как найти площадь отражения (2 видео)

Содержание

Расчет площади световых проемов при боковом освещении
Расчет площади светопроемов при верхнем освещении
Законы отражения света
Законы отражения света
Расчет естественного освещения помещений.
🎬 Видео

Видео:Как найти площадь фигуры?Скачать

Расчет площади световых проемов при боковом освещении

Предварительный расчет площади световых проемов при боковом освещении помещений производят по формуле:

где S₀ — площадь окон, м 2 ; e_N — нормированное значение КЕО, определяемое по формуле (13.2) и по табл. В.45 приложения; — коэффициент запаса, зависящий от состояния воздушной среды производственных помещений (количества пыли, дыма, концентрации паров и т. п.), а также от количества чисток остекления светопроемов в год и угла наклона светопро-пускающего материала к горизонту; Ло — световая характеристика окон при боковом освещении (см. табл. В.46 приложения); к^_д — коэффициент, учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий, определяемый по табл. В.47 приложения; т₀ — общий коэффициент светопро- пускания окон (см. табл. В.48 приложения), определяемый по формуле:

здесь Ti — коэффициент светопропускания материала; т₂ — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах; т₃ — то же, в несущих конструкциях покрытий; т₄ — коэффициент, учитывающий светопотери в солнцезащитных устройствах; Т5 — то же, в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9 (при боковом освещении т₅ = 1); г — коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (см. табл. В.49 приложения).

Для определения г, предварительно находят средневзвешенный коэффициент отражения по формуле:

где pi, р2, рз — коэффициенты отражения потолка, стен и пола (см. табл. В.50 приложения); Si, S2, Si — площади потолка, стен и пола.

Формулу (13.5) используют как при боковом, так и верхнем естественном освещении. При боковом освещении в системе верхнего и бокового освещения р_ср определяют по формуле:

где р_п — коэффициент отражения глухих частей покрытия и фонарей; рг, рз, S, S2 я Si — см. формулу (13.5).

Площадь пола S„ в формуле (13.3) принимают в зависимости от условий обеспечения нормируемого значения КЕО на глубине помещения для работ с различными зрительными условиями. Для работ, относящихся к I-IV разрядам, площадь (м 2 ) достаточного естественного света при одностороннем освещении принимают равной

при V-VII разрядах

а при VIII разряде

При двустороннем расположении светопроемов для вышеуказанных диапазонов зрительных разрядов S_n (м 2 ) соответственно принимают равными:

где /_п — длина помещения, м; Н — высота помещения, м.

Видео:Площадь прямоугольника. Как найти площадь прямоугольника?Скачать

Расчет площади светопроемов при верхнем освещении

Предварительный расчет площади светопроемов при верхнем освещении помещений производят по формуле:

где 5ф — площадь световых проемов (в свету) при верхнем освещении, м 2 ; e_N — нормированное значение КЕО при верхнем естественном освещении, определяемое по формуле (13.2); г|ф — световая характеристика фонаря или светового проема в плоскости покрытия, принимаемая по табл. В.51 приложения; к§ — коэффициент, учитывающий тип фонаря (см. табл. В.52 приложения); г₂ — коэффициент повышения КЕО при верхнем освещении светом, отраженным от поверхностей помещения (см. табл. В.53 приложения); к₃ и т₀ — то же, что и в формуле (13.3).

При определении г₂ предварительно находят средневзвешенный коэффициент отражения по формуле (13.5). Размеры световых проемов можно конструктивно изменять в пределах от + 5 до — 10 % в сравнении с вычисленными.

Видео:Площадь треугольника. Как найти площадь треугольника?Скачать

Законы отражения света

На границе раздела двух различных сред, если эта граница раздела значительно превышает длину волны, происходит изменение направления распространения света: часть световой энергии возвращается в первую среду, то есть отражается, а часть проникает во вторую среду и при этом преломляется. Луч АО носит название падающий луч, а луч OD – отраженный луч (см. рис. 1.3). Взаимное расположение этих лучей определяют законы отражения и преломления света.

Рис. 1.3. Отражение и преломление света.

Угол α между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела, восстановленным к поверхности в точке падения луча, носит название угол падения.

Угол γ между отражённым лучом и тем же перпендикуляром, носит название угол отражения.

