Isi
Salah satu kegembiraan terbesar dalam kehidupan setiap orang muda adalah memandang langit malam yang cerah, melihat semua titik cahaya jauh di rasi bintang malam, dan memiliki perasaan untuk pertama kalinya dari luasnya alam semesta. . Tanpa cahaya yang terlihat, dan radiasi elektromagnetik yang tak terlihat yang dipancarkan oleh bintang-bintang seperti matahari, kehidupan di Bumi dan di tempat lain tidak mungkin terjadi.
Fisikawan membutuhkan cara untuk secara tepat melacak semua radiasi yang terlihat ("cahaya") serta radiasi tak terlihat membombardir Bumi dari segala arah setiap saat. Mereka mungkin ingin tahu tentang kualitasnya yang terlihat, atau mereka mungkin lebih peduli dengan energinya. Untuk membantu tugas-tugas ini, para ilmuwan telah membuat candela dan lumen.
Konsep Fisik Dasar Irradiansi
Untuk keperluan masalah seperti ini, yang berkaitan dengan kualitas radiasi dari tempat tertentu yang mencapai area ruang tertentu, sumber cahaya diperlakukan sebagai satu titik, dan cahaya atau energi yang dipancarkannya diasumsikan memancarkan sama ke segala arah. Jadi, semua bagian berukuran sama, bola tak kasat mata dengan sumber cahaya di pusatnya akan mengalami aliran energi yang sama, atau aliran energi melalui seleksi itu.
"Tambalan" ruang di mana radiasi dari sumber melewati diperlakukan sebagai tegak lurus terhadap sinar elektromagnetik, kecuali kondisi lain ditentukan.
Kekuatan Lilin dan Candela
Pertama, ketahuilah bahwa istilah "kekuatan lilin" telah jatuh ke tong sampah sejarah fisika. Candlepower telah digantikan oleh candela (cd) dan pada dasarnya dapat dianggap sebagai unit yang sama.
Tidak penting bagi Anda untuk melakukan ini ke memori, tetapi candela mengukur intensitas cahaya, dilambangkan dengan SAYA, dengan 1 cd menjadi intensitas cahaya dari sumber yang memancarkan satu frekuensi radiasi (540 x 1012 hertz, atau siklus per detik) dan memiliki intensitas cahaya 1/683 watt per steradian, atau "bidang" lengkung dari bola tak kasat mata yang dilewati radiasi yang telah dipilih untuk diperiksa.
Cahaya itu E permukaan diberikan oleh hubungan E = saya / r2 untuk radiasi yang bergerak tegak lurus melalui steradian.
Lumen
Ketika berpikir dalam istilah lumen vs candela, pikirkan dalam hal energi total yang berasal dari sumber vs. bagian itu yang oleh mata manusia dilengkapi untuk mendaftar.
Lumen (lm) lebih beragam daripada candela yang memperhitungkan radiasi yang tidak dapat dilihat mata mereka. Lumen dapat didefinisikan sebagai fluks bercahaya dipancarkan ke steradian oleh sumber titik yang memiliki a intensitas cahaya, saya dari 1 candela. SEBUAH lux adalah satuan sama dengan 1 lm / m2.
Jadi, sementara lumen dan lilin tidak dapat menerima konversi yang mudah, fakta bahwa mereka berubah ke arah yang sama sangat membantu. Untuk referensi, bola lampu 100 watt tipikal menyajikan fluks bercahaya 150 lm, sementara lampu standar mobil intensitas tinggi memeriksa sekitar 150.000 lm.
Konversi Antara Candelas dan Lumens
Masalah candlepower vs lumens (atau hari-hari ini, candela to lumens) telah menjengkelkan banyak siswa. Ini karena Anda tidak dapat mengkonversi satu ke yang lain secara langsung, karena mereka tidak mewakili hal fisik yang sama. Namun, Anda dapat bekerja dengan keduanya sekaligus dan menggambar perbandingan.
Mengabaikan unit:
{lm} = {cd} × 2π (1 - {cos} (θ / 2))Sini, θ mewakili sudut puncak kerucut, atau sudut antara lingkaran di dasar "kerucut" tak terlihat dari proporsi yang dipilih yang memancar keluar dari sumber cahaya dan sinar itu sendiri. "Lingkaran" ini adalah "permukaan" yang melaluinya sinar "mengalir" berkontribusi pada fluks (lm) dan juga tempat mereka "bersinar" untuk berkontribusi pada lm. Anda akan diberikan sudut ini ketika diminta untuk menyelesaikan masalah seperti ini.
Dalam hal sumber cahaya titik memancar secara merata ke segala arah, yang merupakan pertimbangan di sini, masalahnya lebih sederhana. Karena nilai maksimum adalah 2, yang terjadi ketika cos (θ/2) = −1,
begin {aligned} {lm} & = 2π (1 - (- 1)) {cd} & = 4π ; {cd} end {aligned}Jadi untuk bola isotop, lumens hanya kali candelas 4π.