Dag Irianne,

Een luxmeter meet lichtvermogen, stralingsenergie per seconde dus, maar niet zo netjes, dwz, je kunt lux niet direct omrekenen naar watt per vierkante meter.

De gevoeligheid van een luxmeter varieert namelijk per frequentie. Nou heeft een foton met een bepaalde frequentie maar half zoveel energie als een foton met het dubbele van die frequentie.

De luxmeter is dus analoog aan een lichtvermogensmeter, maar ze is zo gebouwd dat ze zo ongeveer dezelfde gevoeligheid heeft als het menselijk oog voor elk van de mogelijke frequenties.

Voor 555 nm golflengte kun je dat omrekenen als 1 watt komt overeen met 683 lumen (en dat is de piek van de gevoeligheidscurve van het menselijk oog). Maar evenveel fotonen tegenaan het UV gebied (400 nm golflengte) hebben meer energie dan die groene, maar omdat het menselijk oog daar nauwelijks gevoelig voor is tellen die in de luxmeter nauwelijks mee. 

Beetje duidelijk zo?

Groet, Jan

bedankt voor je snelle reactie!

Ik begrijp je antwoord op zich wel. Alleen snap ik nog niet helemaal de manier waarop ik nu op het goede antwoord moet komen van de vraag: meet de luxmeter energie of fotonen?

Want stralingsenergie per seconde is dat niet hetzelfde als het aantal fotonen per seconde?

gr Irianne

Dag Irianne,

Hij meet energie, en dus in zekere zin fotonen per seconde. Maar dat doet'ie niet 1 op 1. Een luxmeter kent aan een (licht)frequentie een zekere energiewaarde toe, afhankelijk van wat een menselijk oog er aan heeft. UV-fotonen van 400 nm golflengte hebben best een hoge energiewaarde, maar een menselijk oog heeft er weinig aan, dus die energie wordt dan ook nauwelijks meegeteld door een luxmeter. Gooi 1000 W/m² (ongeveer het vermogen van zonlicht op een zonnige dag in Nederland) van 400 nm-licht op een luxmeter en hij slaat nauwelijks uit. Laat het op een zonnecel vallen en die draait volle bak.

Een luxmeter is dus écht alleen maar gemaakt om te beoordelen of er voldoende licht is voor het menselijk oog. Dat is het gevoeligst voor licht van ongeveer 550 nm golflengte. Die golflengte telt in de meting van een luxmeter dan ook het zwaarste mee. Bij elke frequentie hoort zo een eigen wegingsfactor als je wil omrekenen van lumen/m² (lux)  naar W/m².

De mens als maat der dingen.

Nou duidelijker?

Groet, Jan

ik doe mn pws ook over dit onderwerp, ik heb nu een LED lamp en heb uitgerekend dat deze een golflengte heeft van 600 nm hoe kan ik weet het aantal lumen maar hoe kan ik dat nu omrekenen naar watt?
ik heb wel een stukje gelezen van de TU Delft, maar er staat niet een concrete formule voor het omrekenen van lumen naar watt

Dag Helmig,

P = Φ/c_λ

voor 555 nm golflengte kun je dat omrekenen als 1 watt komt overeen met 683 lumen

 Ofwel, bij 555 nm golflengte geldt c₅₅₅= 683: dus P = Φ/683.

Voor andere golflengtes zul je andere c's moeten zien te vinden. Het handigst daarvoor is een grafiek, zoals deze:

The most important item in a LED specification is also the most obscure one: this is the “Optical Power”. It seems that the LEDs’ manufacturers do it on purpose to confuse their customers! How can you compare the emitted energy when it’s called sometimes “Watt”, other times “Lumen” or “Candela”??? Isn’t it like searching the most beautiful woman with deforming glasses???

