Kigeuzi cha Mwangaza
Nuru & Fotometri — Kutoka Kandela hadi Lumeni
Jifunze vitengo vya fotometri katika makundi 5: mwangaza (lux), ung'avu (nit), nguvu ya mwanga (kandela), mtiririko wa mwanga (lumeni), na mwangazo. Elewa tofauti kati ya mwanga JUU ya nyuso dhidi ya mwanga KUTOKA kwa nyuso.
Misingi ya Fotometri
Idadi Tano za Kimwili
Fotometri hupima vitu 5 TOFAUTI! Mwangaza: nuru inayoanguka JUU ya uso (lux). Ung'avu: nuru KUTOKA kwa uso (nit). Nguvu: nguvu ya chanzo (kandela). Mtiririko: jumla ya pato (lumeni). Mwangazo: nuru x muda. Haiwezi kuchanganywa!
- Mwangaza: lux (nuru JUU)
- Ung'avu: nit (nuru KUTOKA)
- Nguvu: kandela (chanzo)
- Mtiririko: lumeni (jumla)
- Mwangazo: lux-sekunde (muda)
Mwangaza (Lux)
Nuru inayoanguka JUU ya uso. Vitengo: lux (lx) = lumeni kwa kila mita ya mraba. Mwangaza wa jua: 100,000 lux. Ofisi: 500 lux. Mwangaza wa mwezi: 0.1 lux. Hupima jinsi uso unavyoonekana kung'aa unapowashwa.
- lux = lm/m² (lumeni/eneo)
- Mwangaza wa jua: 100,000 lx
- Ofisi: 300-500 lx
- Haiwezi kubadilishwa kuwa nit!
Ung'avu (Nit)
Nuru inayotoka KWA uso (iliyotolewa au kuakisiwa). Vitengo: nit = kandela kwa kila mita ya mraba. Skrini ya simu: 500 nits. Kompyuta ya mkononi: 300 nits. Tofauti na mwangaza! Hupima ung'avu wa uso wenyewe.
- nit = cd/m²
- Simu: 400-800 nits
- Kompyuta ya mkononi: 200-400 nits
- Tofauti na mwangaza!
- Idadi 5 tofauti za kimwili - haziwezi kuchanganywa!
- Mwangaza (lux): nuru JUU ya uso
- Ung'avu (nit): nuru KUTOKA kwa uso
- Nguvu (kandela): nguvu ya chanzo katika mwelekeo
- Mtiririko (lumeni): jumla ya pato la nuru
- Badilisha tu ndani ya kundi moja!
Makundi Matano Yamefafanuliwa
Mwangaza (Nuru JUU)
Nuru inayoangukia JUU ya uso. Hupima kiasi gani cha nuru kinagonga eneo. Kitengo cha msingi: lux (lx). 1 lux = 1 lumeni kwa kila mita ya mraba. Mshumaa-mguu (fc) = 10.76 lux. Hutumika kwa muundo wa taa.
- lux (lx): kitengo cha SI
- mshumaa-mguu (fc): kifalme
- fot (ph): CGS (10,000 lx)
- Hupima nuru iliyopokewa
Ung'avu (Nuru KUTOKA)
Nuru inayotolewa au kuakisiwa KUTOKA kwa uso. Ung'avu unaouona. Kitengo cha msingi: nit = kandela/m². Stilb = 10,000 nits. Lambert, mguu-lambert ni za kihistoria. Hutumika kwa maonyesho, skrini.
- nit (cd/m²): ya kisasa
- stilb: 10,000 nits
- lambert: 3,183 nits
- mguu-lambert: 3.43 nits
Nguvu, Mtiririko, Mwangazo
Nguvu (kandela): nguvu ya chanzo katika mwelekeo. Kitengo cha msingi cha SI! Mtiririko (lumeni): jumla ya pato katika pande zote. Mwangazo (lux-sekunde): mwangaza kwa muda kwa ajili ya upigaji picha.
- kandela (cd): msingi wa SI
- lumeni (lm): jumla ya pato
- lux-sekunde: mwangazo
- Zote ni idadi tofauti!
Fizikia ya Upimaji wa Nuru
Sheria ya Mraba Kinyume
Nguvu ya nuru hupungua kulingana na mraba wa umbali. Mwangaza E = Nguvu I / umbali² (r²). Umbali mara mbili = 1/4 ya ung'avu. Kandela 1 kwa mita 1 = 1 lux. Kwa mita 2 = 0.25 lux.
