Het meten van de lichtintensiteit is belangrijk bij het ontwerpen van de verlichting van een kamer of het voorbereiden van een foto. De term 'intensiteit' wordt op verschillende manieren gebruikt, dus neem even de tijd om erachter te komen welke eenheden en meetmethoden overeenkomen met uw doelen. Professionele fotografen en verlichtingsinstallateurs gebruiken meestal een digitale meter, maar u kunt ook een eenvoudige, vergelijkende lichtmeter maken, een Joly-fotometer genaamd.
Stappen
Methode 1 van 2: Lichtintensiteit meten voor een kamer of lichtbron
Stap 1. Begrijp fotometers die lux en voetkaarsen meten
Dit zijn eenheden die de intensiteit van licht op een oppervlak of verlichtingssterkte beschrijven. Fotometers die dit meten, zijn meestal waar mensen naar op zoek zijn als ze een fotoshoot willen opzetten, of willen testen of een kamer te licht of te donker is.
- Sommige lichtmeters zijn gespecialiseerd voor verschillende soorten verlichting. Men kan bijvoorbeeld nauwkeurigere resultaten produceren wanneer het wordt gebruikt om natriumverlichting te meten.
- U kunt zelfs een "lichtmeter" kopen in de app-winkels van sommige mobiele apparaten. Controleer eerst de beoordelingen, want sommige van deze apps zijn onnauwkeurig.
- Lux is de modern geaccepteerde standaard, maar sommige apparaten meten nog steeds in voetkaarsen. Gebruik deze online calculator om ertussen te converteren.
Stap 2. Weet hoe u verlichtingssterkte-eenheden moet interpreteren
Hier zijn een paar voorbeelden van typische verlichtingssterktemetingen, om u te helpen bepalen of uw verlichting moet veranderen:
- Het meeste kantoorwerk wordt comfortabel gedaan bij 250 - 500 lux (23-46 foot-candles).
- Supermarkten of werkruimten die tekenen of ander detailwerk vereisen, worden doorgaans verlicht tot 750 - 1.000 lux (70-93 foot-candles). De bovenkant van dit bereik komt overeen met een binnenruimte naast een raam op een heldere, zonnige dag.
Stap 3. Begrijp lumen en luminantie
Als op het label van een gloeilamp of lamp of in een advertentie 'lumen' wordt genoemd, wordt beschreven hoeveel totale energie wordt uitgestraald als zichtbaar licht, een concept dat luminantie. Dit is wat u moet weten:
- De "initiële lumen" beschrijft hoeveel licht er wordt afgegeven zodra het licht is gestabiliseerd. Dit duurt ongeveer 100 uur gebruik voor fluorescerende en HID-lampen.
- De "gemiddelde lumen" of "nominale lumen" vertelt u de geschatte gemiddelde luminantie gedurende de levensduur van het apparaat. De werkelijke luminantie zal in het begin helderder zijn dan dit en zwakker worden tegen het einde van de aanbevolen levensduur van de lichtbron.
- Om erachter te komen hoeveel lumen u nodig heeft, gebruikt u de bovenstaande stappen om te bepalen hoeveel voetkaarsen van verlichtingssterkte u in een kamer wilt hebben, en dit te vermenigvuldigen met de vierkante meters van de kamer. Streef hoger dan het resultaat voor kamers met donkere muren en mik lager voor kamers met andere grote lichtbronnen.
Stap 4. Meet straal en veldhoek
Zaklampen en andere apparaten die licht in een bepaalde richting uitstralen, kunnen worden beschreven met behulp van deze twee aanvullende termen. Je kunt deze zelf vinden met een fotometer die lux meet of voetkaarsen, en met een liniaal en gradenboog:
- Houd de fotometer recht in het pad van de helderste straal. Verplaats hem totdat je de plek vindt met de maximale intensiteit (verlichtingssterkte).
- Blijf op dezelfde afstand van de lichtbron en beweeg de fotometer in één richting totdat de lichtintensiteit daalt tot 50% van het maximale niveau. Gebruik een strak koord of een andere liniaal om de lijn van de lichtbron naar dit punt te markeren.
