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Photometrisches Entfernungsgesetz
 
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andi schari
Gast





Beitrag andi schari Verfasst am: 28. Okt 2020 21:33    Titel: Photometrisches Entfernungsgesetz Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

ich habe eine Frage zur Lichtberechnung und zwar zum Photometrischen entfernungsgesetzes:

E = I/R² *cos (a)



Meine Ideen:
wenn ich jetzt eine leuchte im koordinatenursprung habe auf 1 m höhe und die Lux im koordinatenursprung berechnen möchte wäre cos (a) = 1; R² wäre auch 1 also wäre E gleich I sehe ich das richtig? und I wären ja meine Lumen in diese Richtung bin ich da richtig?=
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 29. Okt 2020 10:25    Titel: Re: Photometrisches Entfernungsgesetz Antworten mit Zitat

Einverstanden, bis auf dies:
andi schari hat Folgendes geschrieben:
I wären ja meine Lumen in diese Richtung

Es gibt keine Lumen "in diese Richtung". Der in Lumen gemessene Gesamtlichtstrom einer Lichtquelle verteilt sich (im einfachsten Fall kugelförmig) um diese herum. Hier geht es aber um die Lichtstärke , die in Candela angegeben wird. Wenn die kugelförmige Lichtverteilung im einfachsten Fall homogen ist, gilt .

Viele Grüße
Steffen
andi schari
Gast





Beitrag andi schari Verfasst am: 29. Okt 2020 18:23    Titel: Antworten mit Zitat

alles klar danke dir. jetzt hätte ich noch eine frage dazu und zwar: Das Photometrische entferungsgesetz gilt ja nicht immer sondern nur wenn der Abstand zwischen leuchte und berechnungspunkt mindestens 10 mal so groß ist wie die "maximale ausdehnung der lichtquelle".

was bedeutet maximale ausdehung der lichtquelle?

bzw wie würde man das ansonsten berechnen?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 29. Okt 2020 19:36    Titel: Antworten mit Zitat

Das bedeutet, dass erst bei 1:10 die Lichtquelle als Punkt vereinfacht werden kann, um das sich das Licht als Kugel ausbreitet. Nur dann gilt ja die genannte Formel, denn sie beschreibt die Kugeloberfläche.

Hast Du aber zum Beispiel einen 8cm langen Halogenstab und betrachtest den aus weniger als 80cm (so diese Regel), kannst Du eben nicht mehr eine Kugel herumlegen, sondern halt eher ein Ei, mit entsprechend anderer Oberfläche und auch keiner gleichmäßigen Lichtverteilung. Dann muss man den Lichtstrom in Abhängigkeit vom Raumwinkel angeben, normalerweise nicht mit Formel, sondern als Tabelle oder Grafik.
andi schari
Gast





Beitrag andi schari Verfasst am: 29. Okt 2020 22:02    Titel: Antworten mit Zitat

Alles klar das verstehe ich soweit. ich versuche gerade ldt dateien zu verstehen bzw die berechnung aus solchen. bis jetzt glaubte ich das es sich bei einer lichtberechnung aus einer solchen immer um eine punktquelle (vereinfacht) handelt. jetzt habe ich aber durch recherchieren gelesen dass es eine leuchtende fläche gibt. Kannst du mir den Ansatz für eine solche berechnung auf 1 messpunkt vllt skizieren?
danke auf jedenfall für die hilfe bis jetzt
andi schari



Anmeldungsdatum: 29.10.2020
Beiträge: 15

Beitrag andi schari Verfasst am: 29. Okt 2020 22:22    Titel: Antworten mit Zitat

und 1 frage hätte ich noch Big Laugh

wenn ich jetzt meinen halogenstab welcher 10 cm lang ist auf 0,7 m hänge (paralell zu meiner berechnungsfläche) kann ich dann mit obigem gesetz einen punkt betrachten welcher 1 m entfernt ist (in einem winkel von 45,6 grad zu dem normalabstand 0,7m) ? also wäre P1 nicht möglich und P2 schon?

Ich hoffe das mit dem Link einbinden passt.

Nicht ganz. Augenzwinkern
Externe Links sind irgendwann ungültig, daher sollten sie nicht verwendet werden. Besser ist es, die Grafik einfach als Anhang einzufügen, ich hab das mal für Dich gemacht.
Und da Du Dich nun angemeldet hast: willkommen im Physikerboard!
Viele Grüße
Steffen



versuch.png
 Beschreibung:
 Dateigröße:  13.12 KB
 Angeschaut:  933 mal

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Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 30. Okt 2020 09:11    Titel: Antworten mit Zitat

Mit solchen Dateien kenne ich mich nicht aus, sorry. Wenn sie aber das beschreiben, was z.B. hier dargestellt ist, kann man sich die Fläche vorstellen: im Bild ist es ein etwas angedellter Kegel, die blaue Fläche ist wohl die Sicht von oben, die rote die von vorn. Bei einer Kugel wären das zwei Kreise mit jeweils 80 cd/1000lm Radius (siehe Beispiel unten).

Vielleicht kennt sich jemand anders aber hier besser aus.

Was Deine zweite Frage betrifft, so hast Du recht: P1 ist zu nahe als dass man ihn für die umschließende Kugel verwenden darf. Die Regel ist eben, dass man hier eine Kugel mit einem Mindestradius von 1m verwenden darf. Wenn dieser Stab also mit 1000 Lumen leuchtet, hast Du in dieser Kugel vereinfacht überall Intensität, egal woher Du schaust. Gehst Du aber näher ran, wirst Du schnell merken, dass der Stab von den Enden her betrachtet weniger strahlt, also nicht in jeder Region 80 Candela sind.
andi schari



Anmeldungsdatum: 29.10.2020
Beiträge: 15

Beitrag andi schari Verfasst am: 30. Okt 2020 16:13    Titel: Antworten mit Zitat

alles klar danke für die erklärung. ein Eulumfile beinhaltet (in kugelkoordinaten) die gesamten Lumen dieser Leuchte, Die jeweilig abgestrahlte Lichtstärke in jedem Wertepaar von phi (0,5,10,....,355 Grad) und theta (0,1,2,3,.... 180). Ich möchte jetzt wenn meine leuchte bei den Koordinaten (0/0/3) sitzt. und ich eine berechnungsfläche habe welche die xy ebene ist (abmessungen zB. 5x5 mit mittelpunkt im ursprung) die beleuchtungsstärke alle 0,1 (punktraster) berechnen. ohne reflexionen

Wie ich jedoch gerade bemerkt habe gehen wir hier trozdem von einer punktlichtquelle aus.

mein Ansatz wäre jetzt für 1 Punkt dieses Rasters:

wobei omega der Raumwinkel, phi gleich der lichtstrom, I die Lichtstärke und A meine beleuchtete Fläche ist.

mein I ist ja für jedes Winkelpaar (meine Punkte) aus meinem Eulumfile bekannt den Raumwinkel würde ich mir berechnen mittels der Oosterom-und-Strackee-Formel und mein dA(dx,dy) würde ich so klein wählen dass ich ein quadrat habe (oder wäre ein kreis besser?) welches ich dann auf meine Berechnungsfläche projeziere (durch die Projektion wird es ein Rechteck? ) wodurch nur 1 Lichtstärke Wert existiert der das richtige Winkelpaar besitzt (welcher in meinem Eulumfile ist). wäre dies so für einen punkt machbar bzw wäre es reproduzierbar (ich denke ja)? bzw würde ich mit dieser Methode auch irgentwelche Einschränkungen haben wie beim photometrischen entfernungsgesetz?

Ich weiß das sind viele Fragen aber ich hoffe auf eure Hilfe.

LG Andi
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 30. Okt 2020 17:19    Titel: Antworten mit Zitat

Ich würde es umgekehrt machen: in Deiner 5*5-Ebene kann jedes einzelne Quadrat des 0,1-Rasters mit je zwei Meridianwinkeln und zwei Breitenwinkeln von der Punktlichtquelle aus definiert werden. Mit diesen vier Winkeln kannst Du dann ins Eulumfile gehen und die entsprechende Intensität dort interpolieren. Das sollte einen lückenlosen Verlauf geben und hört sich für mich auch einfacher an, auch wenn meine Vektorrechnung etwas eingerostet ist.
andi schari



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Beiträge: 15

Beitrag andi schari Verfasst am: 30. Okt 2020 18:48    Titel: Antworten mit Zitat

Ja das kann leicht sein dass das leichter ist Big Laugh wie würde ich damit umgehen dass ich in meinem Kegel jetzt vllt mehr als 1 Winkelpaar habe für die Lichtstärke würde ich diese addieren?


lichtkegel.png
 Beschreibung:

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Steffen Bühler
Moderator


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Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 30. Okt 2020 19:48    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, mitteln. Die einzelnen Intensitäten werden ja nicht zu einer Gesamtintensität aufaddiert, wenn ich die Datei richtig verstehe, sondern ihr Homogenitätsverlauf wird raumwinkelabhängig dargestellt. Das sollten also alles Zahlen zwischen 0 und vielleicht 500 sein, wenn die Einheit cd/1000lm ist. Kannst Du aber leicht nachprüfen.
andi schari



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Beitrag andi schari Verfasst am: 30. Okt 2020 22:08    Titel: Antworten mit Zitat

super danke, ich werd das morgen mal versuchen zu testen
andi schari



Anmeldungsdatum: 29.10.2020
Beiträge: 15

Beitrag andi schari Verfasst am: 01. Nov 2020 18:45    Titel: Antworten mit Zitat

alsoo ich habe das mal probiert und zwar wie folgt:

ich habe 4 punkte angenommen als eckpunkte meiner kleinen Fläche welche ich berechnen möchte:



jetzt habe ich diese normiert und jeweils 3 (1, 2 und 3 vektor und 2, 3 und 4) in die
Oosterom-und-Strackee-Formel eingegeben zum berechnen meines raumwinkels dann habe ich die beiden ergebnisse addiert. und weitergerechnet. Es funktioniert! Big Laugh

Einziges was mich zuerst verwundert hat warum meine werte teilweise von den berechnungen von dialux abweichen. bis ich relux getestet habe und dort sind meine werte sehr identisch. scheint fast so als wären die beiden sich auch nicht ganz einig Big Laugh

Um zum schluß zu kommen danke für deine hilfe !
Steffen Bühler
Moderator


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Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 02. Nov 2020 13:03    Titel: Antworten mit Zitat

Freut mich, dass es geklappt hat. Ich hätte zwar statt der zweimaligen Anwendung von Oosterom/Strackee einfach die hier genannte Formel mit den vier gegebenen Vektorwinkeln genommen, aber das ist wohl Geschmackssache.

Viele Grüße
Steffen
andi schari



Anmeldungsdatum: 29.10.2020
Beiträge: 15

Beitrag andi schari Verfasst am: 02. Nov 2020 21:03    Titel: Antworten mit Zitat

So 1 Problem hab ich noch Big Laugh

und zwar wenn ich jetzt meine Kugel Drehe um zB. um -90 grad um die z achse und danach um -35 grad um die y achse. ich habe dann meinen schnittpunkt um genau diese winkel gedreht und mein ergebnis ist absolut ok nur 1 was mich stört und zwar wie kann ich jetzt meinen intensitätswert mitteln? aktuell also ohne drehung habe ich bei zB phi gleich 321,2 und theta gleich 112,6 die 4 werte die um diese winkel im file beschrieben sind genommen und gewichtet gemittelt. nur wie mache ich das mit meiner gedrehten kugel jetzt?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 03. Nov 2020 17:36    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hätte jetzt gesagt, nimm die Werte bei und , aber wie erwähnt hab ich schon lange keine Vektorrechnung mehr betrieben.
andi schari



Anmeldungsdatum: 29.10.2020
Beiträge: 15

Beitrag andi schari Verfasst am: 03. Nov 2020 19:19    Titel: Antworten mit Zitat

alles klar. danke dir

hat jetzt diese berechnungsart auch wie das photometrische entfernungsgesetz eine grenze wo es nicht mehr benutzbar ist?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 03. Nov 2020 19:29    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, hier arbeitet man ja mit der ortsabhängigen Intensität und nicht einfach nur mit dem Durchschnittswert. Es kommt natürlich noch auf die Auflösung an, aber mit einer Schrittweite von 5 bzw. 1 Grad ist die Lichtquelle recht genau beschrieben.
andi schari



Anmeldungsdatum: 29.10.2020
Beiträge: 15

Beitrag andi schari Verfasst am: 03. Nov 2020 19:55    Titel: Antworten mit Zitat

super danke es ist für mich nur so komisch da ich jetzt mit den selben werten 1 mal mit meiner berechnung gerechnet habe auf 128x128 punkte das selbe mit dialux und das selbe mit relux jeweils ohne reflexion und es kommen überall unterschiedliche werte raus. (dialux und relux zueinander auch)
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