- E = I / r²
- Umbali mara mbili = 1/4 ya nuru
- 1 cd kwa 1m = 1 lx
- 1 cd kwa 2m = 0.25 lx
Kutoka Mtiririko hadi Mwangaza
Mtiririko wa nuru uliosambazwa juu ya eneo. E (lux) = Mtiririko (lumeni) / Eneo (m²). Lumeni 1000 juu ya 1 m² = 1000 lux. Juu ya 10 m² = 100 lux. Eneo kubwa zaidi = mwangaza mdogo zaidi.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Eneo ni muhimu!
Ung'avu & Uakisi
Ung'avu = mwangaza x uakisi / π. Ukuta mweupe (uakisi 90%): ung'avu wa juu. Uso mweusi (uakisi 10%): ung'avu wa chini. Mwangaza sawa, ung'avu tofauti! Inategemea uso.
- L = E × ρ / π
- Nyeupe: ung'avu wa juu
- Nyeusi: ung'avu wa chini
- Uso ni muhimu!
Viwango vya Nuru vya Kulinganisha
| Hali | Mwangaza (lux) | Vidokezo |
|---|---|---|
| Mwangaza wa nyota | 0.0001 | Nuru ya asili iliyo giza zaidi |
| Mwangaza wa mwezi (kamili) | 0.1 - 1 | Usiku wenye anga safi |
| Taa za barabarani | 10 - 20 | Kawaida mijini |
| Sebule | 50 - 150 | Nyumba ya kustarehe |
| Nafasi ya kazi ofisini | 300 - 500 | Mahitaji ya kawaida |
| Duka la rejareja | 500 - 1000 | Maonyesho angavu |
| Chumba cha upasuaji | 10,000 - 100,000 | Usahihi wa upasuaji |
| Mwangaza wa jua wa moja kwa moja | 100,000 | Siku angavu |
| Mwangaza kamili wa mchana | 10,000 - 25,000 | Kutoka mawingu hadi jua |
Ung'avu wa Maonyesho (Ung'avu)
| Kifaa | Kawaida (nits) | Upeo (nits) |
|---|---|---|
| Kisomaji-elektroniki (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Skrini ya kompyuta ya mkononi | 200-300 | 400 |
| Monita ya mezani | 250-350 | 500 |
| Simu janja | 400-600 | 800-1200 |
| Televisheni ya HDR | 400-600 | 1000-2000 |
| Projekta ya sinema | 48-80 | 150 |
| Maonyesho ya LED ya nje | 5000 | 10,000+ |
Matumizi katika Ulimwengu Halisi
Muundo wa Taa
Ofisi: 300-500 lux. Rejareja: 500-1000 lux. Upasuaji: 10,000+ lux. Kanuni za ujenzi zinabainisha mahitaji ya mwangaza. Chini sana: uchovu wa macho. Juu sana: mng'ao, upotevu wa nishati. Taa sahihi ni muhimu sana!
- Ofisi: 300-500 lx
- Rejareja: 500-1000 lx
- Upasuaji: 10,000+ lx
- Kanuni za ujenzi zinatumika
Teknolojia ya Maonyesho
Skrini za simu/kompyuta kibao: 400-800 nits kwa kawaida. Kompyuta za mkononi: 200-400 nits. Televisheni za HDR: 1000+ nits. Maonyesho ya nje: 2000+ nits kwa ajili ya kuonekana. Ung'avu huamua usomaji katika hali angavu.
- Simu: 400-800 nits
- Kompyuta za mkononi: 200-400 nits
- Televisheni ya HDR: 1000+ nits
- Nje: 2000+ nits
Upigaji picha
Mwangazo wa kamera = mwangaza x muda. Lux-sekunde au lux-saa. Mita za nuru hupima lux. Mwangazo sahihi ni muhimu sana kwa ubora wa picha. EV (thamani ya mwangazo) inahusiana na lux-sekunde.
- Mwangazo = lux x muda
- Mita za nuru: lux
- lux-sekunde: kitengo cha picha
- EV inahusiana na mwangazo
Hesabu za Haraka
Mraba Kinyume
Mwangaza hupungua kulingana na umbali². 1 cd kwa 1m = 1 lx. Kwa 2m = 0.25 lx (1/4). Kwa 3m = 0.11 lx (1/9). Haraka: gawanya kwa umbali wa mraba!
- E = I / r²
- 1m: gawanya kwa 1
- 2m: gawanya kwa 4
- 3m: gawanya kwa 9
Usambazaji wa Eneo
Mtiririko juu ya eneo. Balbu ya 1000 lm. Umbali wa m 1, inasambaa juu ya uso wa tufe wa m² 12.6. 1000 / 12.6 = 79 lux. Tufe kubwa zaidi = lux ndogo zaidi.