- Loop in de andere richting totdat je de plek aan de andere kant van de straal vindt met 50% maximale verlichting. Markeer een nieuwe regel vanaf deze plek.
- Gebruik een gradenboog om de hoek tussen uw twee lijnen te meten. Dit is de "stralingshoek", en beschrijft de hoek die helder wordt verlicht door de lichtbron.
- Herhaal deze stappen om de veldhoek te vinden, maar markeer de twee plekken waar de straalintensiteit 10% van het maximale niveau bereikt.
Methode 2 van 2: Relatieve intensiteit meten met een zelfgemaakt apparaat
Stap 1. Gebruik dit om lichtbronnen te vergelijken
Dit apparaat is eenvoudig thuis te bouwen, na een kleine winkeluitstap. Na zijn inventarisatie een "Joly-fotometer" genoemd, kan deze worden gebruikt om de relatieve intensiteit van twee lichtbronnen te meten. Met een beetje kennis van de natuurkunde, zoals hieronder beschreven, kun je ontdekken welke van je lampen meer licht geven en welke het meest efficiënt zijn voor de hoeveelheid stroom die ze gebruiken.
Relatieve metingen zullen u geen resultaat geven in termen van eenheden. Je weet precies hoe twee lichtintensiteiten zich verhouden, maar je kunt ze niet in verband brengen met een derde intensiteit zonder het experiment te herhalen
Stap 2. Snijd een plak paraffinewas doormidden
Koop een pakje paraffinewas bij een ijzerhandel of supermarkt en trek er een plak van 0,55 kg uit. Snijd de plak met een scherp mes in twee gelijke stukken.
Snijd langzaam door de plaat om te voorkomen dat er stukjes afbreken
Stap 3. Sandwich aluminiumfolie tussen de paraffinestukken
Scheur een vel aluminiumfolie af en leg het op een van de twee paraffinestukken, zodat de bovenkant volledig bedekt is. Leg het tweede stuk paraffine op het aluminium.
Stap 4. Draai de "sandwich" verticaal
Om dit apparaat te laten werken, moeten we het op zijn uiteinde plaatsen, zodat het folievel in het midden verticaal is. Als je was niet vanzelf rechtop staat, kun je hem voorlopig horizontaal houden. Onthoud alleen dat de doos die je gaat bouwen, zo moet zijn ontworpen dat de was verticaal op zijn plaats blijft.
Je kunt twee elastiekjes gebruiken om het blok bij elkaar te houden. Leg er een bij de bovenkant van de sandwich en de andere bij de onderkant
Stap 5. Snijd drie vensters in een kartonnen doos
Kies een doos die net groot genoeg is om je waxblok in te bewaren. De verpakking waarin de wax werd verkocht, werkt vaak goed. Gebruik een liniaal en een schaar om drie vensters in de doos te knippen:
- Snijd twee vensters aan weerszijden, precies even groot. Elk venster zal een andere helft van de paraffine zien, zodra het blok erin is geplaatst.
- Snijd een derde venster van elke grootte aan de voorkant van de doos. Dit moet gecentreerd zijn, zodat u beide helften van het paraffineblok kunt zien, aan weerszijden van de aluminiumfolie.
Stap 6. Plaats de paraffine in de doos
Houd de aluminiumfolie tussen de twee paraffinewasblokken, in een verticale positie. Mogelijk moet u plakband, kleine stukjes karton of beide gebruiken om de wasblokken rechtop en evenwijdig aan de tegenoverliggende vensterzijden te houden en de folie ertussen aan te raken.
Als de doos aan de bovenkant open is, bedek deze dan met een ander stuk karton of een andere lichtblokkerende barrière
Stap 7. Bepaal een "referentiepunt" lichtbron
Kies een van de lichtbronnen die u gaat vergelijken als een "standaardkaars", die u als basislijn voor intensiteit zult gebruiken. Als je meer dan twee lichtbronnen vergelijkt, gebruik je deze lichtbron bij elke vergelijking.
Stap 8. Plaats twee lichtbronnen in een rechte lijn
Plaats twee gloeilampen, LED's of andere lichtbronnen in een rechte lijn op een vlakke ondergrond. De afstand tussen hen moet aanzienlijk groter zijn dan de breedte van de doos die u hebt gemaakt.
