Освещённость и сила света
⚡ Физика · 8 класс
Как измеряют свет
Чтобы оценить, насколько ярко освещён рабочий стол или страница книги, физики используют специальные величины: световой поток, силу света и освещённость. Раздел физики, изучающий измерение света, называют фотометрией.
Основные величины
Сила света характеризует источник — насколько ярко он светит в данном направлении. Её обозначают I и измеряют в канделах (кд). Например, обычная свеча даёт силу света около одной канделы.
Освещённость характеризует не источник, а поверхность — сколько света падает на каждый квадратный метр. Её обозначают E и измеряют в люксах (лк).
| Величина | Что характеризует | Единица |
|---|---|---|
Сила света I | источник | кандела (кд) |
| Световой поток | энергию света | люмен (лм) |
Освещённость E | поверхность | люкс (лк) |
От чего зависит освещённость
Освещённость поверхности зависит от силы света источника и от расстояния до него. Чем дальше источник, тем слабее освещена поверхность: при удалении в два раза освещённость уменьшается в четыре раза. Эту зависимость записывают так:
E = I / r²
где r — расстояние от источника до поверхности.
Правило: освещённость убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. Если отойти от лампы в три раза дальше, освещённость станет в девять раз меньше. Поэтому настольную лампу ставят близко к книге.
Нормы освещённости
Для разных работ установлены санитарные нормы освещённости рабочего места:
- для чтения и письма — не менее 300 люкс;
- для точных работ — 500 люкс и больше;
- в коридорах и кладовых достаточно 50 люкс.
Разбор примера
Лампа силой света I = 100 кд освещает стол на расстоянии r = 2 м. Найдём освещённость прямо под лампой:
E = I / r² = 100 / 4 = 25 лк
Зависимость от угла падения
Освещённость зависит не только от расстояния, но и от того, под каким углом падают лучи. Когда лучи падают отвесно, поверхность освещена ярче всего. Если же лучи падают наклонно, тот же свет растягивается на большую площадь, и освещённость уменьшается. Этим объясняется смена времён года: летом Солнце поднимается высоко и греет сильнее, зимой стоит низко, лучи падают наклонно, и тепла меньше.
| Падение лучей | Освещённость |
|---|---|
| Отвесное | наибольшая |
| Наклонное | меньше |
Освещённость в жизни
Правильная освещённость важна для здоровья глаз. При слабом свете глаза быстро устают, портится зрение. Поэтому рабочее место должно быть хорошо освещено, а свет — падать слева, чтобы рука не отбрасывала тень на тетрадь. Освещённость измеряют прибором, который называют люксметром.
Частые ошибки
Не путай силу света и освещённость: сила света относится к источнику, а освещённость — к поверхности. Также неверно считать, что освещённость падает прямо пропорционально расстоянию: она падает как квадрат расстояния.
Кратко о главном
- Сила света измеряется в канделах и характеризует источник.
- Освещённость измеряется в люксах и характеризует поверхность.
- Освещённость убывает как квадрат расстояния:
E = I / r². - Для чтения нужна освещённость не менее 300 люкс.