- Eneo la tufe = 4πr²
- 1m: 12.6 m²
- 2m: 50.3 m²
- Mtiririko / eneo = mwangaza
Lux hadi Mshumaa-mguu
Mshumaa-mguu 1 = 10.764 lux. Haraka: fc x 10 ≈ lux. Au: lux / 10 ≈ fc. Karibu vya kutosha kwa makadirio!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ lux
- lux / 10 ≈ fc
- Ukadiriaji wa haraka
Jinsi Ubadilishaji Unavyofanya Kazi
- Hatua ya 1: Angalia kundi
- Hatua ya 2: Badilisha tu ndani ya kundi
- Mwangaza: lux, fc, phot
- Ung'avu: nit, lambert, fL
- KAMWE usivuke makundi!
Ubadilishaji wa Kawaida (Ndani ya Makundi)
| Kutoka | Kwenda | Kizidisho | Mfano |
|---|---|---|---|
| lux | mshumaa-mguu | 0.0929 | 100 lx = 9.29 fc |
| mshumaa-mguu | lux | 10.764 | 10 fc = 107.6 lx |
| phot | lux | 10,000 | 1 ph = 10,000 lx |
| nit (cd/m²) | mguu-lambert | 0.2919 | 100 nit = 29.2 fL |
| mguu-lambert | nit | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| stilb | nit | 10,000 | 1 sb = 10,000 nit |
| lambert | nit | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| lumeni | wati@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Mifano ya Haraka
Matatizo Yaliyotatuliwa
Taa za Ofisi
Ofisi inahitaji 400 lux. Balbu za LED zinazalisha lumeni 800 kila moja. Chumba kina ukubwa wa 5m x 4m (20 m²). Ni balbu ngapi zinahitajika?
Jumla ya lumeni zinazohitajika = 400 lx x 20 m² = 8,000 lm. Balbu zinazohitajika = 8,000 / 800 = balbu 10. Inachukuliwa kuwa kuna usambazaji sawa na hakuna hasara.
Umbali wa Tochi
Tochi ina nguvu ya 1000 kandela. Mwangaza ni upi kwa mita 5?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 lux. Sheria ya mraba kinyume: umbali mara mbili = 1/4 ya nuru.
Ung'avu wa Skrini
Skrini ya kompyuta ya mkononi ni 300 nits. Badilisha hadi miguu-lambert?
1 nit = 0.2919 mguu-lambert. 300 nit x 0.2919 = 87.6 fL. Kiwango cha kihistoria cha sinema kilikuwa 16 fL, kwa hivyo kompyuta ya mkononi ni angavu mara 5.5!
Makosa ya Kawaida
- **Kuchanganya makundi**: Huwezi kubadilisha lux hadi nit! Ni idadi tofauti za kimwili. Lux = nuru JUU ya uso. Nit = nuru KUTOKA kwa uso. Unahitaji uakisi ili kuzihusisha.
- **Kusahau mraba kinyume**: Nuru hupungua kulingana na umbali wa MRABA, si kwa mstari. Umbali 2x = 1/4 ya ung'avu, si 1/2!
- **Kuchanganya lumeni na lux**: Lumeni = jumla ya pato (pande zote). Lux = pato kwa kila eneo (mwelekeo mmoja). Balbu ya 1000 lm HAITOI 1000 lux!
- **Kupuuza uakisi**: Ukuta mweupe dhidi ya ukuta mweusi chini ya mwangaza sawa una ung'avu tofauti sana. Uso ni muhimu!
- **Kandela dhidi ya nguvu ya mshumaa**: Kandela 1 ≠ nguvu ya mshumaa 1. Mshumaa wa pentani = kandela 10. Vitengo vya kihistoria vilitofautiana!
- **Vitengo vya ung'avu wa maonyesho**: Watengenezaji wanachanganya nits, cd/m², na % ya ung'avu. Daima angalia nits halisi kwa kulinganisha.
Mambo ya Kufurahisha
Kandela ni Kitengo cha Msingi cha SI
Kandela ni mojawapo ya vitengo 7 vya msingi vya SI (pamoja na mita, kilogramu, sekunde, ampea, kelvini, mole). Inafafanuliwa kama nguvu ya nuru ya chanzo kinachotoa nuru ya 540 THz na nguvu ya mionzi ya 1/683 wati kwa kila steradian. Kitengo pekee kinachotegemea mtazamo wa binadamu!
Lumeni Inafafanuliwa kutoka Kandela
1 lumeni = nuru kutoka chanzo cha kandela 1 juu ya pembe imara ya steradian 1. Kwa kuwa tufe lina steradian 4π, chanzo cha isotropiki cha kandela 1 kinatoa jumla ya 4π ≈ 12.57 lumeni. Lumeni imetokana, kandela ni ya msingi!
