Die Messung der Lichtintensität ist sehr wichtig bei der Gestaltung einer Raumbeleuchtung oder der Vorbereitung für die Fotografie. Der Begriff „Intensität“wird auf verschiedene Weise verwendet, daher sollten Sie sich die Zeit nehmen, um zu erfahren, welche Einheiten und Messmethoden für Ihre Zwecke geeignet sind. Professionelle Fotografen und Lichtprofis verwenden normalerweise digitale Messgeräte, aber Sie können auch einen einfachen vergleichenden Belichtungsmesser namens Joly-Photometer herstellen.
Schritt
Methode 1 von 2: Messen der Lichtintensität eines Raums oder einer Lichtquelle
Schritt 1. Verstehen Sie Photometer, die Lux und Fußkerzen messen
Diese Einheiten beschreiben die Lichtstärke an der Oberfläche oder "Beleuchtungsstärke" (Beleuchtungsstärke). Photometer, die die Beleuchtung messen, werden häufig verwendet, um eine Aufnahmesitzung einzurichten oder zu testen, ob ein Raum zu hell oder zu dunkel ist.
- Einige Belichtungsmesser sind speziell für verschiedene Beleuchtungsarten konzipiert. Messergebnisse können beispielsweise genauer sein, wenn sie zur Messung der Natriumbelastung verwendet werden.
- Sie können sogar einen „Lichtmesser“im mobilen App Store kaufen. Überprüfen Sie zuerst die Anwendungsbewertungen, da einige dieser Anwendungen nicht sehr genau sind.
- Lux ist der heute gebräuchliche Standard, aber einige Geräte messen immer noch in Standard-Fußkerzen. Verwenden Sie diesen Online-Rechner, um zwischen den beiden Standards umzurechnen.
Schritt 2. Wissen Sie, wie die Beleuchtungseinheit interpretiert wird
Hier sind einige häufig verwendete Beleuchtungsmessungen, die Ihnen helfen, Änderungen der Belichtung zu bestimmen:
- Die meisten Büroarbeiten können innerhalb von 250–500 Lux (23–46 Fußkerzen) erledigt werden.
- Supermärkte oder Arbeitsbereiche, die Zeichnen oder andere Detailarbeiten beinhalten, werden normalerweise mit 750 bis 1.000 Lux (70 bis 93 Fußkerzen) beleuchtet. Die Obergrenze dieses Bereichs entspricht dem Innenbereich neben dem Fenster an einem sonnigen Tag.
Schritt 3. Verstehen Sie Lumen und Luminanz (Luminanz)
Wenn eine Glühbirne, ein Lampenetikett oder eine Werbung das Wort Lumen erwähnt, beschreibt die Zahl die Gesamtenergiemenge, die durch sichtbares Licht emittiert wird. Dieses Konzept heißt Beleuchtung. Folgendes müssen Sie wissen:
- Das anfängliche "Lumen" beschreibt die Lichtmenge, die emittiert wird, wenn die Lampe stabilisiert ist. Normalerweise benötigen Leuchtstoff- oder HID-Lampen 100 Betriebsstunden, um sich zu stabilisieren.
- "Mean Lumen" oder "Mean Lumen" beschreibt die ungefähre durchschnittliche Leuchtdichte über die Lebensdauer des Geräts. Die eigentliche Beleuchtung wird zunächst heller und gegen Ende der Nutzungsdauer dunkler.
- Um herauszufinden, wie viele Lumen Sie benötigen, verwenden Sie die obigen Schritte, um die Anzahl der gewünschten Lichter im Raum zu bestimmen und mit der Fläche (Quadratmeter) des Raums zu multiplizieren. Es empfiehlt sich, die Ergebnisse für Räume mit dunklen Wänden zu erhöhen und sie für Räume mit vielen großen Lichtquellen abzusenken.
Schritt 4. Messen Sie den Strahl (Highlight) und den Feldwinkel (Raumecke)
Mit diesen beiden neuen Begriffen lassen sich Taschenlampen und andere Geräte beschreiben, die Licht in eine bestimmte Richtung emittieren. Sie können dies selbst mit einem Photometer finden, das Lux oder Fußkerzen misst, und mit einem Lineal oder Winkelmesser:
- Halten Sie das Photometer direkt in den Strahlengang des hellsten Strahls. Bewegen Sie sich, bis Sie den Punkt mit der höchsten Intensität (Beleuchtung) gefunden haben.
- Halten Sie den Abstand zur Lichtquelle unverändert und bewegen Sie das Photometer in eine Richtung, bis die Lichtintensität auf 50 % der maximalen Helligkeit abfällt. Verwenden Sie einen straffen Faden oder ein anderes Lineal, um eine Linie von der Lichtquelle bis zu diesem Punkt zu markieren.
