आज हम आप सभी को खुले क्षेत्रों और घर के अंदर रोशनी के फार्मूले के बारे में बताएंगे, साथ ही विभिन्न परिस्थितियों में चमकदार प्रवाह का परिमाण भी बताएंगे।
मोमबत्ती और चरखा
व्यापक विद्युतीकरण से पहले, प्रकाश का स्रोत सूर्य, चंद्रमा, अग्नि और मोमबत्ती थे। पंद्रहवीं शताब्दी में वैज्ञानिक पहले से ही रोशनी बढ़ाने के लिए लेंस की एक प्रणाली बनाने में सक्षम थे, लेकिन ज्यादातर लोग मोमबत्ती की रोशनी में काम करते थे और जीते थे।
कुछ लोगों को मोम की बत्तियों पर पैसे खर्च करने के लिए खेद हुआ, या दिन को लंबा करने का यह तरीका बस उपलब्ध नहीं था। फिर उन्होंने वैकल्पिक ईंधन विकल्पों का इस्तेमाल किया - तेल, पशु वसा, लकड़ी। उदाहरण के लिए, मध्य लेन की रूसी किसान महिलाएं अपने पूरे जीवन में एक मशाल की रोशनी से सन बुनती रही हैं। पाठक पूछ सकता है: "ऐसा रात में क्यों करना पड़ा?" आखिरकार, दिन के दौरान प्राकृतिक प्रकाश का गुणांक बहुत अधिक होता है। तथ्य यह है कि दिन के समय किसान महिलाओं को और भी कई चिंताएँ होती थीं। इसके अलावा, बुनाई की प्रक्रिया बहुत श्रमसाध्य है और इसके लिए मन की शांति की आवश्यकता होती है। महिलाओं के लिए यह महत्वपूर्ण था कि कोई भी कैनवास पर कदम न रखे, ताकि बच्चे धागों को भ्रमित न करें, और पुरुष विचलित न हों।
लेकिन इस तरह के जीवन के साथ एक खतरा है: चमकदार प्रवाह (हम सूत्र)थोड़ा कम दें) मशाल से बहुत कम है। आंखों में खिंचाव आ गया और महिलाओं की आंखों की रोशनी जल्दी चली गई।
प्रकाश और सीखना
जब पहली कक्षा के छात्र पहली सितंबर को स्कूल जाते हैं, तो वे उत्साह के साथ चमत्कार की उम्मीद करते हैं। वे शासक, फूल, सुंदर आकृति द्वारा कब्जा कर लिए जाते हैं। वे इस बात में रुचि रखते हैं कि उनका शिक्षक कैसा होगा, जिनके साथ वे एक ही मेज पर बैठेंगे। और व्यक्ति इन भावनाओं को जीवन भर याद रखता है।
लेकिन वयस्कों को अपने बच्चों को स्कूल भेजते समय खुशी या निराशा के बजाय अधिक नीरस चीजों के बारे में सोचना चाहिए। माता-पिता और शिक्षक डेस्क के आराम, कक्षा के आकार, चाक की गुणवत्ता और कमरे में रोशनी के फार्मूले के बारे में चिंतित हैं। इन संकेतकों में सभी उम्र के बच्चों के लिए मानदंड हैं। इसलिए, स्कूली बच्चों को आभारी होना चाहिए कि लोगों ने न केवल पाठ्यक्रम, बल्कि मुद्दे के भौतिक पक्ष पर भी पहले से विचार कर लिया।
प्रकाश और कार्य
यह अकारण नहीं है कि स्कूल निरीक्षण करते हैं जिसमें कक्षाओं के लिए कमरों की रोशनी की गणना के लिए एक सूत्र लागू किया जाता है। दस-ग्यारह के बच्चे पढ़ने-लिखने के अलावा कुछ नहीं करते। फिर वे शाम को अपना होमवर्क करते हैं, फिर से पेन, नोटबुक और पाठ्यपुस्तकों से अलग नहीं होते हैं। उसके बाद, आधुनिक किशोर भी कई तरह की स्क्रीन से चिपके रहते हैं। नतीजतन, एक स्कूली बच्चे का पूरा जीवन दृष्टि पर भार से जुड़ा होता है। लेकिन स्कूल केवल जीवन की शुरुआत है। इसके अलावा, ये सभी लोग एक विश्वविद्यालय और काम की प्रतीक्षा कर रहे हैं।
