Физические величины в освещении
Ассортимент светодиодных ламп и светильников Shine® позволяет подобрать источники света со световым потоком от 75 лм, как, например, у миниатюрных декоративных ламп серии G4, до 26 600 лм, как у светодиодных уличных светильников.
Рис. 2. Таблица значений освещенности в разных условиях.
Как видно, для обеспечения благоприятных условий необходима освещенность порядка 400–800 лк. Обеспечить такую освещенность можно двумя способами: либо мощным источником света, либо большим количеством осветительных приборов. Выбрав светодиодные лампы и светильники Shine®, вы выбираете надежные и мощные источники света с минимальным потреблением энергии.
| Тип источника | Световая отдача, лм/Вт |
| Лампа накаливания 100 Вт | 13,8 |
| Галогенная лампа 100 Вт | 16,7 |
| Кинопроекционные лампы | 35 |
| Ксеноновая лампа | 30 — 50 |
| Люминесцентная лампа | 40 — 70 |
| Светодиодная лампа | 60 — 130 |
| Теоретический максимум | 683,002 |
Урок 2: Физические измерения.
Световая отдача.
| Тип источника | Световая отдача, лм/Вт |
| Лампа накаливания 100 Вт | 13,8 |
| Галогенная лампа 100 Вт | 16,7 |
| Кинопроекционные лампы | 35 |
| Ксеноновая лампа | 30 — 50 |
| Люминесцентная лампа | 40 — 70 |
| Светодиодная лампа | 60 — 130 |
| Теоретический максимум | 683,002 |
Световая отдача светодиодных светильников S hine® является одной из лучших среди продукции своего класса и доходит до значения 98,4 лм/Вт.
Цвет и температура звезд
Рис. 13.3. Цвета звезд определяют 7 основных спектральных классов. Самые горячие звезды голубого цвета относятся к спектральному классу О, холодные красные звезды — к спектральному классу М. Солнце имеет температуру фотосферы +5780 К, желтый цвет и относится к спектральному классу G
Самую высокую температуру на поверхности имеют голубые звезды спектрального класса О, которые излучают больше энергии в синей части спектра (рис. 13.4). Каждый спектральный класс делится на 10 подклассов: АО, А1..А9.
Рис. 13.4. Интенсивность излучения космических тел с разной температурой. Горячие звезды излучают больше энергии в синей части спектра, холодные звезды — в красной. Планеты излучают энергию преимущественно в инфракрасной части спектра
| Радиус звезды можно определить, измеряя ее светимость и температуру поверхности |
Физические величины в освещении
- Какими единицами астрономы измеряют расстояние до звезд?
-
А. Километрами.
Б. Астрономическими единицами.
В. Параллаксами.
Г. Световыми годами.
Д. Парсеками. - Видимая звездная величина определяет:
-
А. Светимость звезды.
Б. Радиус звезды.
В. Яркость звезды.
Г. Освещенность, которую создает звезда на Земле.
Д. Температуру звезды. - На каком расстоянии абсолютная и видимая звездные величины имеют одинаковое значение?
-
А. 1 а. е.
Б. 10 а. е.
В. 1 св. год.
Г. 10 св. лет.
Д. 1 пк.
Е. 10 пк. - Какие из приведенных спектральных классов звезд имеют на поверхности наивысшую температуру?
-
А. А;
Б. В;
В. F;
Г. G;
Д. К. - Выберите температуру на поверхности и спектральный класс, к которому относится Солнце:
-
А. А +10000 К;
Б. В. +10000 К;
В. С. +6000 К;
Г. G. +6000 К;
Д. М. +3000 К. - Какие звезды имеют самую высокую температуру на поверхности и какому спектральному классу они принадлежат?
- В чем состоит разница между видимой и абсолютной звездными величинами?
- Как астрономы измеряют температуру звезд?
- Звезды какого цвета имеют самую высокую температуру на поверхности? Наименьшую температуру?
- Существуют ли звезды, масса которых меньше массы Земли? Радиус которых меньше радиуса Земли?
