Come misurare l'intensità della luce (con immagini)

2024 Autore: Jason Gerald | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-19 22:13

La misurazione dell'intensità della luce è molto importante nella progettazione dell'illuminazione di una stanza o nella preparazione per la fotografia. Il termine "intensità" è usato in una varietà di modi, quindi dovresti dedicare del tempo per imparare quali unità e metodi di misurazione sono appropriati per i tuoi scopi. I fotografi professionisti e i professionisti dell'illuminazione di solito usano i misuratori digitali, ma puoi anche creare un semplice esposimetro comparativo chiamato fotometro Joly.

Fare un passo

Metodo 1 di 2: misurazione dell'intensità luminosa di una stanza o di una sorgente luminosa

Passaggio 1. Comprendere i fotometri che misurano le candele lux e piedi

Queste unità descrivono l'intensità della luce in superficie, o "illuminamento" (illuminamento). I fotometri che misurano l'illuminazione sono comunemente usati per impostare una sessione di ripresa o per verificare se una stanza è troppo luminosa o troppo buia.

• Alcuni misuratori di luce sono progettati appositamente per diversi tipi di illuminazione. Ad esempio, i risultati delle misurazioni possono essere più accurati se utilizzati per misurare l'esposizione al sodio.
• Puoi persino acquistare un "esposimetro" nell'app store per dispositivi mobili. Controlla prima le recensioni delle applicazioni perché alcune di queste applicazioni non sono molto accurate.
• Lux è lo standard comunemente usato oggi, ma alcuni dispositivi misurano ancora in candele standard. Usa questo calcolatore online per convertire tra i due standard.

Passaggio 2. Saper interpretare l'unità di illuminazione

Di seguito sono riportate alcune misurazioni dell'illuminazione comunemente utilizzate per aiutarti a determinare le modifiche all'esposizione:

• La maggior parte del lavoro d'ufficio può essere svolto entro 250-500 lux (23-46 piedi-candele).
• I supermercati o le aree di lavoro che implicano il disegno o altri lavori di dettaglio sono in genere illuminati a 750-1.000 lux (70-93 piedi-candela). Il limite superiore di questo intervallo è equivalente all'area interna vicino alla finestra in una giornata di sole.

Passaggio 3. Comprendere il lumen e la luminanza (luminanza)

Se una lampadina, un'etichetta di una lampada o un annuncio pubblicitario menziona la parola lumen, il numero descrive la quantità totale di energia emessa dalla luce visibile. Questo concetto si chiama illuminazione. Ecco cosa devi sapere:

• Il "lumen" iniziale descrive la quantità di luce che verrà emessa quando la lampada sarà stabilizzata. Solitamente le lampade fluorescenti o HID richiedono 100 ore di utilizzo per stabilizzarsi.
• "Mean lumen" o "mean lumen" descrive la luminanza media approssimativa durante la durata del dispositivo. L'illuminazione effettiva sarà inizialmente più brillante e più debole verso la fine della sua vita utile.
• Per scoprire di quanti lumen hai bisogno, usa i passaggi precedenti per determinare il numero di candele di illuminazione che desideri nella stanza e moltiplica per l'area (metri quadrati) della stanza. È una buona idea aumentare i risultati per le stanze con pareti scure e ridurli per le stanze con molte grandi fonti di luce.

Passaggio 4. Misurare il raggio (evidenziazione) e l'angolo di campo (angolo della stanza)

Torce elettriche e altri dispositivi che emettono luce in una certa direzione possono essere descritti utilizzando questi due nuovi termini. Puoi trovarlo da solo usando un fotometro che misura candele lux o piede e con un raggio o un goniometro:

• Tenere il fotometro direttamente nel percorso del raggio più luminoso. Muoviti fino a trovare il punto con la massima intensità (illuminazione).
• Mantenere invariata la distanza dalla sorgente luminosa e spostare il fotometro in una direzione finché l'intensità della luce non scende al 50% del suo livello massimo. Usa un filo stretto o un altro righello per segnare una linea dalla fonte di luce a questo punto.
• Cammina nella direzione opposta fino a trovare un punto sul retro del faretto con un'intensità del 50% dell'esposizione massima. Segna una nuova linea da questo punto.
• Usa un goniometro per misurare l'angolo tra le due linee. Questo è l'angolo del riflettore e descrive l'angolo con cui la fonte di luce brilla intensamente.
• Per trovare l'angolo di campo, ripeti questo passaggio, ma segna il punto in cui l'intensità raggiunge il 10% del suo livello massimo.

