Законы освещения
Закон обратных квадратов освещенности
Этот закон гласит, что освещенность (E) в любой точке плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей эту точку и источник, обратно пропорциональна квадрату расстояния между источником и плоскостью.
Где I — световая интенсивность в данном направлении.
Предположим, что есть источник с световой интенсивностью I в любом направлении. От этого источника берутся два расстояния, образующие радиусы с центром в этом источнике.
Согласно приведенной выше схеме, эти два радиуса равны r1 и r2. На расстоянии r1 берется элементарная площадь dA1. В этом направлении dA1, dA2 рассматривается на расстоянии r2.
dA1 и dA2 находятся в пределах одного и того же телесного угла Ω с одинаково распределенным световым потоком Φ.
Площадь dA1 на расстоянии r1 получает такое же количество светового потока, как и площадь dA2 на расстоянии r2, так как телесные углы одинаковы.
Телесный угол для обоих элементарных поверхностей
Освещенность на расстоянии
Освещенность на расстоянии
Теперь, из уравнения (i) мы получаем,
Теперь в уравнении (iii),
Это указывает на хорошо известное отношение закона обратных квадратов для точечного источника.
Наблюдается, что освещенность изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от источника до освещенного объекта.
Если источник света не является точечным, то его можно считать суммой многих точечных источников.
Это отношение может быть применено ко всем источникам света.
Закон косинуса освещенности
Закон гласит, что освещенность в точке на плоскости пропорциональна косинусу угла падения света (угла между направлением падающего света и нормалью к плоскости).
Это уравнение освещенности для точечного источника.
Где, Iθ — световая интенсивность источника в направлении освещенной точки, Ɵ — угол между нормалью к плоскости, содержащей освещенную точку, и линией, соединяющей источник с освещенной точкой, а d — расстояние до освещенной точки.
Однако, для непрерывного источника, закон косинуса освещенности можно анализировать в терминах светового потока вместо световой интенсивности.
Освещенность или плотность светового потока, получаемого элементарной площадью, изменяется в зависимости от расстояния от источника света и угла элементарной площади относительно направления светового потока.
Максимальная освещенность возникает, когда элемент площади принимает световой поток перпендикулярно своей поверхности.
Когда элемент площади наклонен относительно направления светового потока, освещенность или плотность потока на элементарной поверхности уменьшается. Это можно объяснить двумя способами.
Наклоненный элемент площади (δA) не может перехватить весь световой поток, который он ранее получал, и поэтому освещенность падает.
Если элемент площади (δA) увеличивается, освещенность
падает.
Для случая (1), когда элемент δA наклонен на угол Ɵ, количество потока, перехваченного δA, определяется следующим образом:
Таким образом, поток, полученный δA, уменьшается в cosƟ раз.
Теперь освещенность в δA равна
Для случая (2), если весь поток, перехваченный большим элементом δA’:
Тогда освещенность становится
Оба этих подхода приводят к
Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоит делиться, если есть нарушение авторских прав, обратитесь для удаления.