555 nm ni Usikivu wa Kilele
Jicho la mwanadamu ni nyeti zaidi kwa 555 nm (kijani-njano). Wati 1 ya nuru ya 555 nm = 683 lumeni (kiwango cha juu iwezekanavyo). Nuru nyekundu au bluu: lumeni chache kwa kila wati. Ndiyo maana maono ya usiku ni ya kijani!
Maonyesho ya HDR = 1000+ Nits
Maonyesho ya kawaida: 200-400 nits. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nits. Baadhi hufikia 2000-4000 nits! Mwangaza wa jua: 5000+ nits. HDR inaiga safu ya ung'avu ya ulimwengu halisi kwa picha za kuvutia.
Mshumaa-mguu kutoka kwa Mishumaa Halisi
1 mshumaa-mguu = mwangaza wa futi 1 kutoka chanzo cha kandela 1. Awali kutoka kwa mshumaa halisi kwa umbali wa futi 1! = 10.764 lux. Bado inatumika katika kanuni za taa za Marekani.
Kiwango cha Ung'avu cha Sinema
Projekta za sinema zinasawazishwa hadi miguu-lambert 14-16 (nits 48-55). Inaonekana hafifu ikilinganishwa na TV/simu! Lakini katika ukumbi wa sinema wenye giza, inaunda utofautishaji sahihi. Projekta za nyumbani mara nyingi huwa na nits 100+ kwa ajili ya nuru iliyopo.
Mageuzi ya Upimaji wa Nuru: Kutoka kwa Mishumaa hadi Viwango vya Kuantamu
Vyanzo vya Nuru vya Kale (Kabla ya 1800)
Kabla ya fotometri ya kisayansi, wanadamu walitegemea mizunguko ya nuru ya asili na vyanzo vya bandia visivyoboreshwa. Taa za mafuta, mishumaa, na mienge zilitoa mwangaza usio thabiti uliopimwa tu kwa kulinganisha.
- Mishumaa kama viwango: mishumaa ya mafuta ya wanyama, nta ya nyuki, na spermaseti ilitumika kama marejeleo ya kukadiria
- Hakuna vipimo vya kiasi: nuru ilielezewa kwa sifa ('angavu kama mchana', 'hafifu kama mwezi')
- Tofauti za kikanda: kila utamaduni uliendeleza viwango vyake vya mishumaa bila makubaliano ya kimataifa
- Kikomo cha uvumbuzi: hakuna uelewa wa nuru kama mionzi ya sumakuumeme au fotoni
Kuzaliwa kwa Fotometri ya Kisayansi (1800-1900)
Karne ya 19 ilileta majaribio ya kimfumo ya kusawazisha upimaji wa nuru, yakisukumwa na kupitishwa kwa taa za gesi na taa za umeme za awali.
- 1799 - Fotomita ya Rumford: Benjamin Thompson (Count Rumford) aligundua fotomita ya kivuli kwa kulinganisha vyanzo vya nuru
- 1860s - Viwango vya mishumaa vinaibuka: mshumaa wa spermaseti (mafuta ya nyangumi), taa ya Carcel (mafuta ya mboga), taa ya Hefner (asetati ya amili) hushindana kama marejeleo
- 1881 - Kiwango cha Violle: Jules Violle alipendekeza platini katika kiwango chake cha kuganda (1769°C) kama kiwango cha nuru - sentimita 1 ya mraba hutoa 1 Violle
- 1896 - Mshumaa wa Hefner: kiwango cha Kijerumani kinachotumia mwali wa asetati ya amili uliodhibitiwa, bado ulitumika hadi miaka ya 1940 (kandela 0.903 za kisasa)
Usawazishaji wa Kimataifa (1900-1948)
Juhudi za mapema za karne ya 20 ziliunganisha viwango vya kitaifa vinavyoshindana katika Mshumaa wa Kimataifa, mtangulizi wa kandela ya kisasa.
- 1909 - Mshumaa wa Kimataifa: makubaliano kati ya Ufaransa, Uingereza, na Marekani yanafafanua kiwango kama 1/20 ya mionzi ya mwili mweusi wa platini katika kiwango cha kuganda
- 1921 - Kitengo cha Bouger kinapendekezwa: kulingana na kiwango cha platini, karibu sawa na kandela ya kisasa
- 1930s - Kiwango cha pentani: baadhi ya nchi zilitumia taa ya pentani iliyosawazishwa badala ya platini
- 1940s - Vita vinavuruga viwango: Vita vya Pili vya Dunia vinaangazia hitaji la kipimo cha ulimwengu wote, kinachoweza kurudiwa, kisichotegemea vitu vya kale
Kandela Inakuwa Kitengo cha Msingi cha SI (1948-1979)
Ushirikiano wa kimataifa baada ya vita ulianzisha kandela kama kitengo cha saba cha msingi cha SI, kilichofafanuliwa awali na mionzi ya mwili mweusi wa platini.
