照度とエネルギー

質問

照度とその照度下にある物体が受けるエネルギーにはどんな相関があるのでしょうか？例えば蛍光灯の光を受けて１０００ルクスの照度を受けている物があるとします。一方、同じ物が１００ルクスの蛍光灯の光を受けた場合と比較した場合、そのエネルギーは１０分の１であると考えて良いのでしょうか？判りにくい質問かと思いますが、例えば１０００ルクスの光を１００時間照射すると劣化する高分子材料があるとします。実際に受ける照度は１００ルクスなので、この高分子材料は劣化までに１０００時間は耐えると言えるかどうかを知りたいのです。光によるダメージのシュミレーションをやりたいとお考えください。受ける光の波長領域だとか考慮すべき点は他にもあるかと思いますが、概算だけでも知りたいので指針をいただけると助かります。どうぞよろしくお願いします。

回答No.2

walkingdic · ベストアンサー

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例えば蛍光灯の光を受けて１０００ルクスの照度を受けている物があるとします。一方、同じ物が１００ルクスの蛍光灯の光を受けた場合と比較した場合、そのエネルギーは１０分の１であると考えて良いのでしょうか？
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同一のスペクトル分布の蛍光灯を使用している場合にはその考えでかまいません。
しかし、

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例えば１０００ルクスの光を１００時間照射すると劣化する高分子材料があるとします。実際に受ける照度は１００ルクスなので、この高分子材料は劣化までに１０００時間は耐えると言えるか
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これはいえません。

通常物質の劣化は非線形な応答になります。トータルのエネルギーで決まるのではなく、それ以外にも光強度自体の関数にもなっていますので、同じことは言えないのです。

極端な話、虫眼鏡で太陽の光を当てて黒い紙を焼くことを考えてください。
光を集める＝光強度を強くすると一気に紙を焼くことが出来ますが、トータルエネルギーが同じになるだけ時間をかけて照射しても光強度が弱ければいつまで経っても紙は焼けません。

高分子関係でもやはり同じ話があり、光が強い場合には劣化は受けたトータルエネルギー以上に加速されます。

つまり劣化のメカニズムとも密接に絡む話であり、これは単純に推測は出来ません。

従いまして寿命試験では、複数の水準から推定して寿命を割り出します。
具体的にはたとえば１０００倍の強度、１００倍の強度、１０倍の強度のデータをとり、光強度が１倍の時の寿命を推定するということを行うわけです。

このあたりはノウハウの部分がかなりあるのでなかなかデータが少ない話です。

回答No.1

foobar

照度は波長による人の目の感度の違い(視感度)を盛りこんでいるので、単純にはエネルギー換算できないのですが、

光の波長分布が同じ(光源が同じ)なら、単位面積、単位時間あたりに照射されるエネルギーは照度に比例する、としても良いかと思います。