Каждая среда в определённой степени (то есть по своему) отражает и поглощает световое излучение. Величина, которая характеризует отражательную способность поверхности вещества, называется коэффициент отражения. Коэффициент отражения показывает, какую часть принесённой излучением на поверхность тела энергии составляет энергия, унесённая от этой поверхности отражённым излучением. Этот коэффициент зависит от многих причин, например, от состава излучения и от угла падения. Свет полностью отражается от тонкой плёнки серебра или жидкой ртути, нанесённой на лист стекла.

Законы отражения света

1	Падающий луч, отражающий луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
2	Угол отражения γ равен углу падения α :

Законы отражения света были найдены экспериментально ещё в 3 веке до нашей эры древнегреческим учёным Евклидом. Также эти законы могут быть получены как следствие принципа Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды, до которой дошло возмущение, является источником вторичных волн. Волновая поверхность (фронт волны) в следующий момент представляет собой касательную поверхность ко всем вторичным волнам. Принцип Гюйгенса является чисто геометрическим.

На гладкую отражательную поверхность КМ (рис. 1.4) падает плоская волна, то есть волна, волновые поверхности которой представляют собой полоски.

Рис. 1.4. Построение Гюйгенса.

А₁А и В₁В – лучи падающей волны, АС – волновая поверхность этой волны (или фронт волны).

Пока фронт волны из точки С переместится за время t в точку В, из точки А распространится вторичная волна по полусфере на расстояние AD = CB, так как AD = vt и CB = vt, где v – скорость распространения волны.

Волновая поверхность отражённой волны – это прямая BD, касательная к полусферам. Дальше волновая поверхность будет двигаться параллельно самой себе по направлению отражённых лучей АА₂ и ВВ₂.

Прямоугольные треугольники ΔАСВ и ΔADB имеют общую гипотенузу АВ и равные катеты AD = CB. Следовательно, они равны.

Углы САВ = = α и DBA = = γ равны, потому что это углы со взаимно перпендикулярными сторонами. А из равенства треугольников следует, что α = γ .

Из построения Гюйгенса также следует, что падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром к поверхности, восстановленным в точке падения луча.

Законы отражения справедливы при обратном направлении хода световых лучей. В следствие обратимости хода световых лучей имеем, что луч, распространяющийся по пути отражённого, отражается по пути падающего.

Большинство тел лишь отражают падающее на них излучение, не являясь при этом источником света. Освещённые предметы видны со всех сторон, так как от их поверхности свет отражается в разных направлениях, рассеиваясь. Это явление называется диффузное отражение или рассеянное отражение. Диффузное отражение света (рис. 1.5) происходит от всех шероховатых поверхностей. Для определения хода отражённого луча такой поверхности в точке падения луча проводится плоскость, касательная к поверхности, и по отношению к этой плоскости строятся углы падения и отражения.

Рис. 1.5. Диффузное отражение света.

Например, 85% белого света отражается от поверхности снега, 75% — от белой бумаги, 0,5% — от чёрного бархата. Диффузное отражение света не вызывает неприятных ощущений в глазу человека, в отличие от зеркального.

Зеркальное отражение света – это когда падающие на гладкую поверхность под определённым углом лучи света отражаются преимущественно в одном направлении (рис. 1.6). Отражающая поверхность в этом случае называется зеркало (или зеркальная поверхность). Зеркальные поверхности можно считать оптически гладкими, если размеры неровностей и неоднородностей на них не превышают длины световой волны (меньше 1 мкм). Для таких поверхностей выполняется закон отражения света.

Рис. 1.6. Зеркальное отражение света.

Плоское зеркало – это зеркало, отражающая поверхность которого представляет собой плоскость. Плоское зеркало даёт возможность видеть предметы, находящиеся перед ним, причём эти предметы кажутся расположенными за зеркальной плоскостью. В геометрической оптике каждая точка источника света S считается центром расходящегося пучка лучей (рис. 1.7). Такой пучок лучей называется гомоцентрическим. Изображением точки S в оптическом устройстве называется центр S’ гомоцентрического отражённого и преломлённого пучка лучей в различных средах. Если свет, рассеянный поверхностями различных тел, попадает на плоское зеркало, а затем, отражаясь от него, падает в глаз наблюдателя, то в зеркале видны изображения этих тел.

Рис. 1.7. Изображение, возникающее с помощью плоского зеркала.