- Gehen Sie in die entgegengesetzte Richtung, bis Sie auf der Rückseite des Scheinwerfers einen Punkt mit einer Intensität von 50 % der maximalen Belichtung finden. Markieren Sie ab diesem Punkt eine neue Zeile.
- Verwenden Sie einen Winkelmesser, um den Winkel zwischen den beiden Linien zu messen. Dies ist der Spotlight-Winkel und beschreibt den Winkel, in dem die Lichtquelle hell scheint.
- Um den Feldwinkel zu ermitteln, wiederholen Sie diesen Schritt, markieren Sie jedoch den Punkt, an dem die Intensität 10 % ihres maximalen Niveaus erreicht.
Methode 2 von 2: Messen der relativen Intensität mit Heimgeräten
Schritt 1. Verwenden Sie diese Methode, um Lichtquellen zu vergleichen
Dieses Gerät kann leicht zu Hause hergestellt werden. Das Gerät trägt den Namen „Joly Photometer“nach seinem Erfinder und kann verwendet werden, um die relative Intensität zweier Lichtquellen zu messen. Mit ein wenig Kenntnissen in Physik und den folgenden Materialien können Sie Glühbirnen finden, die mehr Licht emittieren, sowie Glühbirnen, die für den Stromverbrauch effizienter sind.
Messung verhältnismäßig gibt keine Ergebnisse in Einheiten zurück. Sie werden das Verhältnis der Intensitäten zweier Lichter klar kennen, aber Sie können sie nicht einer dritten Lichtquelle zuordnen, ohne die Vergleiche einzeln zu wiederholen.
Schritt 2. Schneiden Sie einen Paraffinriegel in zwei Hälften
Kaufen Sie Paraffinwachs in einem Baumarkt oder Supermarkt und nehmen Sie bis zu 0,55 kg mit. Schneide den Paraffinstab mit einem scharfen Messer in zwei gleich große Stücke.
Schneide die Stiele vorsichtig ab, damit das Wachs nicht bricht
Schritt 3. Legen Sie die Folie zwischen die beiden Paraffinstücke
Schneiden Sie eine Folie aus und legen Sie sie so hin, dass sie die Oberseite eines der Folienstreifen bedeckt. Legen Sie das andere Stück Paraffin auf das Aluminium.
Schritt 4. Platzieren Sie das Paraffinbrot senkrecht
Damit dieses Gerät funktioniert, müssen Sie es an einem Ende senkrecht stellen, damit das Aluminiumblech in der Mitte auch aufrecht steht. Wenn Ihre Kerze nicht alleine stehen kann, können Sie sie vorerst waagerecht liegen lassen. Vergessen Sie nicht, dass die zu erstellende Schachtel in der Lage sein muss, die senkrecht stehenden Kerzenblöcke aufzunehmen.
Sie können zwei Gummibänder verwenden, um die Paraffinstäbe und die Folie zusammenzuhalten. Platzieren Sie ein Gummiband in der Nähe eines Endes der Stange und eines in der Nähe des anderen
Schritt 5. Schneiden Sie drei Fenster auf dem Karton aus
Wählen Sie eine Schachtel, die groß genug ist, um die Kerzenblöcke aufzunehmen. Sie können eine gekaufte Kerzenverpackungsbox verwenden. Schneiden Sie mit einem Lineal und einer Schere drei Fenster auf der Schachtel aus:
- Schneiden Sie zwei gleich große Fenster auf gegenüberliegenden Seiten. Jedes Fenster zeigt nach dem Einsetzen des Wachsblocks einen anderen Paraffinriegel.
- Schneiden Sie ein drittes Fenster beliebiger Größe auf die Vorderseite der Schachtel. Dieses Fenster sollte zentriert sein, damit Sie die beiden Paraffinstücke sehen können, die die Folie halten.
Schritt 6. Geben Sie das Paraffin in die Schachtel
Halten Sie die Folie zwischen den beiden Kerzenständern in einer vertikalen Position. Du kannst Abdeckband, Kartonstreifen oder beides verwenden, um den Wachsblock aufrecht und parallel zum gegenüberliegenden Fenster zu halten und die Folie dazwischen zu berühren.
Wenn die Schachtel oben offen ist, decken Sie sie mit einem anderen Stück Pappe oder einem anderen lichtdichten Material ab
Schritt 7. Bestimmen Sie den "Referenzpunkt" der Lichtquelle
Wählen Sie eine der Lichtquellen aus, um sie als „Standardkerze“zu vergleichen. Sie werden es als Maß für die Lichtintensität verwenden. Beim Vergleich von mehr als zwei Lichtquellen wird immer diese „Standardkerze“verwendet.
