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60ワット電球の明るさに相当する太陽光を得るには、何cm2の穴があればいいですか?直射日光が直角に射し込むとします。

質問者からの補足コメント

  • 真っ暗な部屋の壁に外から太陽光が当たってるとして、何cm2の穴を開けたら、そこに60W電球があるのとと同じくらいの明るさが得られるものなのかな、という話です。。。その穴をすりガラスの半球でかぶせたら、割と似たような感じにならないかな、別にやるわけではないけど、なんてことを思ったので、質問してみました。

      補足日時:2022/05/26 16:21
  • 電球とは白熱電球です。だいたい800ルーメンくらいですね。

      補足日時:2022/05/26 16:36
  • 穴の位置にある、ではだめですね。いろんな方の回答を通して気が付いたのは、質問では、明るさと書いたので、ルクスからの回答で、条件が足らないよ、ということでしたが、本来は、光の量、ルーメンと書くべきだったようです。60W電球の光の量と同じ光の量を得るには、穴の大きさはどれだけか?という意味です。そして、5番の方の80㎝2が適切な回答のようです。

    No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2022/05/27 09:42
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A 回答 (7件)

皆さんが言われるように色々条件があるのですが、


60W電球の光エネルギーで考えると
太陽光80cm2の穴に相当します。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
60W電球といえば、普通は白熱電球だし、穴から太陽光という話だから、比較のためには、穴の位置に電球がある話だし、直角に光が射す前提だから、季節はあまり関係ないし、直射日光だから晴れの日射しだよね、と自分なりに必要な条件は示したつもりだったのですが、勝手な思い込みだったようで、なかなか難しいものです。。。

なるほど。直径10センチ程度ですね。実際には、入射角45度とすると2倍の160㎝2が必要だから、直径14センチといった感じですね。

お礼日時:2022/05/26 17:38

んじゃ、その800ルーメンで照らされた1m先と10m先の明るさが違うことは分かるかい。


どのくらい違うかというと、
1m先が100%とするなら、10m先は1%なんだぜ。
1m先で60lxなら、10m先では0.6lxなんだ。
だから光源からの距離の指定は必須だ。

なお、晴天時の正午の明るさは約100,000lxです。
800ルーメンなら全放射で約2.52cmの距離で100,000lxになる。
(電球なので全放射じゃないけど、面倒だから全放射として求めた距離)

・・・余談・・・

ところで、
lx(ルクス)と、lm(ルーメン)の関係は調べたのかい。
調べてもいないなら今すぐ調べてみよう。
思いっきり勘違いしていることに気づくはずだ。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。地震でいうマグニチュード(ルーメン)と震度(ルクス)みたいな関係ということですね。明るさというとルクスになるかもですが、自分の感覚としてはルーメンでしたね。60W電球から発する光の量と同じ光の量を得るための穴の大きさという意味です。そう考えると話がかなりまとまりますね。太陽光は1m2が10万ルーメンらしいので、yucco_chanさんの80cm2が私の欲しかった回答のようです

お礼日時:2022/05/27 05:04

No.3 です。

「お礼」に書かれたことについて。

>比較のためには、当然、そこに電球があると仮定して同じくらいの明るさを得るには・・・という話になると勝手に思ってましたが、

皆さんも書かれていますが、「点光源」からの光の照度は「半径の2乗に反比例する」ので、光源そのもの、つまり r=0 では「照度は無限大」になってしまうのです。
なので、理論上は「光源からの有限の距離」を仮定しないと、比較しようがないのです。
従って「その有限の距離をいくつに設定するのか」を決めないと議論が成立しません。

そういうものなのです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。自分自身よく分かってなかったので、明るさと書いたから、ルクスという方向で考えたのだと思いますが、自分の感覚としてはルーメンが正しいようです。つまり、60W電球から出る光の量と同じ光の量を得るための穴の大きさは?という意味です。光の量が同じなら、レンズやすりガラスで光を分散させたら同じような感じになるだろう。と考えてました。

お礼日時:2022/05/27 05:11

電球が10m先なのか、10km先なのか言わないで解ると思う?

この回答への補足あり
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。穴の位置にある前提です。

お礼日時:2022/05/26 16:43

>60ワット電球の明るさ



点光源から発する光のエネルギーは、その半径に相当する「球の表面積」に反比例して小さくなります。つまり「半径の2乗に反比例する」ということ。
従って電球が光源であれば、電球からの「距離」によって大きく変わります。
「60ワットの電球から 1 km 離れたところ」では、ほとんど光は届きません。

一方の太陽光線は、太陽の大きさと距離から、ほぼ「平行光線」と考えてよいです。地球上程度の狭い範囲であれば、「太陽光線の垂直な平面」で考えればどこでも同じ強さと考えてよいです。

おそらく「照度:単位面積に入射する光束(ルクス)」で比較したいのだと思います。
「明るさ」に関しては、いろいろ定義や計算が必要ですので、必要であれば下記のようなサイトを利用してください。

https://tomari.org/main/java/hikari.html
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。穴から光が入る話なので、比較のためには、当然、そこに電球があると仮定して同じくらいの明るさを得るには・・・という話になると勝手に思ってましたが、皆さんが言ってるということは、なかなか、そうは、ならないもんですね(笑)。

お礼日時:2022/05/26 16:42

(´・ω・`)


そんな条件で答えは得られません。マジで。

光源からの距離で光の強さは変わります。(距離の二乗の反比例)

そんなわけで、60ワットの電球からどんだけ離れた位置の明かるさなのかを考えましょう。
 lx(ルクス)、
 cd(カンデラ)、
 lm(ルーメン)、
なんて単位の意味もしっかり調べたうえでもう一度考えることを薦めます。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。穴の位置に60W白熱電球があるのと同じくらいの明るさになるには、どの程度の穴が必要かということです。

お礼日時:2022/05/26 16:34

「ワット数」では明るさが不明。


白熱球、LED、水銀灯、ナトリウム灯、蛍光灯、すべて同じ消費電力でも明るさが異なる。
ルーメンで言わないとわからない。

「太陽光」では明るさが不明。
太陽光の明るさは、季節、天候によって異なる。
もっと具体的に条件付けしないとわからない。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。白熱電球のつもりで書いてました。60Wだと800ルーメンくらいですね。
夏でも冬でも直角なら、そんなに変わらないと思うけど、違うのかな。夏の晴れの直射日光が直角に壁に挿してるということで考えてます。

お礼日時:2022/05/26 16:29

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