La mesure de l'intensité lumineuse est importante lors de la conception de l'éclairage d'une pièce ou de la préparation d'une photographie. Le terme « intensité » est utilisé de différentes manières, alors prenez un moment pour découvrir quelles unités et quelles méthodes de mesure correspondent à vos objectifs. Les photographes professionnels et les installateurs d'éclairage utilisent généralement un compteur numérique, mais vous pouvez également créer un simple compteur de lumière comparatif appelé photomètre Joly.
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Méthode 1 sur 2: Mesure de l'intensité lumineuse pour une pièce ou une source lumineuse
Étape 1. Comprendre les photomètres qui mesurent le lux et les pieds-bougies
Ce sont des unités qui décrivent l'intensité de la lumière sur une surface, ou l'éclairement. Les photomètres qui mesurent cela sont généralement ce que les gens recherchent lorsqu'ils veulent organiser une séance photo ou tester si une pièce est trop lumineuse ou trop sombre.
- Certains posemètres sont spécialisés pour différents types d'éclairage. Par exemple, on peut produire des résultats plus précis lorsqu'il est utilisé pour mesurer l'éclairage au sodium.
- Vous pouvez même acheter un « luxmètre » dans les magasins d'applications de certains appareils mobiles. Vérifiez d'abord les critiques, car certaines de ces applications sont inexactes.
- Lux est la norme acceptée moderne, mais certains appareils mesurent encore en pied-bougie. Utilisez cette calculatrice en ligne pour convertir entre eux.
Étape 2. Savoir interpréter les unités d'éclairement
Voici quelques exemples de mesures d'éclairement typiques, pour vous aider à déterminer si votre éclairage doit changer:
- La plupart des travaux de bureau se font confortablement à 250 à 500 lux (23 à 46 pieds-bougies).
- Les supermarchés ou les zones de travail qui impliquent des dessins ou d'autres travaux de détail sont généralement éclairés à 750 - 1 000 lux (70-93 pieds-bougies). L'extrémité supérieure de cette plage équivaut à un espace intérieur à côté d'une fenêtre par temps clair et ensoleillé.
Étape 3. Comprendre les lumens et la luminance
Si une étiquette d'ampoule ou de lampe ou une publicité mentionne des "lumens", cela décrit la quantité d'énergie totale émise sous forme de lumière visible, un concept appelé luminance. Voici ce que vous devez savoir:
- Les « lumens initiaux » décrivent la quantité de lumière qui sera émise une fois la lumière stabilisée. Cela prend environ 100 heures d'utilisation pour les lampes fluorescentes et HID.
- Les « lumens moyens » ou « lumens nominaux » vous indiquent la luminance moyenne estimée sur la durée de vie de l'appareil. La luminance réelle sera plus lumineuse que cela au début et deviendra plus faible que cela vers la fin de la durée de vie recommandée de la source lumineuse.
- Pour déterminer le nombre de lumens dont vous avez besoin, suivez les étapes ci-dessus pour déterminer le nombre de pieds-bougies d'éclairement que vous souhaitez dans une pièce et multipliez par la superficie en pieds carrés de la pièce. Visez plus haut que le résultat pour les pièces aux murs sombres et visez plus bas pour les pièces avec d'autres sources de lumière principales.
Étape 4. Mesurez l'angle du faisceau et du champ
Les lampes de poche et autres appareils qui émettent de la lumière dans une certaine direction peuvent être décrits à l'aide de ces deux termes supplémentaires. Vous pouvez les trouver vous-même à l'aide d'un photomètre qui mesure le lux ou les pieds-bougies, et avec une règle et un rapporteur:
- Tenez le photomètre directement dans la trajectoire du faisceau le plus brillant. Déplacez-le jusqu'à ce que vous trouviez l'endroit avec l'intensité maximale (éclairement).
- En restant à la même distance de la source lumineuse, déplacez le photomètre dans une direction, jusqu'à ce que l'intensité lumineuse chute à 50 % du niveau maximum. Utilisez une ficelle tendue ou une autre règle pour marquer la ligne entre la source lumineuse et ce point.