1948 Definition: 1948 (CGPM ya 9): Kandela inafafanuliwa kama nguvu ya nuru ya 1/600,000 m² ya platini katika kiwango cha kuganda. Kwa mara ya kwanza, 'kandela' inachukua nafasi ya 'mshumaa' rasmi. Ilianzisha fotometri ndani ya mfumo wa SI pamoja na mita, kilogramu, sekunde, ampea, kelvini, na mole.
Challenges:
- Utegemezi wa platini: ulihitaji udhibiti sahihi wa usafi na joto la platini (1769°C)
- Utekelezaji mgumu: maabara chache ziliweza kudumisha vifaa vya kiwango cha kuganda cha platini
- Usikivu wa masafa: ufafanuzi ulitegemea maono ya fotopiki (mkunjo wa usikivu wa jicho la mwanadamu)
- Mageuzi ya istilahi: 'nit' ilipitishwa isivyo rasmi kwa cd/m² mnamo 1967, ingawa si neno rasmi la SI
Mapinduzi ya Kuantamu: Kuunganisha Nuru na Thamani za Msingi (1979-Sasa)
Ufafanuzi mpya wa 1979 uliikomboa kandela kutoka kwa vitu vya kale vya kimwili, badala yake ukaiunganisha na wati kupitia usikivu wa jicho la mwanadamu katika urefu maalum wa wimbi.
1979 Breakthrough: CGPM ya 16 ilifafanua upya kandela kulingana na mionzi ya monokromatiki: 'Nguvu ya nuru, katika mwelekeo fulani, wa chanzo kinachotoa mionzi ya monokromatiki ya marudio 540 × 10¹² Hz (555 nm, usikivu wa kilele wa jicho la mwanadamu) na ina nguvu ya mionzi ya 1/683 wati kwa kila steradian.' Hii inafanya lumeni 683 kuwa sawa kabisa na wati 1 kwa 555 nm.
Advantages:
- Thamani ya msingi: imeunganishwa na wati (kitengo cha nguvu cha SI) na kazi ya ung'avu wa fotopiki ya binadamu
- Uwezo wa kurudiwa: maabara yoyote inaweza kutambua kandela kwa kutumia leza na kigunduzi kilichosawazishwa
- Hakuna vitu vya kale: hakuna platini, hakuna viwango vya kuganda, hakuna viwango vya kimwili vinavyohitajika
- Usahihi wa urefu wa wimbi: 555 nm ilichaguliwa kama kilele cha maono ya fotopiki (ambapo jicho ni nyeti zaidi)
- Nambari 683: ilichaguliwa kudumisha mwendelezo na ufafanuzi wa awali wa kandela
Modern Impact:
- Usawazishaji wa LED: muhimu kwa viwango vya ufanisi wa nishati (viwango vya lumeni kwa kila wati)
- Teknolojia ya maonyesho: viwango vya HDR (nits) vinategemea ufafanuzi sahihi wa kandela
- Kanuni za taa: mahitaji ya majengo (viwango vya lux) yanaweza kufuatiliwa hadi kwenye kiwango cha kuantamu
- Astronomia: vipimo vya ung'avu wa nyota vinahusiana na fizikia ya msingi
Mapinduzi ya Teknolojia katika Taa (1980s-Sasa)
Teknolojia ya kisasa ya taa imebadilisha jinsi tunavyounda, kupima, na kutumia nuru, na kufanya usahihi wa fotometri kuwa muhimu zaidi kuliko hapo awali.
Enzi ya LED (2000s-2010s)
LED zilibadilisha taa na 100+ lumeni/wati (dhidi ya 15 lm/W kwa balbu za incandescent). Lebo za nishati sasa zinahitaji viwango sahihi vya lumeni. Fahirisi ya utoaji wa rangi (CRI) na joto la rangi (Kelvin) huwa vipimo vya watumiaji.
Teknolojia ya Maonyesho (2010s-Sasa)
Maonyesho ya HDR yanafikia nits 1000-2000. Udhibiti wa kiwango cha pikseli cha OLED. Viwango kama HDR10, Dolby Vision vinahitaji vipimo sahihi vya ung'avu. Mwonekano wa simu janja nje huendesha ung'avu wa kilele wa 1200+ nits. Sinema hudumisha nits 48 kwa utofautishaji sahihi.