प्रत्येक प्रकार के कार्य के लिए अपने स्वयं के प्रकाश उत्पादन की आवश्यकता होती है। गणना सूत्र हमेशा ध्यान में रखता है किएक व्यक्ति दिन में 8 घंटे करता है। उदाहरण के लिए, एक घड़ीसाज़ या जौहरी को रंगों के सबसे छोटे विवरण और रंगों पर विचार करना चाहिए। इसलिए, इस पेशे में लोगों के कार्यस्थल के लिए बड़े और चमकीले लैंप की आवश्यकता होती है। एक वनस्पतिशास्त्री जो वर्षावन के पौधों का अध्ययन करता है, इसके विपरीत, उसे लगातार गोधूलि में रहने की आवश्यकता होती है। ऑर्किड और ब्रोमेलियाड इस तथ्य के आदी हैं कि पेड़ों का ऊपरी स्तर लगभग सभी सूर्य का प्रकाश लेता है।
फॉर्मूला
सीधे रोशनी के फॉर्मूले पर आ रहे हैं। उसकी गणितीय अभिव्यक्ति इस तरह दिखती है:
ईυ=डीΦυ / डीσ।
आइए अभिव्यक्ति पर करीब से नज़र डालते हैं। जाहिर है, Eυ रोशनी है, तो Φυ चमकदार प्रवाह है, और σ क्षेत्र की एक छोटी इकाई है जिस पर फ्लक्स गिरता है। यह देखा जा सकता है कि ई एक अभिन्न मूल्य है। इसका मतलब है कि बहुत छोटे खंडों और टुकड़ों पर विचार किया जाता है। यानी वैज्ञानिक अंतिम परिणाम पाने के लिए इन सभी छोटे-छोटे क्षेत्रों की रोशनी का योग करते हैं। रोशनी की इकाई लक्स है। एक लक्स का भौतिक अर्थ एक ऐसा चमकदार प्रवाह है, जिसके लिए प्रति वर्ग मीटर एक लुमेन होता है। लुमेन, बदले में, एक बहुत ही विशिष्ट मूल्य है। यह एक बिंदु आइसोट्रोपिक स्रोत (इसलिए मोनोक्रोमैटिक प्रकाश) द्वारा उत्सर्जित चमकदार प्रवाह को दर्शाता है। इस स्रोत की चमकदार तीव्रता एक स्टेरेडियन के प्रति ठोस कोण पर एक कैंडेला के बराबर होती है। रोशनी की इकाई एक जटिल मूल्य है जिसमें "कैंडेला" की अवधारणा शामिल है। अंतिम परिभाषा का भौतिक अर्थ इस प्रकार है: किसी स्रोत से ज्ञात दिशा में प्रकाश की तीव्रता कि540 1012 हर्ट्ज (तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में स्थित है) की आवृत्ति के साथ मोनोक्रोमैटिक विकिरण उत्सर्जित करता है, और प्रकाश की ऊर्जा तीव्रता 1/683 W/sr है।
प्रकाश अवधारणा
बेशक, ये सभी अवधारणाएं पहली नज़र में एक निर्वात में गोलाकार घोड़े की तरह दिखती हैं। ऐसे स्रोत प्रकृति में मौजूद नहीं हैं। और चौकस पाठक निश्चित रूप से खुद से सवाल पूछेगा: "यह क्यों आवश्यक है?" लेकिन भौतिकविदों को तुलना करने की जरूरत है। इसलिए, उन्हें कुछ मानदंडों को पेश करना होगा जिन्हें निर्देशित किया जाना चाहिए। रोशनी का सूत्र सरल है, लेकिन बहुत कुछ अस्पष्ट हो सकता है। आइए इसे तोड़ दें।
सूचकांक "υ"
