ОСВІТЛЕНІСТЬ
РОЗДІЛ 3. СВІТЛОВІ ЯВИЩА
§24 . СИЛА СВІТЛА Й ОСВІТЛЕНІСТЬ
2. ОСВІТЛЕНІСТЬ
Щоб визначити, як освітлена поверхня, уведено фізичну величину освітленість. Освітленість позначають E і вимірюють люксами (лк). Один люкс – це освітленість пластинки, розташованої на відстані 1 м від точкового джерела світла силою 1 кд, коли світло від джерела падає на пластинку перпендикулярно.
ПРИКЛАДИ
Ясного сонячного дня освітленість поверхні Землі складає до ста тисяч люксів. Освітленість Землі значно змінюється залежно від географічної широти,
Освітленість шкільної парти відповідно до норм має бути не меншою ніж 150 лк. Це враховують, коли проектують освітлення шкіл, але учням та вчителям треба зважати на те, що ввечері або хмарного дня така освітленість буде тільки за умови, що в класі світять усі передбачені проектом лампи!
Око людини має надзвичайно високу чутливість: людина може розібрати текст у книзі за освітленості, що складає всього десяті частки люкса, – наприклад, під час повні, коли освітленість дорівнює 0,25 лк, тобто приблизно в 400 000 разів менша, ніж ясного сонячного дня.
1 Це й зумовило назву одиниці сили світла:
Але зловживати можливостями такого чудового “оптичного інструмента”, як око, не варто: читаючи за слабкого освітлення, ви погіршуєте свій зір!
ВІД ЧОГО ЗАЛЕЖИТЬ ОСВІТЛЕНІСТЬ?
Для вимірювання освітленості використовують спеціальні прилади, які називають люксметрами. Світлочутливим елементом таких приладів є фотоелемент.
У разі віддалення від джерела освітленість зменшується. Розрахунки й досліди показують, що для точкового джерела світла освітленість E прямо пропорційна силі світла I джерела світла й обернено пропорційна квадратові відстані R до джерела:
Це співвідношення було встановлено на початку 17-го століття німецьким фізиком і астрономом Йоганном Кеплером.
У справедливості наведеного співвідношення легко переконатися, розглянувши так звану “світлову піраміду” із джерелом світла в її вершині (рис. 24.2).
Світло, що проходить крізь переріз S піраміди на одиничній відстані від джерела, проходить крізь площу 4S на подвоєній відстані, крізь площу9S – на потроєній відстані тощо. А це й означає, що освітленість спадає обернено пропорційно квадратові відстані до джерела.
Наведений вираз для освітленості справедливий лише за умови, що джерело світла можна вважати точковим, тобто коли його розміри дуже малі порівняно з відстанню до нього.
ПРИКЛАДИ
Порівняємо освітленість на Землі та інших планетах. Найближча планета до Сонця, Меркурій, розташована майже в три рази ближче до Сонця, ніж Земля. Отже, освітленість на Меркурії майже в десять разів більша, ніж на Землі: уявіть собі, що в небі Меркурія світить ніби десять “земних” сонць відразу! У результаті поверхня Меркурія розжарюється меркуріанським днем до температури понад 400 °С!
А освітленість Плутона, розташованого майже в 40 разів далі від Сонця, ніж Земля, приблизно в 1600 разів менша, ніж освітленість Землі. Правда, астронавт, який висадився б на Плутоні, усе-таки не опинився б у повній темряві: і на такій величезній відстані Сонце “світить” набагато яскравіше, ніж Місяць на Землі навіть під час повні! А на Землі під час повні не так уже й темно.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...