Versio 20. helmikuuta 2013 kello 15.16 muokkaa J Hokkanen (keskustelu \| muokkaukset) seulojat 213 084 muokkausta Kumottu muokkaus 12726894, jonka teki J Hokkanen (keskustelu)Hups ← Vanhempi muutos		Versio 20. helmikuuta 2013 kello 19.37 muokkaa kumoa J Hokkanen (keskustelu \| muokkaukset) seulojat 213 084 muokkausta lähteitä ja lisää asiaa Uudempi muutos →
Rivi 1: {{Tämä artikkeli\|kertoo fysiikan suureesta. [[Valotus\|Valotuksesta]] valokuvauksessa on eri artikkeli.}} ~~{{Korjattava/määritelmä\|Tautologinen määritelmä (valovoima kuvaa valon voimakkuutta) ei oikeastaan kerro mitään. Tulisi kertoa miksi ja miten valovoima eroaa valotehosta.}}~~ '''Valovoima''' (tunnus '''I''') kuvaa valon lähteen intensiteettiä eli voimakkuutta. Valovoima kertoo [[valovirta\|valovirran]] sen kattamaa [[avaruuskulma]]a kohden: I = Φ / Ω. Valovoiman [[SI-järjestelmä]]n mukainen mittayksikkö on [[kandela]] (cd).<ref name=bipm_iv>International Bureau of Weights and Measures: [http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/candela.html SI-candela]</ref> '''Valovoima''' on [[fysiikka\|fysiikassa]] [[perussuure]] (tunnus '''I<sub>v</sub>''' <ref name=SIeng11/>), joka kuvaa pistemäisen [[valo]]n lähteen lähettämän valon määrää [[avaruuskulma]]a kohti.<ref name=SIeng22/> Valolla tarkoitetaan säteiden, tai vastaavasti hiukkasista puhuttaessa fotoneita, määrästä, joita valonlähde lähettää. Suure ilmaisee siten [[sähkömagneettinen säteily\|sähkömagneettisen säteilyn]] silmälle näkyvän osan eli valon intensiteettiä. Suureen alkuperäistä määritelmää on kuitenkin laajennettu koskemaan koko sähkömagneettisien säteilyn spektriä, mikä muttaa suureen saamia arvoja. Näkyvän valon mittauksista käytetään nimitystä [[fotometria\|fotometriset]] mittaukset ja koko sähkömagneettisen spektrin mittauksista käytetään nimitystä [[radiometria\|radiometriset]] mittaukset.<ref name=fotoni88/> ~~[[Valovirta]], jonka yksikkö on [[luumen]], puolestaan kuvaa, kuinka paljon näkyvää valoa valonlähde säteilee kokonaisuudessaan.~~ Määritelmässä esiintyvä avaruuskulma on usealle vieras käsite. Avaruuskulman yksikkö 1 steradiaani = 1 sr on avaruuskulma, jossa 1 metrin säteisen pallon pinnalla oleva 1 m<sup>2</sup> suuruinen ympyräkalotti näkyy pallon keskipisteestä käsin. Pistemäinen valonlähde pallohuoneen keskipiseessä lähettää jokaiseen suuntaan yhtä paljon säteitä koko ajan. Katossa oleville kahdelle eri 1 m<sup>2</sup> suuruisille alueille osuu yhtä paljon säteitä eli niiden valovoima on sama. Jos tarkastellaa pienempää 0,5 m<sup>2</sup> aluetta, osuu siihen puolet vähemmän valonsäteitä, mutta valovoima on siitä huolimatta sama. Valonsäteet levävät eri suuntiin tasaisesti ja yhtä tiheästi, joten osumakohdan pinta-ala ei vaikuta valovoimaan. Asiaa voisi verrata sateeseen, jossa pisaroita osuu maahan jokapuolelle yhtä tiheästi. Riippumatta siitä, kuinka suureen astiaan vettä sateessa kerätään, kertyy astian pohjalle yhtä paljon vettä samassa ajassa. Siten sateen pisaroiden osumakohtien tiheyttä voidaan verrata valonlähteen valovoimaan. ~~Valovoiman ja valovirran ero on käytännössä siinä, että~~ valovirta kertoo, kuinka voimakas valonlähde on ''kokonaisuudessaan'' valovoima kertoo valonlähteen havaitun voimakkuuden ''tietylle alalle'' (eli yhtä [[steradiaani\|steradiaania]] kohden). == SI-järjestelmän perusyksikkö == == Lähteet ==▼ Valovoiman yksikkö on [[kandela]], joka lyhennetään cd. Yksi kandela vastaa suurin piirtein yhden kynttilän lähettämää valon määrää 1 stradiaanin avaruuskulmaan. Tätä käytettiin aluperin valovoiman yksikön määritelmänä, mutta se on myöhemmin korvattu tarkemmilla määritelmillä. Tällä hetkellä 1 kandela vastaa monokromaattisen valonlähteen lähettämän, taajuudeltaan 5,40•10<sup>14</sup> Hz, valon [[säteilytysvoimakkuus\|säteilytysvoimakkuutta]] 1/683 W/m<sup>2</sup> 1 metrin etäisyydellä säteilylähteestä. Sama asiaa tarkoittaa, että [[säteilyintensiteetti]] on 1/683 W/sr.