इंडेक्स का अर्थ है कि मान काफी फोटोमेट्रिक नहीं है। और यह इस तथ्य के कारण है कि मानव क्षमताएं सीमित हैं। उदाहरण के लिए, आंख केवल विद्युत चुम्बकीय विकिरण के दृश्य स्पेक्ट्रम को मानती है। इसके अलावा, लोग इस पैमाने के मध्य भाग (हरे रंग को संदर्भित करता है) को सीमांत क्षेत्रों (लाल और बैंगनी) की तुलना में बहुत बेहतर देखते हैं। यही है, वास्तव में, एक व्यक्ति को पीले या नीले रंग के 100% फोटॉन का अनुभव नहीं होता है। इसी समय, ऐसे उपकरण हैं जो ऐसी त्रुटि से रहित हैं। कम मान जो इल्यूमिनेंस फॉर्मूला पर काम करता है (उदाहरण के लिए चमकदार प्रवाह) और जिसे ग्रीक अक्षर "υ" द्वारा दर्शाया जाता है, मानव दृष्टि के लिए सही किया जाता है।
मोनोक्रोमैटिक रेडिएशन जेनरेटर
आधार पर, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एक निश्चित लंबाई के साथ फोटॉन की संख्या हैतरंगें जो प्रति इकाई समय में एक निश्चित दिशा में उत्सर्जित होती हैं। यहां तक कि सबसे मोनोक्रोमैटिक लेजर में कुछ तरंग दैर्ध्य वितरण होता है। और उसे निश्चित रूप से कुछ करना होगा। इसका मतलब है कि सभी दिशाओं में फोटॉन उत्सर्जित नहीं होते हैं। लेकिन सूत्र में "प्रकाश के बिंदु स्रोत" जैसी कोई चीज़ होती है। यह एक और मॉडल है जिसे एक निश्चित मूल्य को एकीकृत करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। और ब्रह्मांड की एक भी वस्तु को ऐसा नहीं कहा जा सकता है। तो, एक बिंदु प्रकाश स्रोत एक फोटॉन जनरेटर है जो सभी दिशाओं में समान विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र क्वांटा उत्सर्जित करता है, इसका आकार गणितीय बिंदु के बराबर होता है। हालांकि, एक चाल है, यह एक वास्तविक वस्तु को एक बिंदु स्रोत बना सकता है: यदि फोटॉन जिस दूरी पर पहुंचते हैं वह जनरेटर के आकार की तुलना में बहुत बड़ा है। इस प्रकार, हमारा केंद्रीय तारा सूर्य एक डिस्क है, लेकिन दूर के तारे बिंदु हैं।
आर्बर, कुआं, पार्क
निश्चित रूप से एक चौकस पाठक ने निम्नलिखित पर ध्यान दिया: एक तेज धूप वाले दिन, एक खुला क्षेत्र एक तरफ बंद सफाई या लॉन की तुलना में बहुत अधिक रोशन लगता है। इसलिए, समुद्र का किनारा इतना आकर्षक है: वहां हमेशा धूप और गर्म रहता है। लेकिन जंगल में एक बड़ा समाशोधन भी गहरा और ठंडा होता है। और उथले कुएं को सबसे चमकीले दिन में खराब तरीके से जलाया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यदि कोई व्यक्ति आकाश का केवल एक भाग देखता है, तो उसकी आँख तक कम फोटॉन पहुँचते हैं। प्राकृतिक रोशनी के गुणांक की गणना पूरे आकाश से दृश्य क्षेत्र में प्रकाश के प्रवाह के अनुपात के रूप में की जाती है।
वृत्त, अंडाकार, कोण
ये सबअवधारणाएँ ज्यामिति से संबंधित हैं। लेकिन अब हम एक ऐसी घटना के बारे में बात करेंगे जो सीधे रोशनी के फार्मूले से संबंधित है और, परिणामस्वरूप, भौतिकी से। इस बिंदु तक, यह माना जाता था कि प्रकाश सतह पर लंबवत, सख्ती से नीचे की ओर गिरता है। यह, ज़ाहिर है, एक अनुमान भी है। इस स्थिति में, प्रकाश स्रोत से दूरी का अर्थ है दूरी के वर्ग के अनुपात में रोशनी में गिरावट। इस प्रकार, जो तारे एक व्यक्ति आकाश में नग्न आंखों से देखता है, वे या तो हमसे बहुत दूर स्थित हैं (वे सभी आकाशगंगा आकाशगंगा से संबंधित हैं) या बहुत उज्ज्वल हैं। लेकिन अगर प्रकाश सतह पर एक कोण पर टकराता है, तो चीजें अलग होती हैं।