Taa Mahiri na Muundo Unaomlenga Mwanadamu (2020s)
Utafiti wa mdundo wa circadian unaendesha taa zinazoweza kurekebishwa (marekebisho ya CCT). Mita za lux katika simu janja. Kanuni za ujenzi zinabainisha mwangaza kwa ajili ya afya/uzalishaji. Fotometri ni msingi katika muundo wa ustawi.
- Kitengo pekee cha SI kinachotegemea mtazamo wa binadamu: kandela kwa kipekee inajumuisha biolojia (usikivu wa macho) katika ufafanuzi wa fizikia
- Kutoka kwa mishumaa hadi kuantamu: safari kutoka kwa vijiti vya nta visivyoboreshwa hadi viwango vilivyofafanuliwa na leza katika miaka 200
- Bado inabadilika: teknolojia ya LED na maonyesho inaendelea kuendesha uvumbuzi wa fotometri
- Athari ya vitendo: ung'avu wa skrini ya simu yako, taa za ofisi, na taa za gari lako zote zinaweza kufuatiliwa hadi lumeni 683 = wati 1 kwa 555 nm
- Mustakabali: uwezekano wa uboreshaji zaidi tunapoelewa vizuri zaidi sayansi ya maono, lakini ufafanuzi wa sasa umekuwa imara sana tangu 1979
Vidokezo vya Kitaalamu
- **Angalia kundi kwanza**: Daima thibitisha unabadilisha ndani ya kundi moja. Lux hadi fc: SAWA. Lux hadi nit: MAKOSA!
- **Mraba kinyume wa haraka**: Umbali x2 = ung'avu /4. Umbali x3 = ung'avu /9. Hesabu za haraka kichwani!
- **Lumeni ≠ Lux**: balbu ya 1000 lumeni iliyosambazwa juu ya 1 m² = 1000 lux. Juu ya 10 m² = 100 lux. Eneo ni muhimu!
- **Mshumaa-mguu wa haraka**: fc x 10 ≈ lux. Karibu vya kutosha kwa makadirio mabaya. Sahihi: fc x 10.764 = lux.
- **Ulinganisho wa maonyesho**: Daima tumia nits (cd/m²). Puuza vipimo vya % ya ung'avu. Nits pekee ndizo zenye lengo.
- **Ukadiriaji wa taa za chumba**: 300-500 lux ni kawaida kwa ofisi. Jumla ya lumeni zinazohitajika = lux x eneo (m²). Kisha gawanya kwa lumeni kwa kila balbu.
- **Nukuu ya kisayansi kiotomatiki**: Thamani ≥ milioni 1 au < 0.000001 huonyeshwa kiotomatiki katika nukuu ya kisayansi (k.m., 1.0e+6) kwa ajili ya usomaji!
Rejea Kamili ya Fotometri
Mwangaza (Illuminance)
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Kitengo | Alama | Vidokezo & Matumizi |
|---|---|---|
| lux | lx | Kitengo cha SI cha mwangaza. 1 lx = 1 lm/m². Ofisi: 300-500 lux. Mwangaza wa jua: 100,000 lux. |
| kilolux | klx | 1000 lux. Hali angavu za nje. Masafa ya mwangaza wa jua wa moja kwa moja. |
| millilux | mlx | 0.001 lux. Hali za nuru ndogo. Viwango vya machweo. |
| microlux | µlx | 0.000001 lux. Hali za giza sana. Viwango vya mwangaza wa nyota. |
| futi-mshumaa | fc | Mwangaza wa kifalme. 1 fc = 10.764 lux. Bado inatumika katika kanuni za Marekani. |
| phot | ph | Kitengo cha CGS. 1 ph = 10,000 lux = 1 lm/cm². Mara chache hutumika sasa. |
| nox | nx | 0.001 lux. Mwangaza wa usiku. Kutoka Kilatini 'usiku'. |
| lumen kwa kila mita ya mraba | lm/m² | Sawa na lux. Ufafanuzi wa moja kwa moja: 1 lm/m² = 1 lux. |
| lumen kwa kila sentimita ya mraba | lm/cm² | Sawa na phot. 1 lm/cm² = 10,000 lux. |
| lumen kwa kila futi ya mraba | lm/ft² | Sawa na mshumaa-mguu. 1 lm/ft² = 1 fc = 10.764 lux. |
Mng'ao (Luminance)
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Kitengo | Alama | Vidokezo & Matumizi |
|---|---|---|
| kandela kwa kila mita ya mraba (nit) | cd/m² | Kitengo cha kisasa cha ung'avu = nit. Maonyesho yanakadiriwa kwa nits. Simu: 500 nits. |
| nit | nt | Jina la kawaida la cd/m². Kiwango cha ung'avu wa maonyesho. HDR: 1000+ nits. |
