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๊ณ„์‚ฐ ์ž…๋ ฅ

๊ณต์‹

๊ด‘๊ณ 

๊ฒฐ๊ณผ

์กฐ๋„
250
๋Ÿญ์Šค (lx)
๊ด‘๋„ 1,000 cd
๊ฑฐ๋ฆฌ 2 m
๊ณต์‹ lux = cd / dยฒ

์นธ๋ธ๋ผ ๋Ÿญ์Šค ๋ณ€ํ™˜ ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋ž€?

์ด ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ๊ด‘์›์—์„œ ํŠน์ • ๊ฑฐ๋ฆฌ๋งŒํผ ๋–จ์–ด์ง„ ์ง€์ ์—์„œ ๊ด‘๋„(์นธ๋ธ๋ผ, cd)๋ฅผ ์กฐ๋„(๋Ÿญ์Šค, lx)๋กœ ๋ณ€ํ™˜ํ•ด ์ค๋‹ˆ๋‹ค. ์นธ๋ธ๋ผ๋Š” ํŠน์ • ๋ฐฉํ–ฅ์œผ๋กœ ๋น›์ด ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ๊ฐ•ํ•˜๊ฒŒ ๋ฐฉ์ถœ๋˜๋Š”์ง€๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ด๊ณ , ๋Ÿญ์Šค๋Š” ๊ทธ ๋น›์ด ์‹ค์ œ๋กœ ํ‘œ๋ฉด์— ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ๋„๋‹ฌํ•˜๋Š”์ง€๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋ƒ…๋‹ˆ๋‹ค. ๋น›์€ ์ด๋™ํ•˜๋ฉด์„œ ์ ์  ํผ์ง€๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์—, ๊ฐ™์€ ๊ด‘์›์ด๋ผ๋„ ๋ฉ€๋ฆฌ์„œ ์ธก์ •ํ• ์ˆ˜๋ก ๋Ÿญ์Šค ๊ฐ’์€ ์ž‘์•„์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.

์‚ฌ์šฉ ๋ฐฉ๋ฒ•

๊ด‘์›์˜ ๊ด‘๋„๋ฅผ ์นธ๋ธ๋ผ(cd) ๋‹จ์œ„๋กœ ์ž…๋ ฅํ•˜๊ณ , ๊ด‘์›์—์„œ ํ‘œ๋ฉด๊นŒ์ง€์˜ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๋ฏธํ„ฐ(m) ๋‹จ์œ„๋กœ ์ž…๋ ฅํ•˜์„ธ์š”. ๊ทธ๋Ÿฌ๋ฉด ์กฐ๋„๊ฐ€ ๋Ÿญ์Šค ๋‹จ์œ„๋กœ ์ฆ‰์‹œ ๊ณ„์‚ฐ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์กฐ๋ช… ์„ค๊ณ„, ์‚ฌ์ง„ ์ดฌ์˜, ๋ฌด๋Œ€ ์กฐ๋ช…์€ ๋ฌผ๋ก  ์†์ „๋“ฑ์ด๋‚˜ ํ”„๋กœ์ ํ„ฐ๋ฅผ ๊ณ ๋ฅผ ๋•Œ๋„ ์œ ์šฉํ•˜๊ฒŒ ์“ธ ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณต์‹ ์„ค๋ช…

๋ณ€ํ™˜์€ ๊ฑฐ๋ฆฌ์˜ ์—ญ์ œ๊ณฑ ๋ฒ•์น™(inverse-square law)์„ ๋”ฐ๋ฆ…๋‹ˆ๋‹ค.

$$E_v\ (\text{lux}) = \frac{I\ (\text{cd})}{d^2\ (\text{m}^2)}$$

์—ฌ๊ธฐ์„œ I๋Š” ์นธ๋ธ๋ผ ๋‹จ์œ„์˜ ๊ด‘๋„, d๋Š” ๋ฏธํ„ฐ ๋‹จ์œ„์˜ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ€ ์ œ๊ณฑ์œผ๋กœ ๋“ค์–ด๊ฐ€๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ€ 2๋ฐฐ๊ฐ€ ๋˜๋ฉด ์กฐ๋„๋Š” 1/4๋กœ ์ค„์–ด๋“ญ๋‹ˆ๋‹ค. ๋ฐ˜๋Œ€๋กœ ๊ณ„์‚ฐํ•˜๋ ค๋ฉด, ์›ํ•˜๋Š” ๋Ÿญ์Šค ๊ฐ’์— ๊ฑฐ๋ฆฌ์˜ ์ œ๊ณฑ์„ ๊ณฑํ•˜๋ฉด ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค: \(I = E_v \times d^2\).