<ref name=SIeng22/> === Viitteet ===▼ {{viitteet\|viitteet=▼ Tästä määritelmästä käy ilmi, kuinka SI-järjestelmän perussuure määritellään johdannaissuureiden säteilytysvoimakakkuuden tai säteilyintensiteetin avulla. Tämä lienee vain käytännön tarpeista nousevaa tarve, koska mittaustekniikka on kehittynyt mittaamaan tarkasti säteilyn energioita ja tehoa, jota säteilytysvoimakkuuden määrittämisessä käytetään. }}▼ == Lainalaisuuksia == === Valovirta === Jos pistemäisen valonlähteen valovoima on jokaisessa suunnassa sama, riippuvat valovoima ja [[valovirta]] toisistaan :<math>I = \frac{\Phi}{\Omega},</math><ref name=s328/> missä <math>\Phi</math> on valovirta ja <math>\Omega</math> on avaruuskulma. Silloin valonlähteen kaikkien suuntien yhteenlaskettu kokonaisvalovirta <math>\Phi_{kok}</math> on :<math>I = \frac{\Phi}{\Omega} = \frac{\Phi_{kok}}{4\pi},</math><ref name=s328/> josta saadaan :<math>\Phi_{kok} = 4\pi I.</math><ref name=s328/> Mikäli valovoima <math>I = I(\Omega)</math> riippuu suunnasta, saadaankin :<math>I(\Omega) = \frac{d\Phi}{d\Omega} \Leftrightarrow d\Phi = I(\Omega)\ d\Omega \Rightarrow \Phi_{kok} = \int \limits_{pallo} I(\Omega)\ d\Omega.</math> === Valaistus ja etäisyyslaki === Jos valovirta <math>\Phi</math> valaisee tasaisesti pinnan, jonka pinta-ala on <math>A</math>, saadaan pinnan [[valaistus\|valaistukseksi]] :<math>E = \frac{\Phi}{A}.</math><ref name=s328/> Koska valovirta on <math>\Phi = I \Omega</math> ja avaruuskulma on <math>\Omega = \frac{A}{r^2},</math> saadaan :<math>E = \frac{\Phi}{A} = \frac{I \Omega}{\Omega r^2} = \frac{I}{r^2}.</math><ref name=s328/> Tämä on niin sanottu '''etäisyyden laki''', joka ilmaisee, että säteitä vastaan kohtisuoran pinnan valaistus pienenee kääntäen verrannollisena etäisyyden neliöön. Siispä saman valaistuksen saamiseksi eri etäisyydelle, tulee valovoima muuttua suoraan verrannollisena etäisyyden neliöön :<math>\frac{I_1}{I_2} = \frac{r_1^2}{r_2^2}.</math><ref name=s328/><ref name=fotoni88/> == Katso myös == [[Luminanssi]] [[Valovoima (valokuvaus)]] ▲== Lähteet == {{Kirjaviite \| Tekijä =Simons, Lennart \| Nimeke =Fysiikka korkeakouluja varten \| Vuosi =1963\| Julkaisupaikka =Porvoo \| Julkaisija =WSOY \| Viitattu =19.2.2013 }} {{Kirjaviite \| Nimeke =Fotoni - Aallot \| Julkaisija = Otava \| Vuosi = 2005 \| Tekijä = Eskola, Sisko Maria & Ketolainen, Pasi & Stenman, Folke \| Selite = lukion fysiikan oppikirja \| Julkaisupaikka = Helsinki \| Isbn =951-1-20104-2 \| Viitattu = 20.2.2013 }} * {{Verkkoviite \| Osoite = http://www.sfs.fi/files/70/si-opas.pdf \| Nimeke = SI-opas (myös painettuna, ISBN 952-5420-93-0) \| Tekijä = Suomen Standardoimisliitto \| Tiedostomuoto = PDF \| Julkaisu = SFS-oppaat \| Ajankohta = 04.11.2002 \| Julkaisupaikka = \| Julkaisija = Suomen Standardoimisliitto \| Viitattu = 18.2.2013 \| Kieli = }} * {{Verkkoviite \| osoite = http://physics.nist.gov/Pubs/SP330/sp330.pdf \| nimeke = The International System of Units (SI) \| tekijä = Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.) \| tiedostomuoto = pdf \| selite = nro 330 \| julkaisu = NIST Special Publication \| ajankohta =2008 \| julkaisupaikka =Washington D.C. \| julkaisija = National Institue Of Standards And Technology \| viitattu =15.2.2013 \| kieli ={{en}} }} ▲=== Viitteet === ▲{{~~viitteet~~Viitteet\|viitteet= * <ref name=s328>Simons, Lennart:Fysiikka korkeakouluja varten, s.328-331</ref> * <ref name=fotoni88>Eskola & Ketolainen & Stenman: Aallot, s.88</ref> * <ref name=SIeng11>Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s.11</ref> * <ref name=SIeng22>Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI), 2008, s.22-23</ref> ▲}} == Aiheesta muualla == * Lampputieto: [http://www.lampputieto.fi/lamput/lamppujen-ominaisuuksia/kandela-valovoima/ Kandela] * Männistö, Arto: [https://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/27990/Mannisto_Arto.pdf?sequence=1 Valon värin ja värilämpötilan säätö ja niiden vaikutus ihmiseen] * Hakkarainen, Henri: [http://webhotel2.tut.fi/units/set/opetus/pdf%20julkiset%20dtyot/Hakkarainen_Henri_julk.pdf Ledien käyttömahdollisuus tievalaistuksessa] [[Luokka:Optiikka]]

Ero sivun ”Valovoima” versioiden välillä