| stilb | sb | 1 cd/cm² = 10,000 nits. Angavu sana. Mara chache hutumika sasa. |
| kandela kwa kila sentimita ya mraba | cd/cm² | Sawa na stilb. 1 cd/cm² = 10,000 cd/m². |
| kandela kwa kila futi ya mraba | cd/ft² | Ung'avu wa kifalme. 1 cd/ft² = 10.764 cd/m². |
| kandela kwa kila inchi ya mraba | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Eneo dogo, ung'avu wa juu. |
| lambert | L | 1/π cd/cm² = 3,183 cd/m². Uso uliosambazwa kikamilifu. |
| millilambert | mL | 0.001 lambert = 3.183 cd/m². |
| futi-lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3.426 cd/m². Kiwango cha sinema cha Marekani: 14-16 fL. |
| apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0.318 cd/m². Kitengo cha CGS. |
| blondel | blondel | Sawa na apostilb. 1/π cd/m². Imepewa jina la André Blondel. |
| bril | bril | 10^-7 lambert = 3.183 x 10^-6 cd/m². Maono yaliyozoea giza. |
| skot | sk | 10^-4 lambert = 3.183 x 10^-4 cd/m². Kitengo cha maono ya skotopiki. |
Nguvu ya Mwangaza
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Kitengo | Alama | Vidokezo & Matumizi |
|---|---|---|
| kandela | cd | Kitengo cha msingi cha SI! Nguvu ya nuru katika mwelekeo. LED: 1-10 cd kwa kawaida. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandela. Vyanzo angavu sana. Taa za kutafutia. |
| millikandela | mcd | 0.001 kandela. LED ndogo. Taa za kiashirio: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (mshumaa wa hefner) | HK | 0.903 cd. Kiwango cha mshumaa cha Kijerumani. Mwali wa asetati ya amili. |
| mshumaa wa kimataifa | ICP | 1.02 cd. Kiwango cha awali. Platini katika kiwango cha kuganda. |
| mshumaa wa desimali | dc | Sawa na kandela. Neno la awali la Kifaransa. |
| mshumaa wa pentane (nguvu ya mishumaa 10) | cp | 10 cd. Kiwango cha taa ya pentani. Nguvu ya mshumaa 10. |
| kitengo cha carcel | carcel | 9.74 cd. Kiwango cha taa cha Kifaransa. Taa ya mafuta ya Carcel. |
| bougie decimal | bougie | Sawa na kandela. Mshumaa wa desimali wa Kifaransa. |
Mtiririko wa Mwangaza
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Kitengo | Alama | Vidokezo & Matumizi |
|---|---|---|
| lumen | lm | Kitengo cha SI cha mtiririko wa nuru. Jumla ya pato la nuru. Balbu ya LED: 800 lm kwa kawaida. |
| kilolumen | klm | 1000 lumeni. Balbu angavu. Taa za kibiashara. |
| millilumen | mlm | 0.001 lumeni. Vyanzo hafifu sana. |
| wati (katika 555 nm, ufanisi wa juu wa mwangaza) | W@555nm | 1 W kwa 555 nm = 683 lm. Ufanisi wa kilele wa nuru. Upeo wa nuru ya kijani. |
Mfiduo wa Kipimafoto
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Kitengo | Alama | Vidokezo & Matumizi |
|---|---|---|
| lux-sekunde | lx⋅s | Mwangaza kwa muda. Mwangazo wa picha. 1 lx kwa sekunde 1. |
| lux-saa | lx⋅h | 3600 lux-sekunde. 1 lx kwa saa 1. Mwangazo mrefu zaidi. |
| phot-sekunde | ph⋅s | 10,000 lux-sekunde. Mwangazo angavu. |
| futi-mshumaa-sekunde | fc⋅s | 10.764 lux-sekunde. Mshumaa-mguu kwa sekunde 1. |
| futi-mshumaa-saa | fc⋅h | 38,750 lux-sekunde. Mshumaa-mguu kwa saa 1. |
Mbinu Bora za Ubadilishaji wa Fotometri
Mbinu Bora
- Jua idadi: Lux (JUU ya uso), nit (KUTOKA kwa uso), kandela (chanzo), lumeni (jumla) - KAMWE usichanganye!
- Badilisha tu ndani ya kundi moja: lux↔mshumaa-mguu SAWA, lux↔nit HAIWEZEKANI bila data ya uso
- Kwa lumeni hadi lux: unahitaji eneo na muundo wa usambazaji wa nuru (si mgawanyo rahisi!)