๊ฑฐ๋ฆฌ์— ๋”ฐ๋ผ ๋น›์ด ๋” ๋„“์€ ๋ฉด์ ์œผ๋กœ ํผ์ง€๋Š” ์—ญ์ œ๊ณฑ ๋ฒ•์น™์„ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ๊ทธ๋ฆผ
๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ€ ๋‘ ๋ฐฐ๊ฐ€ ๋˜๋ฉด ๊ฐ™์€ ๋น›์ด ๋„ค ๋ฐฐ ๋„“์€ ๋ฉด์ ์— ํผ์ง€๋ฏ€๋กœ ๋Ÿญ์Šค๋Š” 4๋ถ„์˜ 1๋กœ ๋–จ์–ด์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.
๊ฑฐ๋ฆฌ d์—์„œ ํ‘œ๋ฉด์„ ๋น„์ถ”๋Š” ์ ๊ด‘์› ๋‹ค์ด์–ด๊ทธ๋žจ
์กฐ๋„ E๋Š” ๊ฐ•๋„ I์ธ ๊ด‘์›์œผ๋กœ๋ถ€ํ„ฐ์˜ ๊ฑฐ๋ฆฌ d์˜ ์ œ๊ณฑ์— ๋ฐ˜๋น„๋ก€ํ•ด ๊ฐ์†Œํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณ„์‚ฐ ์˜ˆ์‹œ

์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค์–ด ์ŠคํฌํŠธ๋ผ์ดํŠธ์˜ ๊ด‘๋„๊ฐ€ 1,000 cd์ด๊ณ , 2๋ฏธํ„ฐ ๋–จ์–ด์ง„ ์ง€์ ์—์„œ ์กฐ๋„๋ฅผ ์ธก์ •ํ•œ๋‹ค๊ณ  ๊ฐ€์ •ํ•ด ๋ด…์‹œ๋‹ค. ์ด๋•Œ $$E_v = \frac{1{,}000}{2^2} = \frac{1{,}000}{4} = 250 \text{ ๋Ÿญ์Šค}$$๊ฐ€ ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ 5๋ฏธํ„ฐ๋กœ ์˜ฎ๊ธฐ๋ฉด \(1{,}000 / 25 = 40\) ๋Ÿญ์Šค๊ฐ€ ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ž์ฃผ ๋ฌป๋Š” ์งˆ๋ฌธ

์นธ๋ธ๋ผ์™€ ๋Ÿญ์Šค๋Š” ๊ฐ™์€ ๋‹จ์œ„์ธ๊ฐ€์š”? ์•„๋‹™๋‹ˆ๋‹ค. ์นธ๋ธ๋ผ๋Š” ํŠน์ • ๋ฐฉํ–ฅ์œผ๋กœ์˜ ๋น›์˜ ์„ธ๊ธฐ๋ฅผ ์ธก์ •ํ•˜๊ณ , ๋Ÿญ์Šค๋Š” ํ‘œ๋ฉด์—์„œ 1์ œ๊ณฑ๋ฏธํ„ฐ๋‹น ๋ฐ›๋Š” ๋น›์˜ ์–‘์„ ์ธก์ •ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋‘ ๊ฐ’์€ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ํ•จ๊ป˜ ์•Œ ๋•Œ๋งŒ ์„œ๋กœ ์—ฐ๊ฒฐ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ด ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ๋น” ๊ฐ๋„(beam angle)๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ•˜๋‚˜์š”? ์•„๋‹™๋‹ˆ๋‹ค. ์ธก์ • ๋ฐฉํ–ฅ์œผ๋กœ์˜ ์ ๊ด‘์› ๊ด‘๋„๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜๋ฉฐ, ์ด๋Š” ์นธ๋ธ๋ผ-๋Ÿญ์Šค ๋ณ€ํ™˜์˜ ํ‘œ์ค€ ๊ด€๊ณ„์‹์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ€ 0์ด๋ฉด ์–ด๋–ป๊ฒŒ ๋˜๋‚˜์š”? ๊ณต์‹์ด ๊ฑฐ๋ฆฌ์˜ ์ œ๊ณฑ์œผ๋กœ ๋‚˜๋ˆ„๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ๊ฑฐ๋ฆฌ๋Š” ๋ฐ˜๋“œ์‹œ 0๋ณด๋‹ค ์ปค์•ผ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. 0 ์ดํ•˜์ผ ๊ฒฝ์šฐ ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” 0์„ ๋ฐ˜ํ™˜ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ตœ์ข… ์—…๋ฐ์ดํŠธ: