วิธีวัดความเข้มของแสง (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: Jason Gerald | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-19 22:14

การวัดความเข้มของแสงเป็นสิ่งสำคัญมากในการออกแบบการจัดแสงในห้องหรือการเตรียมตัวสำหรับการถ่ายภาพ คำว่า "ความเข้ม" ถูกใช้ในหลากหลายวิธี ดังนั้นคุณควรใช้เวลาในการเรียนรู้ว่าหน่วยใดและวิธีการวัดที่เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของคุณ ช่างภาพมืออาชีพและผู้เชี่ยวชาญด้านแสงมักใช้มิเตอร์ดิจิตอล แต่คุณสามารถสร้างเครื่องวัดแสงเปรียบเทียบแบบง่ายๆ ที่เรียกว่า Joly photometer ได้

ขั้นตอน

วิธีที่ 1 จาก 2: การวัดความเข้มของแสงในห้องหรือแหล่งกำเนิดแสง

ขั้นตอนที่ 1 ทำความเข้าใจโฟโตมิเตอร์ที่วัดลักซ์และเทียนไข

หน่วยเหล่านี้อธิบายความเข้มของแสงที่พื้นผิวหรือ "ความส่องสว่าง" (ความส่องสว่าง) โฟโตมิเตอร์ที่วัดความสว่างมักใช้ในการตั้งค่าการถ่ายภาพ หรือเพื่อทดสอบว่าห้องสว่างหรือมืดเกินไป

มาตรวัดแสงบางรุ่นได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับแสงประเภทต่างๆ ตัวอย่างเช่น ผลการวัดจะแม่นยำยิ่งขึ้นเมื่อใช้วัดการได้รับโซเดียม
คุณยังสามารถซื้อ “เครื่องวัดแสง” ในร้านแอพมือถือได้อีกด้วย ตรวจสอบการตรวจสอบแอปพลิเคชันก่อนเนื่องจากแอปพลิเคชันเหล่านี้บางรายการมีความถูกต้องไม่แม่นยำนัก
Lux เป็นมาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน แต่อุปกรณ์บางอย่างยังคงวัดด้วยเทียนไขแบบมาตรฐาน ใช้เครื่องคิดเลขออนไลน์นี้เพื่อแปลงระหว่างสองมาตรฐาน

ขั้นตอนที่ 2 รู้วิธีตีความหน่วยความสว่าง

ต่อไปนี้คือการวัดความสว่างที่ใช้กันทั่วไปบางส่วนเพื่อช่วยคุณกำหนดการเปลี่ยนแปลงการรับแสง:

งานสำนักงานส่วนใหญ่สามารถทำได้ภายใน 250–500 ลักซ์ (23–46 ฟุต-เทียน)
ซูเปอร์มาร์เก็ตหรือพื้นที่ทำงานที่เกี่ยวข้องกับการวาดภาพหรืองานรายละเอียดอื่นๆ มักจะให้แสงสว่างที่ 750–1,000 ลักซ์ (70–93 ฟุต-เทียน) ขีดจำกัดสูงสุดของช่วงนี้เทียบเท่ากับพื้นที่ในอาคารที่อยู่ติดกับหน้าต่างในวันที่มีแดดจ้า

ขั้นตอนที่ 3 ทำความเข้าใจเกี่ยวกับลูเมนและความส่องสว่าง (ความส่องสว่าง)

หากหลอดไฟ ฉลากโคมไฟ หรือโฆษณากล่าวถึงคำว่า ลูเมน ตัวเลขจะอธิบายปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากแสงที่มองเห็นได้ แนวคิดนี้มีชื่อว่า แสงสว่าง. นี่คือสิ่งที่คุณต้องรู้:

"ลูเมน" เริ่มต้นจะอธิบายปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาเมื่อหลอดไฟมีความเสถียร โดยปกติหลอดฟลูออเรสเซนต์หรือหลอด HID จะต้องใช้เวลา 100 ชั่วโมงเพื่อให้เสถียร
"Mean lumen" หรือ "mean lumen" อธิบายความสว่างเฉลี่ยโดยประมาณตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ แสงจริงจะสว่างขึ้นในตอนแรก และหรี่ลงเมื่อหมดอายุการใช้งาน
หากต้องการทราบจำนวนลูเมนที่คุณต้องการ ให้ใช้ขั้นตอนด้านบนเพื่อกำหนดจำนวนเทียนไขของแสงที่คุณต้องการในห้อง และคูณด้วยพื้นที่ (ตารางเมตร) ของห้อง เป็นความคิดที่ดีที่จะเพิ่มผลลัพธ์สำหรับห้องที่มีผนังสีเข้ม และลดระดับลงสำหรับห้องที่มีแหล่งกำเนิดแสงขนาดใหญ่จำนวนมาก