Радиусы звезд
Для определения радиуса звезды нельзя использовать геометрический метод, потому что звезды находятся настолько далеко от Земли, что даже в большие телескопы еще до недавнего времени невозможно было измерить их угловые размеры — все звезды имеют вид одинаковых светлых точек. Для определения радиуса звезды астрономы используют закон Стефана-Больцмана:
где Q — энергия, излучаемая единицей поверхности звезды за ециницу времени; σ — постоянная Стефана-Больцмана; Т — абсолютная температура поверхности звезды.
| Радиус звезды можно определить, измеряя ее светимость и температуру поверхности |
Мощность, которую излучает звезда с радиусом R, определяется площадью ее поверхности, то есть:
С другой стороны, такое же соотношение мы можем записать для энергии, которую излучает Солнце:
Таким образом, из уравнений 13.8, 13.9 можно определить неизвестный радиус звезды, если известны радиус , и температура Солнца:
где — L светимость звезды в единицах светимости Солнца.
Оказалось, что существуют звезды, которые имеют радиус в сотни раз больший радиуса Солнца, и звезды, имеющие радиус меньший, чем радиус Земли (рис. 13.5).
Рис. 13.5. Радиусы некоторых звезд по сравнению с Солнцем
Распространение света
В классической физике свет описывается как разновидность электромагнитной волны . Классическое поведение электромагнитного поля описывается уравнениями Максвелла , которые предсказывают, что скорость c, с которой электромагнитные волны (например, свет) распространяются в вакууме, связана с распределенной емкостью и индуктивностью вакуума, иначе, соответственно, известной как электрическая постоянная ε 0 и магнитной постоянной μ 0 уравнением
В современной квантовой физике электромагнитное поле описывается теорией квантовой электродинамики (КЭД). В этой теории свет описывается фундаментальными возбуждениями (или квантами) электромагнитного поля, называемыми фотонами . В КЭД фотоны являются безмассовыми частицами и, следовательно, согласно специальной теории относительности, они движутся со скоростью света в вакууме.
В среде
Синяя точка движется со скоростью ряби, фазовой скоростью; зеленая точка движется со скоростью огибающей, групповой скоростью; а красная точка движется со скоростью передней части импульса, скорости фронта.
Однако ни одна из этих опций не позволяет передавать информацию быстрее, чем c . Невозможно передать информацию световым импульсом быстрее, чем скорость самой ранней части импульса ( скорость фронта ). Можно показать, что это (при определенных предположениях) всегда равно c .
Частица может перемещаться через среду быстрее, чем фазовая скорость света в этой среде (но все же медленнее, чем c ). Когда заряженная частица делает это в диэлектрическом материале, излучается электромагнитный эквивалент ударной волны , известный как черенковское излучение .
| Галилей , крытые фонари | неубедительный | ||
| Академия дель Чименто , крытые фонари | неубедительный | ||
| 1675 | Рёмер и Гюйгенс , спутники Юпитера | 220 000 | ‒27% погрешность |
| 1729 г. | Джеймс Брэдли , аберрация света | 301 000 | + Ошибка 0,40% |
| 1849 г. | Ипполит Физо , зубчатое колесо | 315 000 | + 5,1% ошибка |
| 1862 г. | Леон Фуко , вращающееся зеркало | 298 000 ± 500 | 0,60% погрешности |
| 1907 г. | Роза и Дорси, константы EM | 299 710 ± 30 | ‒280 ppm ошибка |
| 1926 г. | Альберт А. Михельсон , вращающееся зеркало | 299 796 ± 4 | +12 ppm ошибка |
| 1950 | Эссен и Гордон-Смит , объемный резонатор | 299 792 0,5 ± 3,0 | +0,14 ppm ошибка |
| 1958 г. | К.Д. Фрум, радиоинтерферометрия | 299 792 0,50 ± 0,10 | +0,14 ppm ошибка |
| 1972 г. | Эвенсон и др. , лазерная интерферометрия | 299 792 0,4562 ± 0,0011 | 0,006 ppm ошибка |
| 1983 г. | 17-я CGPM, определение счетчика | 299 792 .458 (точный) | точно, как определено |
Радиусы звезд
Практические эффекты конечности
Скорость света имеет значение для связи : время задержки в одном направлении и в оба конца больше нуля. Это применимо от малых до астрономических масштабов. С другой стороны, некоторые методы зависят от конечной скорости света, например, при измерении расстояний.
Мелкие весы
Большие расстояния на Земле
Космические полеты и астрономия
Луч света изображен движущимся между Землей и Луной за время, необходимое световому импульсу для перемещения между ними: 1,255 секунды на их среднем орбитальном расстоянии (от поверхности до поверхности). Относительные размеры и разделение системы Земля – Луна показаны в масштабе.
Измерение расстояния
Высокочастотная торговля
