javascript(hidden via css)

/* */

April 30, 2014

Фотонное решето / Photon sieve.

Изучение распространения света на кухне. Какая часть фотонов долетит до датчика избежав столкновений с молекулами воздуха. Температура воздуха 26°C. Относительная влажность 45%. Удав измеряется в попугаях.

Study of light propagation in the kitchen environment. How many photons will reach the sensor avoid colliding with air molecules. Air temperature is 26°C. Relative humidity is 45%. Photons will be measured in units.

HS1010 и его кривая чувствительности(ь).

HS1010 and its sensitivity curve.

 

Для начала был куплен измеритель света HS1010 (ebay). Быстро выяснилось что при солнце на улице в 84000 люкс одинарное остекление балкона пропускает 70000 люкс (83%). Троиной стеклопакет на кухне оставляет только 57000 люкс (68%). Вещь интересная, но для измерения излучения светодиодов не подходит потому как в нужных диапазонах слеп как крот. Хотя если диод на 660нм заставит этот датчик хоть что-то показать то этот диод весьма хорош. Был найден куда более зрячий датчик о двух глазах TSL2561 (ebay). Выяснилось что фото оказалось сильно преувеличенным и эта кроха размером всего 2 миллиметра! Для моих паяльных навыков это был явный перебор. Датчик был зверски замучен в процессе. Затем был куплен готовый модуль с уже припаянным датчиком TSL2561 (ebay). Модуль работает от 5в (сам датчик на 3.3в) что оказалось весьма кстати. 5 месяцев спустя можно приступать к измерениям.

The light meter HS1010 (ebay) was initially purchased. It became evident very quickly that the single glassed balcony passes 70,000 lux (83%) of 84000 lux of sunshine on the street. 3 windows window-packet 4-10-4-10-4 has left only 57,000 lux (68%). The sensor is nice to deal with, but is not quite suitable for measuring LED performance. In the most needed ranges in 440 and 660nm it is blind as a mole. Later, the much more suitable sensor TSL2561 (ebay) was found. It turned out that the ebay photo of this sensor was greatly exaggerated and that thing was about 2 millimeters long! For my soldering skills it was overkill. The sensor has been tortured to its death in the soldering process. After that the ready-made module with the very same type of sensor TSL2561 (ebay) presoldered to the mini-plate. Moreover, the module operates from 5V (the sensor itself wants only 3.3V) which was very handy. And now, after 5 months the measurements can begin.

Рисунок 1. Спектральная чувствительность двух фотодиодов в датчике TSL2561.

Figure 1. Normalized spectral sensitivity of both photodiodes in the TSL2561 sensor.


Даль, мОбщийКрасный  %   /
0.1166011932100.116
0.2383344623.1.116
0.3169619710.2.116
0.49571125.76.117
0.5617723.72.117
0.6431512.60.118
0.7325381.96.117
0.8253301.52.119
0.9205251.23.122
1.0170211.02.124
1.1143170.86.119
1.2124150.75.121
1.3108130.65.120
1.496120.58.125
1.587110.52.126

Взяв за 100% число фотонов успешно преодолевших 10 сантиметров посмотрим сколько из их выдержит линию партии и донесет послание центра до отдаленных деревень. 3/4 фотонов не добрались до отметки в 20 сантиметров. До отметки в 30 сантиметров долетел только каждый десятый фотон! 20 сантиметров тьмы съели 90% светлячков! Отметку 1 метр преодолел только 1%! 99% сгинули по дороге! Наглядная иллюстрация как трудно нести свет.

Сколько же фотонов было в 5 сантиметрах от источника? В 4 раза больше чем в 10 сантиметрах! 400%. Закон обратных квадратов: Интенсивность=1/Расстояние². Интенсивность света падает, но освещаемая площадь увеличивается.

В последнем столбце удельный вес красных фотонов. Синие фотоны "теряются" чаще красных.

Куда деваются фотоны? Каждый пропавший фотон, этот маленький камикадзе света, столкнувшись с молекулой воздуха, отдает ей всю свою энергию и всего себя целиком без остатка, исчезает, сделав этот мир чуточку теплее. Это про фотоны видимого света. Ребят из ультрафиолетового батальона так просто не возьмешь!

Let us take the number of photons which successfully reached 10 cm distance as 100%. Let's see how many of them survive and will bring the message of light center to remote galaxies. 3/4 photons will not make 20 cm. 30 cm flew only each tenth photon! 20 centimeters of darkness have eaten 90% of fireflies! The mark of 1 meter overcame only 1%! 99% have perished on their way! Great illustration of how difficult it is to bring the light.

How many photons have reached 5 cm from the source? The 4 times greater than those who made 10 cm! 400% by inverse square law: Intensity=1/Distance². Light intensity decreases, but the irradiated area increases.

The last column show us the proportion between red and all photons. Blue photons have a habit to "get lost" more frequently than the red ones.

Each photon that is missing, this little light bombers, have met a molecule of air, gave up all its energy and disappeared making this world a little warmer. These were the photons of visible light. Guys from ultraviolet division do not vanish so easy!

Какая часть фотонов от натриевых ламп подвешенных на высоте полтора метра достанется саженцам? 0.5% или 1/200! ☯

How many photons from the HPS lamps suspended 1.5m above will reach seedlings? 0.5% or 1/200th! ☯