एक टॉर्च के बारे में सोचो। दीवार पर सख्ती से लंबवत निर्देशित होने पर यह प्रकाश का एक गोल स्थान देता है। यदि आप इसे झुकाते हैं, तो स्पॉट का आकार बदलकर अंडाकार हो जाएगा। जैसा कि आप ज्यामिति से जानते हैं, अंडाकार का क्षेत्रफल बड़ा होता है। और चूंकि टॉर्च अभी भी वही है, इसका मतलब है कि प्रकाश की तीव्रता समान है, लेकिन यह एक बड़े क्षेत्र में "स्मीयर" है। प्रकाश की तीव्रता कोसाइन के नियम के अनुसार आपतन कोण पर निर्भर करती है।
वसंत, सर्दी, पतझड़
शीर्षक एक खूबसूरत फिल्म के शीर्षक जैसा लगता है। लेकिन ऋतुओं की उपस्थिति सीधे उस कोण पर निर्भर करती है जिस पर ग्रह की सतह पर प्रकाश अपने उच्चतम बिंदु पर पड़ता है। और फिलहाल यह सिर्फ पृथ्वी के बारे में नहीं है। सौर मंडल में किसी भी वस्तु पर ऋतुएँ मौजूद होती हैं, जिनके घूर्णन की धुरी अण्डाकार (उदाहरण के लिए, मंगल ग्रह पर) के सापेक्ष झुकी होती है। पाठक ने शायद पहले ही अनुमान लगा लिया है: झुकाव का कोण जितना अधिक होगा, प्रति सेकंड सतह के प्रति वर्ग किलोमीटर कम फोटॉन। ताकिमौसम ठंडा होगा। गोलार्ध में ग्रह के सबसे बड़े विचलन के क्षण में, सर्दियों का शासन होता है, सबसे कम समय में - ग्रीष्मकाल।
आंकड़े और तथ्य
निराधार न होने के लिए, यहां कुछ आंकड़े दिए गए हैं। हम आपको चेतावनी देते हैं: वे सभी औसत हैं और विशिष्ट समस्याओं को हल करने के लिए उपयुक्त नहीं हैं। इसके अलावा, विभिन्न प्रकार के स्रोतों द्वारा सतह रोशनी की निर्देशिकाएं हैं। गणना करते समय उनका उल्लेख करना बेहतर होता है।
- सूर्य से अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु की दूरी पर, जो पृथ्वी से दूरी के लगभग बराबर है, रोशनी एक सौ पैंतीस हजार लक्स है।
- हमारे ग्रह में एक ऐसा वातावरण है जो कुछ विकिरण को अवशोषित करता है। इसलिए, पृथ्वी की सतह अधिकतम एक लाख लक्स से प्रकाशित होती है।
- ग्रीष्मकालीन मध्य-अक्षांश दोपहर के समय साफ मौसम में सत्रह हजार लक्स और बादल मौसम में पंद्रह हजार लक्स से प्रकाशित होते हैं।
- पूर्णिमा की रात, रोशनी एक लक्स का दो-दसवां हिस्सा है। एक अमावस्या की रात में तारों का प्रकाश एक या दो हज़ारवां भाग होता है।
- पुस्तक पढ़ने के लिए कम से कम तीस से पचास लक्स रोशनी की आवश्यकता होती है।
- जब कोई व्यक्ति सिनेमा में फिल्म देखता है, तो चमकदार प्रवाह लगभग सौ लक्स होता है। सबसे अंधेरे दृश्यों में अस्सी लक्स का संकेतक होगा, और एक उज्ज्वल धूप वाले दिन की छवि एक सौ बीस को "खींच" देगी।
- समुद्र के ऊपर सूर्यास्त या सूर्योदय लगभग एक हजार लक्स की रोशनी देगा। वहीं, पचास मीटर की गहराई पर करीब 20 लक्स की रोशनी होगी। पानी सूरज की रोशनी को अच्छी तरह सोख लेता है।