Schritt 8. Ordnen Sie die beiden Lichtquellen so an, dass sie in einer geraden Linie sind
Stellen Sie zwei Lampen oder eine andere Lichtquelle in einer geraden Linie auf eine ebene Fläche. Der Abstand zwischen den beiden sollte viel größer sein als die Breite der von Ihnen erstellten Box.
Schritt 9. Platzieren Sie das Photometer zwischen den beiden Lichtquellen
Die Höhe des Photometers sollte genau der der Lichtquellen entsprechen, damit das Licht durch das Seitenfenster vollständig durch den Kerzenblock scheint. Denken Sie daran, dass der Abstand von der Lichtquelle zum Photometer groß genug sein muss, damit die Beleuchtung gleichmäßig verteilt wird.
Schritt 10. Schalten Sie alle Lichter im Raum aus
Schließen Sie alle Fenster, Jalousien oder Vorhänge, sodass nur das Licht von Lichtquellen durch die Balken scheint.
Schritt 11. Ordnen Sie die Quadrate an, bis beide Paraffinblöcke gleich hell erscheinen
Bewegen Sie das Photometer in Richtung einer schwächeren Lichtquelle, um den Paraffinstrahl zu beleuchten. Beobachten Sie durch das erste Fenster, wie Sie die Position der Quadrate anpassen, und stoppen Sie, wenn die beiden Kerzen gleich hell erscheinen.
Schritt 12. Messen Sie den Abstand zwischen dem Photometer und jeder Lichtquelle
Verwenden Sie ein Maßband, um den Abstand zwischen der Folie und der ausgewählten Lichtquelle „Referenzpunkt“zu messen. Jetzt benennen wir es als d1. Machen Sie sich Notizen und messen Sie dann den Abstand von der Folie zur anderen Lichtquelle (d2).
Sie können die Entfernung mit jeder beliebigen Einheit messen, diese muss jedoch konsistent sein. Wenn Sie beispielsweise in Zentimetern oder Metern messen, ändern Sie das Ergebnis so, dass die Einheiten nur Zentimeter (cm) sind
Schritt 13. Verstehen Sie die Gesetze der Physik
Die Helligkeit des Strahls nimmt mit jedem Quadrat des Abstands von der Lichtquelle ab, weil wir die Lichtmenge messen, die in den zweidimensionalen "Bereich" fällt, aber Licht, das durch das dreidimensionale "Volumen" strahlt. Mit anderen Worten, wenn die Lichtquelle doppelt so weit wandert (x2), wird das resultierende Licht viermal gestreut (x22). Wir können Helligkeit als I/d. schreiben2'
- I ist die Intensität und d ist der Abstand, wie wir im vorherigen Schritt verwendet haben.
- Technisch bezieht sich die von uns beschriebene "Helligkeit" in diesem Zusammenhang auf "Beleuchtung".
Schritt 14. Verwenden Sie dieses Wissen, um nach relativen Intensitäten aufzulösen
Beide Strahlen haben die gleiche „Beleuchtung“, wenn beide gleich hell sind. Wir können es als Formel aufschreiben und dann konstruieren, um I. zu erzeugen2, oder die relative Intensität der zweiten Lichtquelle:
- ich1/D12 = ich2/D22
- ich2 = ich1(D22/D12)
- Da wir nur die relative Intensität oder das Verhältnis der beiden messen, schreiben wir einfach I1 = 1. Damit wird die Formel einfacher: I2 = d22/D12
- Sagen wir zum Beispiel den Abstand d1 zu einer Bezugspunktlichtquelle von 0,6 Metern und einem Abstand d2 zur zweiten Lichtquelle beträgt 1,5 Meter:
- ich2 = 52/22 = 25/4 = 6, 25
- Die zweite Lichtquelle hat eine Intensität 6, 25 mal größer von der ersten Lichtquelle.
Schritt 15. Berechnen Sie die Effizienz
Wenn Sie eine Glühbirne zählen, die die Wattzahl auflistet, zum Beispiel "60 W", was "60 Watt" bedeutet, verbraucht die Glühbirne so viel Strom. Teilen Sie die relative Intensität der Lampe mit dieser Leistung, um zu sehen, wie effizient sie im Vergleich zu anderen Lichtquellen ist. Zum Beispiel:
- Eine 60 Watt Lampe mit einer relativen Intensität von 6 hat eine relative Effizienz von 6/60 = 0,1.
- Eine 40 Watt Lampe mit einer relativen Intensität von 1 hat eine relative Effizienz von 1/40 = 0,025.
- Da 0,1 / 0,025 = 4 ist, ist eine 60-W-Lampe viermal effizienter bei der Umwandlung von Elektrizität in Licht. Beachten Sie, dass diese Lampe immer noch mehr Strom verbraucht als eine 40-W-Lampe und daher mehr kostet. Effizienz gibt einfach an, wie effizient eine Lampe Strom nutzt und in Licht umwandelt.