Metodo 2 di 2: misurazione dell'intensità relativa con dispositivi domestici

Passaggio 1. Utilizzare questo metodo per confrontare le sorgenti luminose

Questo dispositivo può essere realizzato facilmente a casa. Il dispositivo è chiamato "Joly Photometer" dal suo inventore e può essere utilizzato per misurare l'intensità relativa di due sorgenti luminose. Con un po' di conoscenza della fisica e dei materiali sottostanti, puoi trovare lampadine che emettono più luce, così come lampadine più efficienti per la quantità di energia che usano.

Misura relativamente non restituisce i risultati in unità. Conoscerai chiaramente il rapporto tra le intensità di due luci, ma non puoi metterle in relazione con una terza fonte di luce senza ripetere i confronti uno per uno.

Passaggio 2. Tagliare a metà una barra di paraffina

Acquista la cera di paraffina da un negozio di ferramenta o da un supermercato e prendi fino a 0,55 kg. Usa un coltello affilato per tagliare il bastoncino di paraffina in due pezzi uguali.

Taglia delicatamente i gambi in modo che la cera non si rompa

Passaggio 3. Posizionare la pellicola tra i due pezzi di paraffina

Ritagliare un foglio di carta stagnola e adagiarlo in modo che copra la parte superiore di una delle strisce di carta stagnola. Metti l'altro pezzo di paraffina sopra l'alluminio.

Passaggio 4. Posizionare il "pane" di paraffina verticalmente

Affinché questo dispositivo funzioni, è necessario posizionarlo verticalmente su un'estremità in modo che anche il foglio di alluminio al centro sia in posizione verticale. Se la tua candela non può stare in piedi da sola, sentiti libero di lasciarla in posizione orizzontale per ora. Non dimenticare che la scatola che verrà realizzata dovrà essere in grado di ospitare i ceppi di candele che stanno in verticale.

Puoi usare due elastici per tenere insieme le aste di paraffina e la lamina. Metti un elastico vicino a un'estremità della barra e uno vicino all'altro

Passaggio 5. Ritaglia tre finestre sulla scatola di cartone

Scegli una scatola abbastanza grande da contenere i blocchi di candele. È possibile utilizzare una scatola di imballaggio per candele acquistata. Usa un righello e delle forbici per ritagliare tre finestre sulla scatola:

• Taglia due finestre di dimensioni identiche sui lati opposti. Ogni finestra visualizzerà una barra di paraffina diversa una volta inserito il blocco di cera.
• Taglia una terza finestra di qualsiasi dimensione nella parte anteriore della scatola. Questa finestra dovrebbe essere centrata in modo da poter vedere i due pezzi di paraffina che tengono il foglio.

Passaggio 6. Metti la paraffina nella scatola

Tieni la pellicola tra i due candelieri in posizione verticale. Puoi usare nastro adesivo, strisce di cartone o entrambi per mantenere il blocco di cera in posizione verticale e parallelo alla finestra opposta, toccando la pellicola in mezzo.

Se la scatola è aperta nella parte superiore, coprila con un altro pezzo di cartone o altro materiale che ostruisca la luce

Passaggio 7. Determinare il "punto di riferimento" della sorgente luminosa

Seleziona una delle sorgenti luminose da confrontare come una "candela standard". Lo userai come misura dell'intensità della luce. Se stai confrontando più di due sorgenti luminose, verrà sempre utilizzata questa "candela standard".

Passaggio 8. Disporre le due sorgenti luminose in modo che siano in linea retta

Posiziona due lampade o un'altra fonte di luce su una superficie piana in linea retta. La distanza tra i due dovrebbe essere molto più grande della larghezza della scatola che hai creato.

