射する理想的な表面を介して関連している E = L xπ.
Lux測定チャートの使用
同じ量を非常に多くの異なる方法で測定するのが難しいと思われる場合、オンライン計算機とチャートは計算を実行して異なるユニット間で変換し、タスクを簡単にします。 RapidTablesは、さまざまな照明規格の電力を計算するルーメンワットカルキュレータを提供します。 Webサイトの表にはこれらの値が表示されているため、これらの値を相互に比較する方法を確認できます。これらの変換を実行するとき、ルーメンとワットの単位に注意してください。これは、「eta」による発光効率も使用します η.
EngineeringToolBoxは、ルクス測定チャートとともに、電球とランプの標準の照度と照度を計算する方法も提供します。照明は、それ自体から発せられる光の実験的測定の代わりに、ランプまたは光源の電気標準を使用する照度を計算する別の方法です。その照明の方程式によって与えられる 私 なので I = Ll x Cあなたは x LLF / Al ランプの輝度Ll （ルーメン単位）、利用率 Cあなたは、光損失係数 LLF ランプの面積 Al （m2).
照明効率
RapidTablesのWebサイトで計算されているように、放射線の発光効率は、電球またはその他の光源がエネルギーリソースをうまく使用する方法を説明する一般的な方法ですが、光源の効率を決定する公式の方法は、光源の発光効率です、放射線ではありません。
科学者とエンジニアは通常、照明効率をパーセント値として表し、照明効率の最大理論値683.002 lm / Wは、555 nmの波長の光を放射します。一例として、典型的な現代の「ワット化された」白色ワットは、15％の効率で100 lm / Wを超える効率に達することができます。
科学および工学における輝度と照度の測定では、目自体が光の明るさを知覚する方法を考慮して、より洗練された客観的な測定値を取得します。実験を使用して光の明るさの分布を調べると、明るさへの応答が人間の眼内の錐体またはrod体の光受容体信号によるものかどうかを理解しようとします。
測光研究などの他の研究では、応答の線形性に基づいて特定の形式の放射線を検出しようとしています。 2つの光束 Θ1 そして Θ2 2つの異なる信号を生成するために、測光検出器は両方のフラックスが線形的に追加された結果として生成された信号を測定します。応答の線形性は、この関係の尺度です。