Природничі науки. 5 клас. Рудич

§ 51. Освітленість. Люкс

Поміркуйте

  • Чи комфортно вам читати книжку в сутінках або за занадто яскравого освітлення?

Пригадайте

  • Які джерела світла ви знаєте?
  • Як змінюється колір розжареного тіла зі збільшенням його температури?

Освітленість. Люкс

Інтуїтивно ми розуміємо побутове значення терміна «освітленість» як порівняння: сонячним днем освітленість поверхні Землі велика, а місячної ночі — мала (мал. 51.1).

Мал. 51.1. Освітленість земної поверхні сонячного дня та місячної ночі дуже відрізняються

У науці, щоб визначити, як освітлена поверхня, використовують фізичну величину — освітленість. Освітленість визначається кількістю світлової енергії, що потрапляє на ту чи іншу поверхню.

Одиницею освітленості є люкс (скорочено лк). Освітленість в один люкс — це невелика освітленість, присмерки.

Щоб зрозуміти, якою є освітленість у різних випадках, розгляньмо приклади.

Ясного сонячного дня освітленість поверхні Землі становить до ста тисяч люксів.

Людське око має високу чутливість: людина може розібрати надписи на оголошеннях на вулиці вночі за повні, коли освітленість дорівнює 0,25 люкса, тобто близько в 400 000 разів менша, ніж за сонячного дня. Але зловживати можливостями такого чудового «оптичного інструмента», як око, не варто: читаючи за слабкого освітлення, ви погіршуєте свій зір!

Освітленість шкільної парти за санітарними нормами має бути близько 500 люксів (мал. 51.2). Це враховують, коли проектують розташування вікон і системи освітлення у шкільних приміщеннях.

Мал. 51.2. Місце для навчання має бути добре освітленим

Вимірювання освітленості

Для вимірювання освітленості використовують спеціальні прилади — люксметри (мал. 51.3). Головним їхнім елементом є приймач світла, що називається фотоелемент.

Мал. 51.3. Люксметр дозволяє виміряти освітленість будь-якої поверхні

Від чого залежить освітленість?

У разі віддалення від джерела світла освітленість зменшується.

Це легко довести, якщо розглянути поширення світла від джерела в темній кімнаті. Можна помітити, що утворюється «світлова піраміда». І чим далі від вершини (джерела світла), тим більшою є основа цієї піраміди (мал. 51.4).

Мал. 51.4. Чим далі від джерела світла, тим більшою площею поверхні розподіляється світло

У міру віддалення від джерела світло начебто «розмазується» більшою площею.

Освітленість залежить також від кута, під яким світлові промені падають на поверхню: якщо вони падають перпендикулярно до поверхні, то освітленість найбільша. Саме через це на Землі існують пояси освітленості, про які ми говорили в параграфі 50.

Імовірно, ви чули вислів: «Узимку Сонце світить, та не гріє». Річ у тім, що взимку Сонце піднімається над горизонтом не так високо, як улітку. Через це кут між сонячними променями та поверхнею Землі набагато менший, ніж улітку (мал. 51.5).

Мал. 51.5. Взимку (а) сонячні промені «ковзають» поверхнею Землі значно нижче, ніж улітку (б)

Освітленість поверхні Землі взимку менша й вона менше прогрівається.

Дізнайтеся більше

Планета Меркурій майже втричі ближча до Сонця, ніж Земля. А освітленість на Меркурії майже в десять разів більша, ніж на Землі: уявіть, що в небі Меркурія світить ніби десять «земних» сонць одночасно! Саме тому за меркуріанський день поверхня цієї планети розжарюється до температури понад 400 °С.

Ключова ідея

Освітленість характеризує кількість світлової енергії, що потрапляє на ту чи іншу поверхню. Одиницею освітленості є люкс. Освітленість в один люкс — це невелика освітленість, сутінки.

Ясного сонячного дня освітленість поверхні Землі становить до ста тисяч люксів. Освітленість Землі значно змінюється залежно від відстані до екватора, часу доби й пори року. Освітленість у місячну ніч дорівнює 0,25 люкса.

Освітленість шкільної парти має бути на рівні 500 люксів.

Запитання для повторення й засвоєння

  • 1. Від чого залежить освітленість?
  • 2. Чому взимку Сонце світить, але не гріє?
  • 3. Яким має бути освітлення робочого місця за партою або письмовим столом?
  • 4*. Як зміниться освітленість підлоги під лампою, якщо лампу опустити нижче? Поясніть свою відповідь.