Let’s put all this in order, and let’s remember:

1 – there are 2 scales for optical power measurement:

a) radiometric scale (units: WATT): this is the absolute and objective scale (my preferred one!). It’s simply proportional to the number of photons and their energy!

b) photometric scale (units: LUMEN): this is the physiological and subjective scale, the sensitivity of your eyes. In other words, how strong YOU will see the light.


2 - The sensitivity of the eyes does not depend on their color, but on the wavelength of the light reaching them. As you may know, the eyes are the most sensitive to green, less sensitive to blue and red, and blind to UV and IR.
So, how can I compare radiometric and photometric scales? The following graph is the conversion from Lumen to Watt. Let’s take the red dot as an example: 350 lumen at 610 nm are equal to 1 watt. Easy, isn’t it?



Ik vermoed dat die wel ietsje beter kan, maar dan heb je toch alvast iets redelijks.

 Jan 

 

bedankt voor de snelle reactie.
als u nog een berekening of iets dergelijks heeft hoor ik het wel
ik kan in ieder geval nu verder!

wat voor berekening zou ik nog moeten hebben? 

ik heb trouwens een heel ander antwoord als in de tabel staat zie ik nu.
ik heb ongeveer 220 lumen en uit een berekening 600 nm: als je in de tabel kijkt staat daar bij 600 nm een ander aantal lumen. hoe kan dat?

bij de tabel staat 350 lumen = 610 nm = 1 watt
het is niet lineair, dus ik kan het niet uitrekenen met een verhoudingstabel.
als je dan 220 lumen hebt en 600 nm, hoeveel watt is dat dan?

stop er 1 W lichtvermogen in bij 600 nm en je haalt er ongeveer 430 lm uit.

220 lm van die golflengte komt dus overeen met net iets meer dan 0,5 W:

wat is dan het verschil 430 lm en 220 lm?
en hoe komt u aan die 0,5 watt? (dit staat niet in die tabel?)

Ik weet niet over welke tabel je het hebt, maar dat haal ik uit die GRAFIEK.

Volg de blauwe lijn die ik in mijn laatste afbeelding zette. Ik begin bij de golflengte, 600 nm, ga door tot de grafieklijn en ik lees verticaal 430 lumen af. Dat betekent dat een lampje met een golflengte van 600 nm met 1 W lichtvermogen een lichtsterkte van 430 lumen geeft.

Jouw lampje van 600 nm gaf maar 220 lm. Dat betekent dat het lichtvermogen 220/430 ≈ 0,5 W geweest moet zijn. NB, dat heeft niks met het ELEKTRISCH vermogen van het lampje te maken. Afhankelijk van het soort lampje komt daarvan nog een meer of minder groot deel als warmte vrij.

Kennelijk knoop je die grafiek niet vast aan de formule die ik je eerder gaf:

P= Φ/c_λ

c₆₀₀ = 430 lm/W (zie grafiek)

Φ = 220 lm (jouw gegeven)

P=  Φ/c₆₀₀ = 220/430 ≈ 0,5 W

begint er nu een lampje te branden?

Groet, Jan

ik snap het!
(tabel was een foutje, ik bedoelde grafiek)
bedankt, nou kan ik weer verder

ik heb bij de frequentie uitrekenen gewoon de lichtsnelheid genomen. maar het is natuurlijk niet vacuum, wat voor snelheid moet je dan aanhouden?

 

 

Lichtsnelheid in lucht is vrijwel die van vacuum. Je kunt "gewoon" c nemen.

Ik heb het nog even nagezocht voor je:

De refractie-index n wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de lichtsnelheden in vacuum (c) en een medium (v), dus n = c/v

Deze index is altijd groter dan 1 want de vacuumsnelheid is de hoogste. Enkele waarden van n:

vacuum    1
lucht         1,0003
water       1,33
glas          1,50
diamant    2,42

In diamant gaat licht dus meer dan 2x zo langzaam als in vacuum.

bedankt
je kunt dan gewoon de lichtsnelheid aanhouden

 

Jan van de Velde, 30 nov 2010

Ik weet niet over welke tabel je het hebt, maar dat haal ik uit die GRAFIEK.