- Marchez dans l'autre sens jusqu'à ce que vous trouviez le spot de l'autre côté du faisceau avec un éclairage maximum de 50%. Marquez une nouvelle ligne à partir de cet endroit.
- Utilisez un rapporteur pour mesurer l'angle entre vos deux lignes. C'est "l'angle du faisceau" et décrit l'angle illuminé brillamment par la source lumineuse.
- Pour trouver l'angle de champ, répétez ces étapes, mais marquez les deux endroits où l'intensité du faisceau atteint 10 % du niveau maximum.
Méthode 2 sur 2: Mesurer l'intensité relative avec un appareil fait maison
Étape 1. Utilisez ceci pour comparer les sources lumineuses
Cet appareil est facile à construire à la maison, après une petite virée shopping. Appelé « photomètre Joly » d'après son inventaire, il permet de mesurer l'intensité relative de deux sources lumineuses. Avec un peu de connaissances en physique, fournies ci-dessous, vous serez en mesure de découvrir laquelle de vos ampoules émet le plus de lumière, ainsi que celles qui sont les plus efficaces pour la quantité d'énergie qu'elles utilisent.
Les mesures relatives ne vous donneront pas de résultat en termes d'unités. Vous saurez exactement comment se comparent deux intensités lumineuses, mais vous ne pourrez pas les relier à une troisième intensité sans répéter l'expérience
Étape 2. Coupez une plaque de cire de paraffine en deux
Achetez un paquet de cire de paraffine dans une quincaillerie ou une épicerie et sortez une plaque de ¼ de livre (0,55 kilogramme). À l'aide d'un couteau bien aiguisé, coupez la galette en deux morceaux égaux.
Coupez lentement la dalle pour éviter de casser des morceaux
Étape 3. Sandwich papier d'aluminium entre les morceaux de paraffine
Déchirez une feuille de papier d'aluminium et posez-la sur l'un des deux morceaux de paraffine, couvrant complètement la surface supérieure. Poser le deuxième morceau de paraffine sur le dessus de l'aluminium.
Étape 4. Tournez le "sandwich" verticalement
Pour que cet appareil fonctionne, nous devrons le placer sur son extrémité, de sorte que la feuille d'aluminium au milieu soit verticale. Si votre cire ne tient pas toute seule, vous pouvez la garder horizontale pour le moment. N'oubliez pas que la boîte que vous allez construire doit être conçue pour maintenir la cire en position verticale.
Vous pouvez utiliser deux élastiques pour maintenir le bloc ensemble. Mettez-en un près du haut du sandwich et l'autre près du bas
Étape 5. Découpez trois fenêtres dans une boîte en carton
Choisissez une boîte juste assez grande pour contenir votre bloc de cire. L'emballage dans lequel la cire a été vendue fonctionne souvent bien. Utilisez une règle et une paire de ciseaux pour découper trois fenêtres dans la boîte:
- Coupez deux fenêtres sur des côtés opposés, exactement de la même taille. Chaque fenêtre affichera une moitié différente de la paraffine, une fois le bloc placé à l'intérieur.
- Coupez une troisième fenêtre de n'importe quelle taille à l'avant de la boîte. Celui-ci doit être centré afin que vous puissiez voir les deux moitiés du bloc de paraffine, de chaque côté de la feuille d'aluminium.
Étape 6. Placez la paraffine à l'intérieur de la boîte
Gardez la feuille d'aluminium entre les deux blocs de paraffine, en position verticale. Vous devrez peut-être utiliser du ruban adhésif, de petits morceaux de carton ou les deux pour maintenir les blocs de cire droits et parallèles aux côtés opposés des fenêtres, et toucher la feuille entre eux.
Si la boîte est ouverte en haut, recouvrez-la d'un autre morceau de carton ou d'une autre barrière bloquant la lumière
Étape 7. Décidez d'une source lumineuse "point de référence"
Choisissez l'une des sources lumineuses que vous comparerez en tant que "bougie standard", que vous utiliserez comme référence pour l'intensité. Si vous comparez plus de deux sources lumineuses, vous utiliserez cette source lumineuse lors de chaque comparaison.
Étape 8. Disposez deux sources lumineuses en ligne droite
Placez deux ampoules, LED ou autres sources lumineuses sur une surface plane en ligne droite. La distance entre eux doit être nettement plus grande que la largeur de la boîte que vous avez faite.
Étape 9. Placez le photomètre entre les sources lumineuses
Le photomètre doit être exactement à la même hauteur que les sources lumineuses, de sorte que les lumières éclairent complètement les blocs de cire à travers les vitres latérales. N'oubliez pas que les sources lumineuses doivent être à une bonne distance, pour permettre un éclairage uniforme.
Étape 10. Éteignez toutes les autres lumières de la pièce
Fermez toutes les fenêtres, stores ou stores de manière à ce que seule la lumière des sources lumineuses de test atteigne les blocs.
Étape 11. Ajustez la boîte jusqu'à ce que les deux blocs de cire soient également brillants
Déplacez le photomètre vers le côté avec la cire de gradateur. Regardez à travers la fenêtre avant pendant que vous ajustez la position de la boîte et arrêtez-vous lorsque les deux blocs de cire semblent également brillants.
Étape 12. Mesurez la distance entre le photomètre et chaque source lumineuse
Utilisez un ruban à mesurer pour mesurer la distance entre la feuille d'aluminium et la source lumineuse « point de référence » que vous avez choisie. Nous appellerons ça d1. Notez ceci, puis mesurez la distance entre la feuille d'aluminium et la source lumineuse du côté opposé, d2.
Vous pouvez mesurer la distance en utilisant n'importe quelle unité, mais assurez-vous de ne pas les mélanger. Par exemple, si votre mesure est en pieds et en pouces, convertissez le résultat pour utiliser uniquement les pouces
Étape 13. Comprendre la physique impliquée
La luminosité des blocs diminue avec le carré de la distance, car nous mesurons la quantité de lumière qui tombe sur une zone bidimensionnelle, mais la lumière rayonne à travers un volume tridimensionnel. En d'autres termes, lorsqu'une source lumineuse s'éloigne deux fois plus (x2), la lumière qu'elle produit est répartie sur quatre fois la surface (x22). On peut écrire la luminosité sous la forme "I/d2
- I est l'intensité et d est la distance, tout comme nous les avons utilisés dans les étapes précédentes,
- Techniquement, ce que nous avons décrit comme la luminosité est appelé éclairement dans ce contexte.
Étape 14. Utilisez ces connaissances pour résoudre l'intensité relative
Lorsque les deux blocs semblent également brillants, leur "éclairement" est égal. Nous pouvons écrire cela sous forme de formule, puis la réorganiser pour résoudre I2, soit l'intensité relative de la deuxième source lumineuse:
- je1/ré12 = je2/ré22
- je2 = je1(ré22/ré12)
- Puisque nous ne mesurons que l'intensité relative, ou comment ils se comparent, nous pouvons simplement dire que je1 = 1. Cela rendra notre formule simple: I2 = d22/ré12
- Par exemple, disons la distance d1 à notre source lumineuse de point de référence est de 2 pieds (0,6 mètre), et que la distance d2 à notre deuxième source lumineuse est de 5 pieds (1,5 mètres):
- je2 = 52/22 = 25/4 = 6.25
- La deuxième source lumineuse a une intensité 6,25 fois supérieur que la première source lumineuse.
Étape 15. Calculez l'efficacité
Si vous utilisez des ampoules dont la puissance est indiquée, par exemple « 60W » pour « 60 watts », c'est la quantité d'énergie électrique utilisée par l'ampoule. Divisez l'intensité relative de l'ampoule par cette puissance pour connaître l'efficacité de l'ampoule par rapport à vos autres sources lumineuses. Par exemple:
- Une ampoule de 60 watts avec une intensité relative de 6 a une efficacité relative de 6/60 = 0,1.
- Une ampoule de 40 watts avec une intensité relative de 1 a une efficacité relative de 1/40 = 0,025.
- Puisque 0,1 / 0,025 = 4, l'ampoule 60W est quatre fois plus efficace pour transformer l'énergie électrique en lumière. Notez qu'elle consommera toujours plus d'énergie que l'ampoule 40W, et vous coûtera donc plus cher; l'efficacité vous dit simplement combien vous en avez pour votre argent.