Passaggio 9. Posizionare il fotometro tra le due sorgenti luminose

L'altezza del fotometro dovrebbe essere esattamente la stessa delle sorgenti luminose in modo che la luce risplenda completamente attraverso il blocco candela attraverso la finestra laterale. Ricorda, la distanza dalla sorgente luminosa al fotometro deve essere sufficientemente ampia in modo che l'illuminazione sia distribuita uniformemente.

Passaggio 10. Spegni tutte le luci nella stanza

Chiudi tutte le finestre, le persiane o le tende in modo che solo la luce proveniente da sorgenti luminose risplenda attraverso i raggi.

Passaggio 11. Disporre i quadrati fino a quando entrambi i blocchi di paraffina non appaiono ugualmente luminosi

Spostare il fotometro verso una fonte di luce più debole per illuminare il raggio di paraffina. Guarda attraverso la prima finestra mentre regoli la posizione dei quadrati e fermati quando le due candele appaiono ugualmente luminose.

Passaggio 12. Misurare la distanza tra il fotometro e ciascuna fonte di luce

Utilizzare un metro a nastro per misurare la distanza tra la pellicola e la sorgente luminosa del "punto di riferimento" selezionato. Ora lo chiamiamo come d1. Prendere appunti, quindi misurare la distanza dalla lamina all'altra fonte di luce (d2).

Puoi misurare la distanza usando qualsiasi unità, ma deve essere coerente. Ad esempio, se misuri in centimetri o metri, modifica il risultato in modo che le unità siano solo centimetri (cm)

Passaggio 13. Comprendere le leggi della fisica coinvolte

La luminosità del raggio diminuisce con ogni quadrato di distanza dalla sorgente luminosa perché misuriamo la quantità di luce che cade nell'"area" bidimensionale, ma la luce che si irradia attraverso il "volume" tridimensionale. In altre parole, quando la sorgente di luce viaggia il doppio (x2), la luce risultante si disperde quattro volte (x2²). Possiamo scrivere la luminosità come I/d²'

• I è l'intensità e d è la distanza, come abbiamo usato nel passaggio precedente.
• Tecnicamente, la "luminosità" che descriviamo, in questo contesto si riferisce a "illuminazione".

Passaggio 14. Usa questa conoscenza per risolvere le intensità relative

Entrambi i fasci hanno la stessa "illuminazione" quando sono entrambi ugualmente luminosi. Possiamo scriverlo come una formula, quindi costruirlo per produrre I₂, o l'intensità relativa della seconda sorgente luminosa:

• io₁/D₁² = io₂/D₂²
• io₂ = io₁(d₂²/D₁²)
• Poiché misuriamo solo l'intensità relativa, o il rapporto tra i due, scriviamo semplicemente I₁ = 1. Quindi, la formula diventa più semplice: I₂ = d₂²/D₁²
• Ad esempio, diciamo la distanza d₁ a una sorgente luminosa del punto di riferimento di 0,6 metri e una distanza d₂ alla seconda fonte di luce è di 1,5 metri:
• io₂ = 5²/2² = 25/4 = 6, 25
• La seconda fonte di luce ha un'intensità 6, 25 volte più grande dalla prima fonte di luce.

Passaggio 15. Calcola l'efficienza

Se conti una lampadina che elenca la potenza, ad esempio "60 W" che significa "60 watt", questa è la quantità di energia utilizzata dalla lampadina. Condividi l'intensità relativa della lampada con questa potenza per vedere quanto è efficiente, rispetto ad altre fonti di luce. Per esempio:

• Una lampada da 60 watt con un'intensità relativa di 6 ha un'efficienza relativa di 6/60 = 0,1.
• Una lampada da 40 watt con un'intensità relativa di 1 ha un'efficienza relativa di 1/40 = 0,025.
• Poiché 0,1 / 0,025 = 4, una lampada da 60 W è quattro volte più efficiente nel convertire l'elettricità in luce. Si noti che questa lampada utilizza ancora più potenza di una lampada da 40 W e quindi costa di più. L'efficienza indica semplicemente quanto è efficiente una lampada nell'utilizzare l'elettricità e nel convertirla in luce.