Steradiani
Kipimo kitokanacho cha SI · idadi: pembe ya nafasi
01 · Ufafanuzi
Steradiani ni ndugu wa pande mbili wa radiani: haikati tao kutoka tufe bali kipande. Kipimo hiki kinahitajika kila mahali ambapo mionzi husambaa kwa mielekeo — katika upimaji wa mwanga, katika teknolojia ya antena, katika fizikia ya vigunduzi.
Steradiani moja ni pembe ya nafasi inayokata kwenye tufe lenye nusukipenyo R eneo sawa na R mraba. Tufe kamili lina steradiani 4π, nusutufe lina 2π, na koni yenye mwanya wa digrii 65.54 hutoa moja hasa. Kipeo, kama kwa radiani, ni sawa na moja: mita mraba kwa mita mraba. Ni kupitia steradiani ndipo kandela na lumeni hufungamana — nguvu ya mwanga ikizidishwa kwa pembe ya nafasi hutoa mtiririko wa mwanga, na bila kipimo hiki upimaji wa mwanga huvunjika.
Ufafanuzi huzungumzia eneo pekee, si umbo: kipande cha mraba chenye upande sawa na nusukipenyo hutoa steradiani ile ile moja kama koni ya duara. Ndiyo maana katika unajimu wa redio pembe za nafasi za maeneo yasiyo ya kawaida ya anga huhesabiwa kwa ujumuishaji rahisi.
02 · Kubadilisha
Weka pembe ya nafasi — karatasi itaibadilisha
Wanajimu huhesabu maeneo angani kwa digrii mraba: anga lote ni 41 253, kundinyota la Orioni takriban 594, mwezi mpevu 0.2. Digrii mraba ni ndogo mara 3283 kuliko steradiani, na ndicho kibadala chake pekee cha kiutendaji.
Steradiani moja ni takriban asilimia nane ya tufe kamili. Kutoka hapo hupatikana kigezo rahisi: chanzo cha kandela moja kinachoangaza pande zote hutoa lumeni 12.57, na ndani ya steradiani moja hutoa moja hasa.
| Kipimo | Jina | Thamani | Inapopatikana |
|---|---|---|---|
| sr | steradiani, kipimo cha SI | 1 | upimaji wa mwanga, upimaji wa mionzi |
| msr | milisteradiani | 1000 | LED, elimu ya nuru |
| µsr | mikrosteradiani | 1 000 000 | leza, antena |
| nsr | nanosteradiani | 1·10⁹ | unajimu |
| tufe | tufe kamili, steradiani 4π | 0.07958 | chanzo cha pande zote sawa |
| m²/m² | mita mraba kwa mita mraba | 1 | steradiani haina kipeo |
| digrii² | digrii mraba | 3283 | ukaguzi wa anga, katalogi |
| dak² | dakika mraba ya upinde | 1.182·10⁷ | picha za darubini |
| sek² | sekunde mraba ya upinde | 4.255·10¹⁰ | unajimu wa nafasi |
| nusut. | nusutufe, steradiani 2π | 0.15915 | taa juu ya meza |
| sr | steradiani | 1 | kipimo cha leo |
Digrii mraba ni kipimo cha kazi cha ukaguzi wa anga: anga lote ni digrii mraba 41 253. Kwa miale membamba huchukuliwa dakika na sekunde mraba za upinde, na nusutufe hutajwa moja kwa moja, kwa sababu taa juu ya meza huangaza ndani yake hasa.
03 · Madaraja ya ukubwa
kutoka pikseli ya darubini hadi tufe kamiliSteradiani moja — koni ya 65.5°
04 · Vifaa vya kupima
Wapi steradiani huhesabiwa
Hupima nguvu ya mwanga kwa mielekeo na kujumuisha juu ya steradiani: hivyo kutoka kandela hupatikana mtiririko kamili wa mwanga kwa lumeni. Bila steradiani jumuisho lisingekuwa na cha kuchukuliwa juu yake.
Faida ya antena ni 4π ikigawanywa kwa pembe ya nafasi ya mwale wake. Mwale mwembamba wa milisteradiani moja huinua faida mara maelfu — ndiyo maana sahani huelekezwa kwa usahihi wa sehemu ya digrii.