ขั้นตอนที่ 4. วัดลำแสง (ไฮไลท์) และมุมสนาม (มุมห้อง)

ไฟฉายและอุปกรณ์อื่นๆ ที่เปล่งแสงในทิศทางที่แน่นอนสามารถอธิบายได้โดยใช้คำศัพท์ใหม่สองคำนี้ คุณสามารถค้นหาสิ่งนี้ได้ด้วยตนเองโดยใช้โฟโตมิเตอร์ที่วัดลักซ์หรือเทียนไข และด้วยลำแสงตรงหรือไม้โปรแทรกเตอร์:

ถือโฟโตมิเตอร์โดยตรงในเส้นทางของลำแสงที่สว่างที่สุด เลื่อนไปจนพบจุดที่มีความเข้มสูงสุด (แสง)
รักษาระยะห่างจากแหล่งกำเนิดแสงให้ไม่เปลี่ยนแปลง และเลื่อนโฟโตมิเตอร์ไปในทิศทางเดียวจนกว่าความเข้มของแสงจะลดลงเหลือ 50% ของระดับสูงสุด ใช้ด้ายแน่นหรือเส้นตรงอื่นเพื่อทำเครื่องหมายเส้นจากแหล่งกำเนิดแสงไปยังจุดนี้
เดินในทิศทางตรงกันข้ามจนกว่าคุณจะพบจุดที่ด้านหลังของสปอตไลท์ที่มีความเข้ม 50% ของการเปิดรับแสงสูงสุด ทำเครื่องหมายบรรทัดใหม่จากจุดนี้
ใช้ไม้โปรแทรกเตอร์เพื่อวัดมุมระหว่างสองเส้น นี่คือมุมสปอตไลท์ และอธิบายมุมที่แหล่งกำเนิดแสงส่องสว่างอย่างเจิดจ้า
หากต้องการหามุมสนาม ให้ทำซ้ำขั้นตอนนี้ แต่ทำเครื่องหมายจุดที่ความเข้มถึง 10% ของระดับสูงสุด

วิธีที่ 2 จาก 2: การวัดความเข้มสัมพัทธ์ด้วยอุปกรณ์ในบ้าน

ขั้นตอนที่ 1 ใช้วิธีนี้เพื่อเปรียบเทียบแหล่งกำเนิดแสง

อุปกรณ์นี้สามารถทำได้ง่ายๆ ที่บ้าน อุปกรณ์นี้มีชื่อว่า "Joly Photometer" ตามชื่อผู้ประดิษฐ์ และสามารถใช้วัดความเข้มสัมพัทธ์ของแหล่งกำเนิดแสงสองแห่งได้ ด้วยความรู้เล็กน้อยเกี่ยวกับฟิสิกส์และวัสดุด้านล่าง คุณจะพบหลอดไฟที่ให้แสงสว่างมากขึ้น รวมถึงหลอดไฟที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับปริมาณพลังงานที่ใช้

การวัด ค่อนข้าง ไม่ส่งคืนผลลัพธ์เป็นหน่วย คุณจะทราบอัตราส่วนของความเข้มของแสงสองดวงได้อย่างชัดเจน แต่คุณไม่สามารถเชื่อมโยงมันกับแหล่งกำเนิดแสงที่สามโดยไม่ทำการเปรียบเทียบซ้ำกันทีละดวง

ขั้นตอนที่ 2. ตัดพาราฟินบาร์ครึ่งหนึ่ง

ซื้อขี้ผึ้งพาราฟินจากร้านฮาร์ดแวร์หรือซูเปอร์มาร์เก็ต แล้วรับน้ำหนักได้มากถึง 0.55 กก. ใช้มีดคมตัดไม้พาราฟินออกเป็นสองชิ้นเท่าๆ กัน

ตัดก้านเบา ๆ เพื่อไม่ให้แว็กซ์แตก

ขั้นตอนที่ 3 วางฟอยล์ไว้ระหว่างพาราฟินสองชิ้น

ตัดแผ่นฟอยล์ออกแล้ววางลงเพื่อให้ครอบคลุมด้านบนของแถบฟอยล์อันใดอันหนึ่ง วางพาราฟินอีกชิ้นไว้บนอะลูมิเนียม