Volg de blauwe lijn die ik in mijn laatste afbeelding zette. Ik begin bij de golflengte, 600 nm, ga door tot de grafieklijn en ik lees verticaal 430 lumen af. Dat betekent dat een lampje met een golflengte van 600 nm met 1 W lichtvermogen een lichtsterkte van 430 lumen geeft.

Jouw lampje van 600 nm gaf maar 220 lm. Dat betekent dat het lichtvermogen 220/430 ≈ 0,5 W geweest moet zijn. NB, dat heeft niks met het ELEKTRISCH vermogen van het lampje te maken. Afhankelijk van het soort lampje komt daarvan nog een meer of minder groot deel als warmte vrij.

Kennelijk knoop je die grafiek niet vast aan de formule die ik je eerder gaf:

P= Φ/c_λ

c₆₀₀ = 430 lm/W (zie grafiek)

Φ = 220 lm (jouw gegeven)

P=  Φ/c₆₀₀ = 220/430 ≈ 0,5 W

begint er nu een lampje te branden?

Groet, Jan

ik heb bij een led een ingaande vermogen van 8,.. watt en dus een uitgaande vermogen van 0,5 watt dan heb je dus een rendement van:ong 6%, dat moet toch voor een led lamp veel hoger wezen?

1) weet je zeker dat je alle uitgezonden licht op je luxmeter opving?

2) hoe heb je die 8 watt elektrisch vermogen bepaald?

ik heb het nog nagerekend
ik kom op 82% rendement bij LED lamp

klopt dit??

die 8 watt heb ik berekend met
P = U x I
U en I heb ik gemeten

Dag Helmig,

Je vraagt om een oordeel m.b.t. je uitkomsten. Aan uitkomsten hebben we weinig als we niet zien hoe je aan die uitkomsten komt. Zelf aan je gegevens hebben we niks als je niet precies kunt uitleggen hoe je aan je meetwaarden komt.

We weten bijvoorbeeld nog altijd niet of je nu wérkelijk alle uitgezonden licht van je LED opving, en zo niet hoe je dat omrekende naar het totaal aan uitgezonden licht.

Je zegt bijvoorbeeld ook dat je het vermogen hebt bepaald door spanning en stroomsterkte te meten. Vraag is dan, heb je die spanning gemeten over alleen je LED, of over je LED-schakeling (waar ALTIJD nog een serieweerstand inzit om de stroomsterkte te beperken, en die ook elektrisch vermogen opsoupeert)

Een discussie komt op deze manier vol valkuilen te zitten.

Groet, Jan

Theo de Klerk, 20 dec 2010

Ik heb het nog even nagezocht voor je:

De refractie-index n wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de lichtsnelheden in vacuum (c) en een medium (v), dus n = c/v

Deze index is altijd groter dan 1 want de vacuumsnelheid is de hoogste. Enkele waarden van n:

vacuum    1
lucht         1,0003
water       1,33
glas          1,50
diamant    2,42

In diamant gaat licht dus meer dan 2x zo langzaam als in vacuum.

maar het licht moet toch door de glasbol heen van de lamp. want ik heb het aantal lumen gemeten buiten de bol van de lamp niet er in
moet je dan de glas index nemen?

Ik ben het spoor een beetje kwijt - en jij misschien ook wel?

De gloeidraad in een lamp wordt heet en begint licht uit te stralen. Om te voorkomen dat veel oxidatie plaats vindt is de lamp meestal gevuld met een edelgas. Het licht zal zo'n 2 cm door dit gas stralen, vervolgens door een 0,5 mm (of minder) aan glas alvorens het in de lucht zijn weg vervolgt.