Kila pikseli hukusanya mwanga kutoka pembe yake ya nafasi. Mwangaza wa anga hupimwa kwa vipimo kwa sekunde mraba ya upinde, na kuubadilisha kuwa steradiani hugawanywa kwa 4.25·10¹⁰.
Katika fizikia ya chembe ufanisi wa kifaa huelezwa kwa sehemu za 4π: kigunduzi kinachofunika mielekeo yote hunasa kila zao la kuoza.
05 · Kanuni za kuandika
sr kwa herufi ndogo — Sr ni stronti
Alama huandikwa kwa herufi mbili ndogo; S kubwa ingetoa kipengele cha kikemikali. Kama radiani, steradiani haina kipeo na yaweza kuachwa katika fomula, lakini katika uandishi wa lumeni huhifadhiwa: cd·sr husomeka kwa maana moja, ilhali «kandela» bila sr huchanganyika na nguvu ya mwanga.
Digrii mraba si kipimo cha SI lakini inaruhusiwa katika unajimu. Viambishi havitumiwi kwake: milidigrii mraba haipo, na maeneo madogo huandikwa kwa dakika na sekunde mraba za upinde.
06 · Vipimo jirani
Steradiani hufunga jozi ya vipimo visivyo na kipeo vya SI pamoja na radiani na hubeba mabegani upimaji wa mwanga: kandela kwa steradiani hutoa lumeni, na lumeni kwa mita mraba hutoa luksi. Katika upimaji wa mionzi, kupitia steradiani hufafanuliwa mng’ao kwa wati kwa steradiani na mita mraba.
Dunia huonekana kutoka Mwezini chini ya pembe ya nafasi ya takriban steradiani 0.0007 — kwa kadirio mara kumi na tatu zaidi ya jinsi Mwezi unavyoonekana kutoka Duniani, kwa sababu Dunia ni kubwa kwa kadiri hiyo kwa kipenyo.
07 · Sehemu ya kihistoria
Pembe ya nafasi ilipimwa kwa nini
Eneo angani: ukaguzi wa LSST hufunika elfu 18, anga lote 41 253. Kiwango cha katalogi na ukaguzi, kilichohifadhiwa katika unajimu kando ya SI.
Kabla steradiani haijaletwa, mafundi wa mwanga walielezea mwale kwa kipenyo cha tundu na umbali. Ilibidi kuhesabu upya kwa kila umbo, na matokeo ya maabara mbalimbali hayakulingana.
Ufanisi wa kigunduzi huelezwa si kwa steradiani bali kwa asilimia ya 4π: hivyo huonekana vizuri zaidi ni sehemu gani ya chembe ilinaswa na ni ipi iliyopita bila kutambuliwa.
Badala ya pembe ya nafasi ya mwale wa antena hutolewa faida kwa desibeli: 30 dBi humaanisha mwale wa takriban milisteradiani 12. Mhandisi huzungumza kwa desibeli, fomula kwa steradiani.
Kipimo kilichofanya kandela ibaki kipimo cha msingi
Kwa mtazamo rasmi steradiani ni sawa na moja, na katika miaka ya 1970 pendekezo lilijadiliwa la kuiondoa kwenye mfumo pamoja na radiani, na kuifanya kandela kuwa kipimo kitokanacho cha wati. Teknolojia ya mwanga ilipinga: bila steradiani tofauti kati ya nguvu ya mwanga na mtiririko wa mwanga hupotea, na nyaraka zote za sekta zimejengwa juu ya jozi hiyo. Maafikiano ya mwaka 1995 yaliipa vipimo vyote viwili vya pembe hadhi ya vipimo vitokanavyo vyenye kipeo cha moja — kwa mtazamo rasmi havimaanishi chochote, lakini katika uandishi cd·sr = lm ndivyo vinavyobeba maana.
Katalogi · Mfumo wa Kimataifa wa Vipimo
Karatasi kwa kila kipimo
Vipimo saba vya msingi, ishirini na viwili vitokanavyo vyenye majina yao, na kumbukumbu za mifumo iliyoacha kutumika. Kila kimoja kina karatasi yake: ufafanuzi, ubadilishaji, vifaa, kanuni za uandishi. Kwa lugha 36.