ขั้นตอนที่ 4. วางพาราฟิน “ขนมปัง” ในแนวตั้ง

เพื่อให้อุปกรณ์นี้ใช้งานได้ คุณต้องวางอุปกรณ์ในแนวตั้งที่ปลายด้านหนึ่งเพื่อให้แผ่นอะลูมิเนียมตรงกลางตั้งตรงเช่นกัน หากเทียนของคุณไม่สามารถยืนได้ด้วยตัวเอง ปล่อยให้มันวางในแนวนอนไปก่อน อย่าลืมว่ากล่องที่ทำขึ้นจะต้องสามารถรองรับแท่งเทียนที่อยู่ในแนวตั้งได้

คุณสามารถใช้แถบยางสองเส้นเพื่อยึดแท่งพาราฟินและฟอยล์ไว้ด้วยกัน วางหนังยางไว้ใกล้ปลายด้านหนึ่งของบาร์และอีกด้านไว้ใกล้อีกด้านหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 5. ตัดหน้าต่างสามบานบนกล่องกระดาษแข็งออก

เลือกกล่องที่ใหญ่พอที่จะเก็บแท่งเทียนได้ คุณสามารถใช้กล่องบรรจุภัณฑ์เทียนที่ซื้อมา ใช้ไม้บรรทัดและกรรไกรตัดหน้าต่างสามบานบนกล่องออก:

ตัดหน้าต่างขนาดเท่ากันสองบานที่ด้านตรงข้ามกัน แต่ละหน้าต่างจะแสดงแถบพาราฟินที่แตกต่างกันเมื่อใส่บล็อกแว็กซ์แล้ว
ตัดหน้าต่างที่สามของขนาดใดก็ได้ที่ด้านหน้าของกล่อง หน้าต่างนี้ควรอยู่ตรงกลางเพื่อให้คุณเห็นพาราฟินสองชิ้นที่ถือฟอยล์อยู่

ขั้นตอนที่ 6. ใส่พาราฟินลงในกล่อง

เก็บฟอยล์ระหว่างแท่งเทียนสองแท่งในแนวตั้ง คุณสามารถใช้เทปกาว แถบกระดาษแข็ง หรือทั้งสองอย่างเพื่อให้บล็อกแว็กซ์ตั้งตรงและขนานกับหน้าต่างด้านตรงข้าม และแตะฟอยล์ระหว่างนั้น

หากกล่องเปิดอยู่ด้านบน ให้ปิดด้วยกระดาษแข็งอีกแผ่นหรือวัสดุบังแสง

ขั้นตอนที่ 7 กำหนด "จุดอ้างอิง" ของแหล่งกำเนิดแสง

เลือกแหล่งกำเนิดแสงหนึ่งแหล่งเพื่อเปรียบเทียบเป็น “เทียนมาตรฐาน” คุณจะใช้เป็นเครื่องวัดความเข้มของแสง หากคุณกำลังเปรียบเทียบแหล่งกำเนิดแสงมากกว่าสองแห่ง "เทียนมาตรฐาน" นี้จะถูกนำมาใช้เสมอ

ขั้นตอนที่ 8. จัดเรียงแหล่งกำเนิดแสงทั้งสองให้เป็นเส้นตรง

วางโคมไฟสองดวงหรือแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ บนพื้นผิวเรียบเป็นเส้นตรง ระยะห่างระหว่างทั้งสองควรมากกว่าความกว้างของกล่องที่คุณสร้างมาก

ขั้นตอนที่ 9. วางโฟโตมิเตอร์ระหว่างแหล่งกำเนิดแสงทั้งสอง

ความสูงของโฟโตมิเตอร์ควรเท่ากันทุกประการกับแหล่งกำเนิดแสง เพื่อให้แสงส่องผ่านบล็อกเทียนผ่านหน้าต่างด้านข้างได้อย่างสมบูรณ์ โปรดจำไว้ว่า ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดแสงถึงโฟโตมิเตอร์ต้องไกลเพียงพอเพื่อให้แสงกระจายอย่างเท่าเทียมกัน

ขั้นตอนที่ 10. ปิดไฟทั้งหมดในห้อง

ปิดหน้าต่าง มู่ลี่ หรือผ้าม่านทั้งหมดเพื่อให้แสงจากแหล่งกำเนิดแสงส่องผ่านลำแสงเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 11 จัดเรียงสี่เหลี่ยมจนกว่าบล็อกพาราฟินทั้งสองจะสว่างเท่ากัน

ย้ายโฟโตมิเตอร์ไปที่แหล่งกำเนิดแสงที่หรี่ลงเพื่อให้ลำแสงพาราฟินส่องสว่าง ดูผ่านหน้าต่างแรกในขณะที่คุณปรับตำแหน่งของสี่เหลี่ยมจัตุรัส และหยุดเมื่อแท่งเทียนทั้งสองมีความสว่างเท่ากัน

ขั้นตอนที่ 12. วัดระยะห่างระหว่างโฟโตมิเตอร์กับแหล่งกำเนิดแสงแต่ละแหล่ง

ใช้เทปวัดเพื่อวัดระยะห่างระหว่างฟอยล์กับแหล่งกำเนิดแสง "จุดอ้างอิง" ที่เลือก ตอนนี้เราตั้งชื่อมันว่า d1. จดบันทึกแล้ววัดระยะห่างจากฟอยล์ไปยังแหล่งกำเนิดแสงอื่น (d2).

