Valaistuslainalukujen säädöt
Valonvoiman käänteinen neliölaki
Tämä laki sanoo, että valaistuksen voimakkuus (E) missä tahansa pisteessä tasolla, joka on kohtisuorassa pisteen ja lähteen yhdistävään suoraan, on kääntäen verrannollinen pisteestä tasoon olevan etäisyyden neliöön.
Missä I on valaisun voimakkuus annetussa suunnassa.
Oletetaan, että lähteen valaisun voimakkuus I on tietyssä suunnassa. Tähän lähteeseen otetaan kaksi etäisyyttä säteenä, jonka keskipisteenä on tämä lähde.
Kuvion mukaan nämä kaksi sädettä ovat r1 ja r2. Etäisyydellä r1 dA1 on elementaarinen pinta-ala. Tässä dA1-suunnassa dA2 on otettu huomioon r2-etäisyydellä.
dA1 ja dA2 ovat samassa steradiaanissa Ω ja samassa jakautuneessa valovalossa Φ.
Pinta-ala dA1 r1-etäisyydellä saa saman määrän valovaloa kuin pinta-ala dA2 r2-etäisyydellä, koska steradiaanit ovat samat.
Jälleen steradiaani molemmille elementaarisille pintapaloille
Valaistuksen voimakkuus etäisyydellä
Valaistuksen voimakkuus etäisyydellä
Nyt yhtälöstä (i) saamme,
Nyt yhtälössä (iii),
Tämä osoittaa tunnetun käänteisen neliölain suhteen pisteelle lähde.
Havaitaan, että valaistuksen voimakkuus vaihtelee kääntäen pisteen neliön kanssa lähdeltä.
Jos valolähde ei ole piste, voimme olettaa tämän suuren lähteen monien pisteiden summana.
Tämä suhde voidaan soveltaa kaikkiin valolähteisiin.
Valaistuksen kosinilaki
Laki sanoo, että valaistuksen voimakkuus pisteessä tasolla on verrannollinen valon tulokulman kosiniin (kulma tulovallan suuntaan ja normaaliin tason suhteen).
Se on pisteelle lähdevalaistuksen yhtälö.
Missä Iθ on lähteen valaisun voimakkuus valaistavan pisteen suunnassa, Ɵ on kulma normaalin ja tason välillä, joka sisältää valaistavan pisteen, ja d on etäisyys valaistavaan pisteeseen.
Mutta jos lähde ei ole piste, valaistuksen kosinilaki voidaan analysoida valovalon sijaan.
Valaistuksen voimakkuus tai pinnan tiheys elementaarisen pinta-alan osalta vaihtelee lähteen etäisyyden ja elementaarisen pinta-alan kulman mukaan valovalon suhteen.
Suurin valaistuksen voimakkuus tapahtuu, kun alue vastaanottaa valovalon normaalisti sen pinnalle.
Kun elementaarinen alue on vinottu valovalon suhteen, valaistuksen voimakkuus tai fluxtiheyden elementaarisen pinnan alueella vähenee. Tätä voidaan ajatella kahdella tavalla.
Vino elementaarinen alue (δA) ei voi estää kaikkia aiemmin vastaanotettuja valovaloja, joten valaistuksen voimakkuus laskee.
Jos elementaarinen alue (δA) kasvaa, valaistuksen voimakkuus
laskee.
Tapauksessa (1), kun elementti δA on vinottu kulmalla Ɵ, flux vastaanotettu δA on annettu
Joten δA:n vastaanottama flux vähenee tekijällä cosƟ.
Nyt valaistuksen voimakkuus δA:ssa on
Tapauksessa (2), jos kaikki flux vastaanotetaan suuremmalla elementillä δA’:
Joten valaistuksen voimakkuus tulee olemaan
Molemmat näistä tapauksista johtavat
Lausunto: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on arvokasta jakaa, jos on oikeudellisia rikkomuksia ota yhteyttä poistamiseksi.