Het meten van de helderheid/luminosity is de energie-uitstraling per vierkante meter per seconde. Zelfs al zou het licht een half uur doorbrengen in de lamp voordat het naar buiten komt (wat het overigens niet doet), dan nog komt het uiteindelijk naar buiten. De enige factor die de meting kan beinvloeden is de absorptie van het licht door gas en glas van de lamp...

 

dan kan ik dus beter gewoon de lichtsnelheid in lucht doen?
of hoe zou ik dat andere moeten uitrekenen

 

Dag Helmig,

Het is allesbehalve duidelijk waar je vraag eigenlijk over gaat. En dat is nu al een aantal berichten lang zo.

Bedenk dat we hiervandaan niet over je schouder kunnen meekijken.

Het ging ergens over rendement van LED/licht. Waarom je nu met frequenties bezig bent is niet duidelijk. Overigens verandert de frequentie niet als licht van lucht naar glas gaat of andersom.

Maar hoe dan ook, zolang je niet wat beter uitlegt waar je mee bezig bent, wat je doel is, en stap voor stap wat je hebt gedaan totdat er een probleem-vraag opduikt, en een DIRECT antwoord op ons DIRECT doorvragen geeft, kunnen we je niet helpen.

Groet, Jan

Lichtsnelheid is niet interessant in dit probleem. Licht wordt uitgestraald en daarmee energie getransporteerd. Bij een puntbron gaat dit als een soort ronde bel met oppervlak 4 π r² steeds verder van de bron.  Je luxmeter neemt maar een klein oppervlak A in van die bel op afstand r van de bron.

De uitgestraalde energie is dan dus  4 π r²/A  maal zoveel als wat de luxmeter meet. En we gaan er dan vanuit dat die meter alles meet van golflengte 0 tot oneindig want een lichtbron zendt meestal over veel golflengten uit.

oke het is me nu wel duidelijk.
ik denk dat het nu wel weer gaat lukken.
bedankt!

 

Jan van de Velde, 27 dec 2010

Dag Helmig,

Je vraagt om een oordeel m.b.t. je uitkomsten. Aan uitkomsten hebben we weinig als we niet zien hoe je aan die uitkomsten komt. Zelf aan je gegevens hebben we niks als je niet precies kunt uitleggen hoe je aan je meetwaarden komt.

We weten bijvoorbeeld nog altijd niet of je nu wérkelijk alle uitgezonden licht van je LED opving, en zo niet hoe je dat omrekende naar het totaal aan uitgezonden licht.

Je zegt bijvoorbeeld ook dat je het vermogen hebt bepaald door spanning en stroomsterkte te meten. Vraag is dan, heb je die spanning gemeten over alleen je LED, of over je LED-schakeling (waar ALTIJD nog een serieweerstand inzit om de stroomsterkte te beperken, en die ook elektrisch vermogen opsoupeert)

Een discussie komt op deze manier vol valkuilen te zitten.

Groet, Jan

de snelheid/frequentie heb ik nodig om de golflengte uit te rekenen (voor de grafiek) ik praat misschien wat door elkaar. maar als ik dus de golflengte heb. kan ik in die grafiek kijken. en daar kan ik dus mee uitrekenen wat het vermogen is wat de lamp uitstraalt. zo kan ik het rendement uitrekenen

Nogmaals, die frequentie is in alle stoffen gelijk. En in een grafiek zoals ik je die eerder gaf is de bedoelde golflengte gewoon de golflengte in vacuüm (of voor mijn part in lucht, dat maakt ternauwernood verschil). Op de verpakking van de LED verwacht ik een zekere golflengte aan te treffen, zelden of nooit een frequentie (voor zichtbaar licht in de orde van grootte van 8·10¹⁴ Hz). Gebruik die golflengte verder onbewerkt om gegevens uit die watt/lumen grafiek te halen.

Groet, Jan

maar dat komt niet uit want:

T = 1/f
T = 1/8 E 14
T =1,25 E -15

λ =v x T
λ =1,25E-15 x 3 E9
λ = 3,75 E -6

dat is 0,003 nm

dus dan kom je niet op een waarde uit de tabel
of doe ik iets fout?