คุณสามารถวัดระยะทางโดยใช้หน่วยใดก็ได้ แต่ต้องสม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น หากคุณวัดเป็นเซนติเมตรหรือเมตร ให้เปลี่ยนผลลัพธ์เพื่อให้หน่วยเป็นเซนติเมตรเท่านั้น (ซม.)

ขั้นตอนที่ 13 ทำความเข้าใจกฎของฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง

ความสว่างของลำแสงจะลดลงตามระยะห่างแต่ละตารางเมตรจากแหล่งกำเนิดแสง เนื่องจากเราวัดปริมาณของแสงที่ตกลงไปใน "พื้นที่" แบบสองมิติ แต่แสงที่ส่องผ่าน "ปริมาตร" สามมิติ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อแหล่งกำเนิดแสงเดินทางไกลเป็นสองเท่า (x2) แสงที่ได้จะกระจัดกระจายสี่ครั้ง (x2²). เขียนความร่าเริงได้เป็น I/d²'

I คือความเข้มและ d คือระยะทาง ตามที่เราใช้ในขั้นตอนที่แล้ว
ในทางเทคนิค "ความสว่าง" ที่เราอธิบาย ในบริบทนี้หมายถึง "การส่องสว่าง"

ขั้นตอนที่ 14. ใช้ความรู้นี้เพื่อแก้ปัญหาความเข้มสัมพัทธ์

ลำแสงทั้งสองมี "การส่องสว่าง" เท่ากันเมื่อทั้งสองสว่างเท่ากัน เราสามารถเขียนเป็นสูตร แล้วสร้างมันขึ้นมาได้ I₂หรือความเข้มสัมพัทธ์ของแหล่งกำเนิดแสงที่สอง:

ผม₁/NS₁² = ฉัน₂/NS₂²
ผม₂ = ฉัน₁(NS₂²/NS₁²)
เนื่องจากเราวัดเฉพาะความเข้มสัมพัทธ์หรืออัตราส่วนของทั้งสอง เราจึงเขียน I₁ = 1 ดังนั้น สูตรจะง่ายขึ้น: I₂ = d₂²/NS₁²
เช่น ระยะทาง d₁ ไปยังแหล่งกำเนิดแสงจุดอ้างอิง 0.6 เมตร และระยะทาง d₂ แหล่งกำเนิดแสงที่สองคือ 1.5 เมตร:
ผม₂ = 5²/2² = 25/4 = 6, 25
แหล่งกำเนิดแสงที่สองมีความเข้ม ใหญ่กว่า 6, 25 เท่า จากแหล่งกำเนิดแสงแรก

ขั้นตอนที่ 15. คำนวณประสิทธิภาพ

หากคุณนับหลอดไฟที่แสดงกำลังไฟ เช่น "60 W" ซึ่งหมายถึง "60 วัตต์" แสดงว่าหลอดไฟใช้พลังงานเท่าใด แบ่งปันความเข้มสัมพัทธ์ของหลอดไฟด้วยกำลังนี้เพื่อดูว่ามีประสิทธิภาพเพียงใด เทียบกับแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ ตัวอย่างเช่น:

หลอดไฟ 60 วัตต์ที่มีความเข้มสัมพัทธ์เท่ากับ 6 มีประสิทธิภาพสัมพัทธ์เท่ากับ 6/60 = 0.1
หลอดไฟ 40 วัตต์ที่มีความเข้มสัมพัทธ์เท่ากับ 1 มีประสิทธิภาพสัมพัทธ์เท่ากับ 1/40 = 0.025
เนื่องจาก 0.1 / 0.025 = 4 หลอดไฟ 60 W จึงมีประสิทธิภาพในการแปลงไฟฟ้าเป็นแสงสี่เท่า โปรดทราบว่าหลอดไฟนี้ยังคงใช้พลังงานมากกว่าหลอด 40 W ดังนั้นจึงมีราคาสูงกว่า ประสิทธิภาพระบุเพียงว่าหลอดไฟมีประสิทธิภาพเพียงใดในการใช้ไฟฟ้าและแปลงเป็นหลอดไฟ