Stap 9. Plaats de fotometer tussen de lichtbronnen
De fotometer moet op exact dezelfde hoogte staan als de lichtbronnen, zodat de lampen de wasblokken door de zijruiten volledig verlichten. Denk eraan dat de lichtbronnen op een redelijke afstand moeten staan, om een gelijkmatige verlichting mogelijk te maken.
Stap 10. Doe alle andere lichten in de kamer uit
Sluit alle ramen, gordijnen of jaloezieën zodat alleen het licht van de testlichtbronnen de blokken raakt.
Stap 11. Pas de doos aan totdat beide wasblokken even helder zijn
Verplaats de fotometer naar de kant met de dimmerwas. Kijk door het voorraam terwijl je de positie van de doos aanpast en stop wanneer beide wasblokken even helder lijken.
Stap 12. Meet de afstand tussen de fotometer en elke lichtbron
Gebruik een meetlint om de afstand van de aluminiumfolie tot de door u gekozen "referentiepunt" lichtbron te meten. We noemen dit d1. Schrijf dit op, meet dan de afstand van de aluminiumfolie tot de lichtbron aan de andere kant, d2.
U kunt de afstand meten met elke eenheid, maar zorg ervoor dat u ze niet mengt. Als uw meting bijvoorbeeld in feet en inches is, converteert u het resultaat naar alleen inches
Stap 13. Begrijp de betrokken fysica
De helderheid van de blokken neemt af met het kwadraat van de afstand, omdat we de hoeveelheid licht meten die op een tweedimensionaal gebied valt, maar het licht straalt door een driedimensionaal volume. Met andere woorden, wanneer een lichtbron twee keer zo ver weg beweegt (x2), wordt het geproduceerde licht verspreid over vier keer het gebied (x22). We kunnen de helderheid schrijven als "I / d2
- I is de intensiteit en d is de afstand, net zoals we ze in de vorige stappen gebruikten,
- Technisch gezien wordt wat we beschreven als helderheid aangeduid als: verlichtingssterkte in deze context.
Stap 14. Gebruik deze kennis om de relatieve intensiteit op te lossen
Wanneer beide blokken even helder lijken, is hun "verlichtingssterkte" gelijk. We kunnen dit als een formule schrijven en het dan herschikken om op te lossen voor I2, of de relatieve intensiteit van de tweede lichtbron:
- l1/NS12 = ik2/NS22
- l2 = ik1(NS22/NS12)
- Omdat we alleen de relatieve intensiteit meten, of hoe ze zich verhouden, kunnen we gewoon zeggen I1 = 1. Dit maakt onze formule eenvoudig: I2 = d22/NS12
- Laten we bijvoorbeeld zeggen dat de afstand d1 naar onze referentiepunt lichtbron is 2 voet (0,6 meter), en dat de afstand d2 naar onze tweede lichtbron is 5 voet (1,5 meter):
- l2 = 52/22 = 25/4 = 6.25
- De tweede lichtbron heeft een intensiteit 6,25 keer groter dan de eerste lichtbron.
Stap 15. Bereken het rendement
Als u gloeilampen gebruikt met een wattage erop, zoals '60W' voor '60 watt', is dat hoeveel elektrische stroom de lamp verbruikt. Deel de relatieve intensiteit van de lamp door deze kracht om erachter te komen hoe efficiënt de lamp is ten opzichte van je andere lichtbronnen. Bijvoorbeeld:
- Een lamp van 60 watt met een relatieve intensiteit van 6 heeft een relatief rendement van 6/60 = 0,1.
- Een lamp van 40 watt met een relatieve intensiteit van 1 heeft een relatief rendement van 1/40 = 0,025.
- Sinds 0,1 / 0,025 = 4 is de 60W-lamp vier keer zo efficiënt in het omzetten van elektrische stroom in licht. Merk op dat het nog steeds meer stroom verbruikt dan de 40W-lamp, en dus meer geld kost; efficiëntie vertelt u gewoon hoeveel "waar voor uw geld" u krijgt.
