No soy físico ni ingeniero, y es por eso que recurro a usted en busca de ayuda. Esta es una nueva publicación de un tema antiguo. Esta es una nueva publicación porque faltaba información importante en mi primera publicación sobre este tema. Tengo un LED infrarrojo que emite luz a 940 nm y el fabricante afirma que es de unos 1000 mW/sr. Si bien la luz no es visible para los ojos humanos, la luz de esta longitud de onda puede dañar los ojos humanos si es lo suficientemente fuerte. La siguiente ecuación puede ayudarme a determinar si este LED representa un peligro. Reconozco que el LED probablemente no sea un peligro, pero necesito que la ciencia respalde esa afirmación.
Ecuación uno:
E_IR_solo (W/m^2) = SUMA (de 770 nm a 3000 nm) E_lambda x delta_lambda
Ecuación Uno, Definición de términos
E_IR_only = irradiancia en W/m^2;
E_lambda = irradiancia espectral (W * m^-2 * um^-1);
delta_lambda = ancho de banda espectral (um);Nota: ancho de banda espectral informado por el fabricante = 30 nm.
Paso uno:
Primero calculé la energía de un solo fotón de luz a 940 nm. No estoy siendo cuidadoso con mis cifras significativas... disculpas a la comunidad.
E940 = hc/lambda = (6,626e-34 Js)(2,998e8 m/s)/(9,4e-7 m) = 2,113e-19 J
Segundo paso:
Según la hoja de especificaciones, creo que la potencia radiante de este LED es de 40 mW o 0,04 W, y a partir de eso puedo calcular el flujo, phi.
phi = potencia radiante/E940 = 0,04 W / 2,113e-19 J = 1,893e17 fotones/m^2
Paso tres:
El siguiente paso es donde me confundo. Cada fuente de información que puedo encontrar dice que la irradiancia espectral (E_lambda de la ecuación uno) se define como:
F_lambda (W * m^-2 * um^-1) = phi * E940 * (1/delta_lambda)
En mi caso, eso se simplificaría a F(940) = potencia radiante / delta_lambda.
F(940 nm) = 0,04 W / 3e-8 m ~ 1,33e6 W m^-3 o 1,3 W * m^-2 * um^-1.
Pregunta:
Siento que mi cálculo es incorrecto porque si aplico la ecuación que necesito, E_IR_only = E_lamba x delta_lambda = 1.3 x 30 nm, termino con energía radiante nuevamente, o 0.04 W. Claramente, 0.04 W no es ALGÚN NÚMERO W/m^2 . ¿Se supone que debo usar el ancho de banda espectral (delta_lambda, 30 nm) en el cálculo de la irradiancia espectral, o se supone que debo usar la longitud de onda especificada (940 nm)?
He cometido un error en alguna parte, y sigo andando en círculos matemáticos. Cualquier ayuda que la comunidad pueda brindar es muy bienvenida.
Bueno, es bueno que tengas un enlace al LED. Puedes ver todos los datos que necesitas en la segunda página. (Lo bueno de un led IR es que no tienes que lidiar con los lúmenes :^) Puedes ver que la potencia total es de 40 mW. Y la intensidad radiante es de solo 170 mW/sr a 100 mA de corriente. (tienes que pulsarlo rápidamente para obtener más).
También puede ver que el ancho (total) del haz es de 20 grados (+/-10 grados).
Una forma de pensar en los estereorradianes es como grados cuadrados. Esto está bien
Entonces, un radián tiene aproximadamente 57 grados, y un radián cuadrado (estereorradián) tiene aproximadamente (57) ^ 2 grados al cuadrado. Entonces, como un control con una potencia total de 40 mW sobre (20 grados) ^ 2, es aproximadamente 40 mW * (57/20) ^ 2 = ~ 325 mW / sr. Eso es aproximadamente el doble del número indicado... lo cual está bien porque el ancho es la mitad del punto de potencia y la intensidad es una medida del máximo central. (Los 40 mW no son constantes sobre el perfil del haz, por lo que mi cálculo rápido sobreestima la intensidad).
justin
marca mentiras
Cheibriados
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