Изображение S’ называется действительным, если в точке S’ пересекаются сами отражённые (преломлённые) лучи пучка. Изображение S’ называется мнимым, если в ней пересекаются не сами отражённые (преломлённые) лучи, а их продолжения. Световая энергия в эту точку не поступает. На рис. 1.7 представлено изображение светящейся точки S, возникающее с помощью плоского зеркала.

Луч SO падает на зеркало КМ под углом 0°, следовательно, угол отражения равен 0°, и данный луч после отражения идёт по пути OS. Из всего множества попадающих из точки S лучей на плоское зеркало выделим луч SO₁.

Луч SO₁ падает на зеркало под углом α и отражается под углом γ ( α = γ ). Если продолжить отражённые лучи за зеркало, то они сойдутся в точке S₁, которая является мнимым изображением точки S в плоском зеркале. Таким образом, человеку кажется, что лучи выходят из точки S₁, хотя на самом деле лучей, выходящих их этой точки и попадающих в глаз, не существует. Изображение точки S₁расположено симметрично самой светящейся точке S относительно зеркала КМ. Докажем это.

Луч SB, падающий на зеркало под углом 2 (рис. 1.8), согласно закону отражения света отражается под углом 1 = 2.

Рис. 1.8. Отражение от плоского зеркала.

Из рис. 1.8 видно, что углы 1 и 5 равны – как вертикальные. Суммы углов 2 + 3 = 5 + 4 = 90°. Следовательно, углы 3 = 4 и 2 = 5.

Прямоугольные треугольники ΔSOB и ΔS₁OB имеют общий катет ОВ и равные острые углы 3 и 4, следовательно, эти треугольники равны по стороне и двум прилежащим к катету углам. Это означает, что SO = OS₁, то есть точка S₁ расположена симметрично точке S относительно зеркала.

Для того чтобы найти изображение предмета АВ в плоском зеркале, достаточно опустить перпендикуляры из крайних точек предмета на зеркало и, продолжив их за пределы зеркала, отложить за ним расстояние, равное расстоянию от зеркала до крайней точки предмета (рис. 1.9). Это изображение будет мнимым и в натуральную величину. Размеры и взаимное расположение предметов сохраняются, но при этом в зеркале левая и правая стороны у изображения меняются местами по сравнению с самим предметом. Параллельность падающих на плоское зеркало световых лучей после отражения также не нарушается.

Рис. 1.9. Изображение предмета в плоском зеркале.

В технике часто применяют зеркала со сложной кривой отражающей поверхностью, например, сферические зеркала. Сферическое зеркало – это поверхность тела, имеющая форму сферического сегмента и зеркально отражающая свет. Параллельность лучей при отражении от таких поверхностей нарушается. Зеркало называют вогнутым, если лучи отражаются от внутренней поверхности сферического сегмента. Параллельные световые лучи после отражения от такой поверхности собираются в одну точку, поэтому вогнутое зеркало называют собирающим. Если лучи отражаются от наружной поверхности зеркала, то оно будет выпуклым. Параллельные световые лучи рассеиваются в разные стороны, поэтому выпуклое зеркало называют рассеивающим.

Видео:Что такое площадь. Как найти площадь прямоугольника?Скачать

Расчет естественного освещения помещений.

Предварительный расчет площади световых проемов производится:

а) при боковом освещении помещений по формуле

б) при верхнем освещении помещений по формуле

где S₀ — площадь световых проемов (в свету) при боковом освещении; S_n — площадь пола помещения; е_н — нормированное значение КЕО; е_н — нормированное значение КЕО; К₃ — коэффициент запаса, учитывающий загрязнение в процессе эксплуатации (см. табл. 2.9); г|₀ — световая характеристика окон (см. табл. 2.10); К_зд — коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями (см. табл. 2.11); т₀ — общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле

где xi — коэффициент светопропускания материала (см. табл. 2.12); т₂ — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема (см. табл. 2.12); т₃ — коэффициент, учитывающий затемнение несущими конструкциями (см. табл. 2.12) (при боковом освещении т₃ = 1); т₄ — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (см. табл. 2.13); т₅ — коэффициент, учитывающий затенение защитной сеткой, устанавливаемой под фонарями, принимается равным 0,9; г_г — коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (см. табл. 2.14); 5ф — площадь световых проемов (в свету) при верхнем освещении; г|ф — световая характеристика фонаря; г₂ — коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения; Кф — коэффициент, учитывающий тип фонаря.

Для нахождения г_: и г₂ требуется определить средневзвешенный коэффициент отражения с_ср по формуле