小竅門：如何輕松設計一款光污染測試儀

一、項目概述

如今光污染問題已經日益嚴重，對人類的生產生活造成了威脅，國際上一般將光污染分成3類,即白亮污染,人工白晝和彩光污染. 專家研究發(fā)現(xiàn),長時間在白色光亮污染環(huán)境下工作和生活的人,視力急劇下降,白內障的發(fā)病率高達45%.還使人頭昏心煩,甚至發(fā)生失眠,食欲下降,情緒低落,身體乏力等類似神經衰弱的癥狀.。夏天,玻璃幕墻強烈的反射光進入附近居民樓房內,增加了室內溫度,影響正常的生活.有些玻璃幕墻是半圓形的,反射光匯聚還容易引起火災.烈日下駕車行駛的司機會出其不意地遭到玻璃幕墻反射光的突然襲擊,眼睛受到強烈刺激,很容易誘發(fā)車禍. 人工白晝會傷害鳥類和昆蟲,強光可能破壞昆蟲在夜間的正常繁殖過程. 光污染對人眼的角膜和虹膜造成傷害,引起視疲勞和視力下降.我國高中生近視率達60%以上的主要原因,并非用眼習慣所致,而是視覺環(huán)境受到污染.面對如此殘酷的現(xiàn)實，我們必須做出一些措施來保護自己。

二、需求分析

目前市面上并沒有什么專門針對光污染問題測試的儀器，所以我團隊計劃設計制作一個光污染測試儀，它能幫住人們了解身邊的光強并且做出光強級別的評定，可以清楚的測出光對農業(yè)，畜牧業(yè)的影響情況，還可以應用于天文觀測，尋找光強合適的地理位置而不影響天文觀測。應用于家庭生活保證人體的身體健康。

三、方案設計

3.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)原理（除圖片外需有文字介紹）

在工作和學習中，我們能否看清一個物體，或能否辨別物體上的細微部分，都與物體表面的被照程度有關系。為了表明物體被照明的程度，人們引進了照度的物理量， 照度是反映光照強度的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量，照度的單位是每平方米的流明（Lm）數(shù)，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/m2。 上式中，Lm是光通量的單位，其定義是純鉑在熔化溫度（約1770℃）時，其1/60平方米的表面面積于1球面度的立體角內所輻射的光量。為了對照度的量有一個感性的認識，下面舉一例進行計算，一只100W的白熾燈，其發(fā)出的總光通量約為1200Lm，若假定該光通量均勻地分布在一半球面上，則距該光源1m和5m處的光照度值可分別按下列步驟求得： 半徑為1m的半球面積為2π×12=6.28 m2， 距光源1m處的光照度值為：1200Lm/6.28 m2=191Lux。 同理，半徑為5m的半球面積為:2π×52=157 m2， 距光源5m處的光照度值為： 1200Lm/157 m2=7.64Lux。 一般情況：夏日陽光下為100000LUX；陰天室外為10000LUX；室內日光燈為100LUX；距60W臺燈60cm桌面為300LUX；電視臺演播室為1000LUX；黃昏室內為10LUX；夜間路燈為0.1LUX；燭光（20cm遠處）10～15LUX。