次の文章は,光の基本量に関する記述である。光源の放射束のうち人の目に光として感じるエネルギーを光束といい単位には …
機械 第12問
次の文章は,光の基本量に関する記述である。光源の放射束のうち人の目に光として感じるエネルギーを光束といい単位には (ア) を用いる。照度は,光を受ける面の明るさの程度を示し,1 (イ) とは被照射面積1 m²に光束1 (ア) が入射しているときの,その面の照度である。光源の各方向に出ている光の強さを示すものが光度である。光度I (ウ) は,立体角ω[sr]から出る光束をF (ア) とするとI=F/ωで示される。物体の単位面積から発散する光束の大きさを光束発散度M (エ) といい,ある面から発散する光束をF,その面積をA[m²]とするとM=F/A で示される。光源の発光面及び反射面の輝きの程度を示すのが輝度であり,単位には(オ) を用いる。上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。(ア)(イ)(ウ) (エ) (オ)
- (1)[lx][lm][cd] [lx/m²][lx/sr]
- (2)[lm][lx] [lm/sr][lm/m²][cd]
- (3)[lm][lx][cd] [lm/m²][cd/m²]
- (4)[cd][lx][lm] [cd/m²][lm/m²]
- (5)[cd][lm][cd/sr][cd/m²][lx]
正答 (3)
正答は (3)。
【空白(ア) ルーメン】
光源が放射するエネルギーのうち、人の目が光として感じる分を重み付けして表した量が光束で、単位はルーメンです。ルクスは照度、カンデラは光度の単位ですから、ここには入りません。よって(ア)を「ルクス」「カンデラ」としている(1)(4)(5)は外れます。
【空白(イ) ルクス】
照度は、光を受ける面の明るさの程度を表す量で、単位面積当たりに入射する光束として定義されます。
照度 = 光束 ÷ 面積
したがって、面積1平方メートルに光束1ルーメンが入射しているときの照度が1ルクスです。単位を式で書けば ルーメン毎平方メートル で、これをルクスと呼びます。
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【空白(ウ) カンデラ】
光度は、光源からある方向へ出ている光の強さを表す量で、単位立体角当たりの光束として定義されます。
I = F ÷ ω
ω は立体角[ステラジアン]です。単位は ルーメン毎ステラジアン で、これをカンデラと呼びます。選択肢では、この欄にカンデラと書いてあるもの、すなわち(1)(3)が候補になりますが、(1)は(ア)(イ)がすでに誤りです。
【空白(エ) ルーメン毎平方メートル】
光束発散度は、物体の単位面積から発散する光束の大きさを表します。
M = F ÷ A
単位は ルーメン毎平方メートル です。照度と同じ次元ですが、面に入ってくる光束か、面から出ていく光束かという違いがあるので、ルクスとは呼ばずにこの形で書きます。
【空白(オ) カンデラ毎平方メートル】
輝度は、発光面や反射面の輝きの程度を表す量で、単位面積当たりの光度として定義されます。
L = I ÷ (見かけの面積)
単位は カンデラ毎平方メートル です。同じ光度でも、発光面が小さいほどまぶしく見えることを表しています。
【結論】
ルーメン・ルクス・カンデラ・ルーメン毎平方メートル・カンデラ毎平方メートル、この組合せをもつ (3) が正答です。
【整理】
光束 ルーメン 目に感じる光の量
光度 カンデラ 単位立体角当たりの光束
照度 ルクス 面に入る単位面積当たりの光束
光束発散度 ルーメン毎平方メートル 面から出る単位面積当たりの光束
輝度 カンデラ毎平方メートル 単位面積当たりの光度
出典:令和5年度上期第三種電気主任技術者 機械科目 問12(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ
最終更新日
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