 

helmig, 3 jan 2011

λ =1,25E-15 x 3 E9
λ = 3,75 E -6

dat is 0,003 nm

 

fout 1: de lichtsnelheid is niet 3·10⁹ m/s , maar "slechts" 300 000 km/s ofwel 3·10⁸ m/s.

fout 2: 3,75·10^-6 m is 0,000 003 75 m

dat is 0,003 75 mm, je bent nog lang niet bij nanometers aangeland.

dus eerst de stap met die lichtsnelheid maar eens opnieuw, en dan opnieuw rekenen van meters naar nanometers.

overigens, ik vrqaag me nog steeds af waar je mee bezig bent. Ik gaf je die 8·10¹⁴ Hz als een orde van grootte voor de frequentie van zichtbaar licht.

Punt 1 is een "orde van grootte" een ruw getal, dwz dat het niet 10 x meer of 10 x minder zal zijn. (5,5·10¹⁴ komt bij nader inzien wat dichter in de buurt, maar valt nog binnen die door mij gegeven "orde van grootte").

Maar vooral, wat ik je hier ook voor getallen geef, je komt NOOIT aan de frequentie van jouw licht, daarvoor zul je écht de gegevens van de door jou gebruikte lichtbron moeten halen.

Groet, Jan

 

helmig, 29 dec 2010

> de snelheid/frequentie heb ik nodig om de golflengte uit te rekenen (voor de grafiek) ik praat misschien wat door elkaar. maar als ik dus de golflengte heb. kan ik in die grafiek kijken. en daar kan ik dus mee uitrekenen wat het vermogen is wat de lamp uitstraalt. zo kan ik het rendement uitrekenen

Detecteer ik hier nu een poging een golflengte te vinden waarbij de meeste energie wordt uitgestraald (m.a.v. de top van de curve van de Wet van Wien) en daaruit een zwart-lichaam stralingscurve te bepalen en berekening van de totale energie van dat lichaam?

Ik tast ook maar in het duister (aardige beeldspraak in deze) dus vergeet dit compleet als ik het helemaal mis heb.

> Let’s put all this in order, and let’s remember: [...]

Sorry to say but is the color and the wavelenght not the same?
Every wavelength represents a color...
electromagnetic spectrum!

Jawel maar je ogen zien niet alle kleuren. Het netvlies heeft maar 3 soorten kleurenkegels. Elke echte kleur (met bepaalde golflengte) geeft een signaal af op 1, 2 of alle drie van de kegelsoorten op het netvlies. Dat resulteert in verschillende stroompjes vanuit die kegels naar je hersenen. Die maken er, op nog onbekende wijze, een kleur van. Afhankelijk van de onderlinge signaalsterken kan dat bruin (geen "echte" kleur uit het wit), blauw, roze of wat ook zijn.

Dat we maar 3 kleuren detecteren en de rest eruit samenstellen is ergens maar gelukkig. Zo kun je full-colour pagina uit maar 3 (of 4 omdat men meestal zwart apart drukt) kleuren samenstellen waarvan de sterkte varieert om de andere kleuren na te bootsen. Op je netvlies en in je hoofd worden die drie kleuren gemengd en "zie" je een van de miljoenen kleurschakeringen: subtractieve kleurmenging (want alleen wat weerkaatst bereikt je oog)

Vanuit een ander gezichtspunt: er is groen licht in het spectrum van de zon. Daar hoort een golflengte bij.
Er is ook blauw licht. En geel licht.  Als die twee samen het oog bereiken dan zien we ook groen: additieve kleurmenging (want alleen wat uitgezonden wordt bereikt je oog). Maar niet met golflengte groen maar met golflengten blauw en geel die in je hoofd samen toch de indruk groen geven.
(zie ook https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/53564)