- Ung'avu wa maonyesho kwa nits: 200-300 ndani, 600+ nje, 1000+ maudhui ya HDR
- Kanuni za taa zinatumia lux: ofisi 300-500 lx, rejareja 500-1000 lx, thibitisha mahitaji ya eneo lako
- Upigaji picha: lux-sekunde kwa mwangazo, lakini kamera za kisasa zinatumia kipimo cha EV (thamani ya mwangazo)
Makosa ya Kawaida ya Kuepuka
- Kujaribu kubadilisha lux hadi nit moja kwa moja: Haiwezekani! Idadi tofauti (JUU dhidi ya KUTOKA kwa uso)
- Kubadilisha lumeni hadi lux bila eneo: Lazima ujue eneo lililowashwa na muundo wa usambazaji
- Kupuuza sheria ya mraba kinyume: Nguvu ya nuru hupungua kulingana na umbali² (umbali mara mbili = 1/4 ya nuru)
- Kuchanganya makundi: Kama kujaribu kubadilisha mita hadi kilogramu - haina maana kimwili!
- Kutumia kitengo kibaya kwa matumizi: maonyesho yanahitaji nits, vyumba vinahitaji lux, balbu zinakadiriwa kwa lumeni
- Kuchanganya kandela na nguvu ya mshumaa (candlepower): kitengo cha zamani cha kifalme, si sawa na kandela ya kisasa (cd)
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Kuna tofauti gani kati ya lux na nit?
Tofauti kabisa! Lux = mwangaza = nuru inayoanguka JUU ya uso (lm/m²). Nit = ung'avu = nuru inayotoka KWA uso (cd/m²). Mfano: dawati lina mwangaza wa 500 lux kutoka kwa taa za juu. Skrini ya kompyuta ina ung'avu wa 300 nits unaouona. Huwezi kubadilisha kati yao bila kujua uakisi wa uso! Ni idadi tofauti za kimwili.
Naweza kubadilisha lumeni hadi lux?
Ndio, lakini unahitaji eneo! Lux = lumeni / eneo (m²). Balbu ya 1000 lumeni inayowasha uso wa 1 m² = 1000 lux. Balbu hiyo hiyo inayowasha 10 m² = 100 lux. Pia huathiriwa na umbali (sheria ya mraba kinyume) na muundo wa usambazaji wa nuru. Sio ubadilishaji wa moja kwa moja!
Kwa nini kandela ni kitengo cha msingi cha SI?
Kwa sababu za kihistoria na kivitendo. Nguvu ya nuru ni ya msingi - inaweza kupimwa moja kwa moja kutoka chanzo. Lumeni, lux zinatokana na kandela kwa kutumia jiometri. Pia, kandela ni kitengo pekee cha SI kinachotegemea mtazamo wa binadamu! Inafafanuliwa kwa kutumia usikivu wa masafa ya jicho la mwanadamu kwa 555 nm. Maalum kati ya vitengo vya SI.
Ung'avu mzuri wa skrini ni upi?
Inategemea mazingira! Ndani: 200-300 nits inatosha. Nje: unahitaji 600+ nits kwa ajili ya kuonekana. Maudhui ya HDR: 400-1000 nits. Angavu sana gizani = uchovu wa macho. Hafifu sana kwenye jua = huwezi kuona. Vifaa vingi vinajirekebisha kiotomatiki. Simu kwa kawaida huwa na nits 400-800, baadhi hufikia 1200+ kwa jua kali.
Nahita lumeni ngapi?
Inategemea chumba na madhumuni! Kanuni ya jumla: 300-500 lux kwa ofisi. Chumba cha kulala: 100-200 lux. Jikoni: 300-400 lux. Zidisha lux x eneo la chumba (m²) = jumla ya lumeni. Mfano: ofisi ya 4m x 5m (20 m²) kwa 400 lux = lumeni 8,000 zinahitajika. Kisha gawanya kwa lumeni kwa kila balbu.
Kwa nini siwezi kuchanganya makundi haya?
Ni idadi tofauti za kimwili za kimsingi zenye vipimo tofauti! Kama kujaribu kubadilisha kilogramu hadi mita - haiwezekani! Mwangaza ni mtiririko/eneo. Ung'avu ni nguvu/eneo. Nguvu ni kandela. Mtiririko ni lumeni. Zote zinahusiana na fizikia/jiometri lakini HAZIWEZI kubadilishwa moja kwa moja. Unahitaji maelezo ya ziada (umbali, eneo, uakisi) ili kuzihusisha.
Saraka Kamili ya Zana
Zana zote 71 zinazopatikana kwenye UNITS