¿Cómo hacer que un LED verde sea tan brillante visualmente como una estrella de magnitud 0?

Estoy tratando de estimar la distancia y la potencia que necesitaría para que un LED verde parezca visualmente tan brillante como una estrella relativamente brillante, digamos una magnitud visual de cero. Esto es lo que tengo hasta ahora.

Tenga en cuenta que solo estoy aparcándolo aquí.

El sol tiene una magnitud visual -27, y cinco magnitudes astronómicas visuales son un factor de 100, por lo que una estrella de magnitud cero debería parecer un factor de 100 − 27 / 5 ≈ 1.6 × 10 − 11 tan brillante como el sol.

El FWHM de la sensibilidad de la visión humana es de aproximadamente 100 nm y alcanza su punto máximo aproximadamente en la parte verde del espectro; sin embargo, el centro cambia entre aproximadamente 550 nm y 500 nm según las condiciones fotópicas o escotópicas.

Al nivel del mar, la luz solar directa es aproximadamente 1.3   W / metro 2 / norte metro , por lo que para un paso de banda de 100 nm de ancho eso es 130   W / metro 2 . Un objeto de magnitud visual cero debería entonces producir 2.1 × 10 − 9   W / metro 2 .

Si tengo un LED verde de 555 nm con una eficiencia cuántica externa del 30 %, entonces 0.1   A de corriente debe producir 0.22   W × 0.3 ≈ 0.067   W de luz. Si es más o menos uniforme sobre un cono con un ancho medio de 10°, entonces el LED produce 0.7   W / S r , o 0.7 / r 2   W / metro 2 a una distancia de r metros

¡Eso significa que tendría que mover mi LED de 100 mA, 30% eQE 555nm con un ángulo medio de 10° a 18 kilómetros de distancia para que se vea tan brillante como una estrella de magnitud visual 0!

¿He cometido algún error fundamental aquí? O, dejando al descubierto la absorción atmosférica, ¿podría ver un LED verde a unos 20 km de distancia (o en un globo a 20 km hacia arriba) en una noche oscura?

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Me gusta mucho esta pregunta. Hice un cálculo del reverso del sobre a través de diferentes métodos y llegué a la misma conclusión.
@Myridium Es bueno saberlo, ¡gracias por la verificación independiente!

Respuestas (1)

Esta no es una respuesta completa, ya que no sé cómo comparar un LED con una vela, y no estoy seguro de que la "respuesta" tenga sentido, incluso en términos de estimación aproximada. Por favor, trátelo como fondo y luego lo eliminaré.

Resumen de estudio de velas

Usando observaciones CCD de una llama de vela situada a una distancia de 338 m y calibrada con observaciones de Vega, mostramos que una llama de vela situada a ~2,6 km (1,6 millas) es comparable en brillo a una estrella de sexta magnitud con la distribución de energía espectral de Vega. El ojo humano no puede detectar la llama de una vela a 10 millas o más, como sugieren algunas declaraciones en la web.

Wikipedia dice, como ya sabes:

Una estrella de magnitud 1 es exactamente cien veces más brillante que una estrella de magnitud 6, ya que la diferencia de cinco pasos de magnitud corresponde a ( 2.512 ) 5  o 100.

Pero esto tampoco tiene mucho sentido, especialmente cuando subes otra escala de magnitud a mag 0.

Comparar unidades de poder de luz nos lleva de vuelta a la edad oscura (lo siento).

Una candela es el poder de radiación de una luz con la intensidad de una vela. Esta unidad se considera obsoleta ya que fue reemplazada por la candela en 1948, aunque todavía es de uso común. 1 candela equivale aproximadamente a 0,981 candelas.

candela La unidad estándar para medir la intensidad de la luz. La candela se define como la intensidad luminosa de una fuente de luz que produce luz de una sola frecuencia a una frecuencia de 540 terahercios (THz) con una potencia de 1/683 watt por estereorradián, o 18,3988 milivatios sobre una esfera completa centrada en la fuente de luz. .

¡Esto es útil! La vela está irradiando en una amplia gama de direcciones, digamos 2 π   S R , mientras que el LED se enfoca solo 0.1   S R . La vela es casi todo calor e IR, el LED tiene una longitud de onda optimizada para una máxima sensibilidad. ¡Así que, de hecho, puede que no me equivoque! El documento también es una lectura interesante. Me gusta cuando la gente todavía puede preguntar y luego responder preguntas realmente básicas.
¡Recuerdo las bombillas de 100 W! En realidad, esto es lo que realmente estaba buscando: una verificación de cordura o una verificación de "¿podría ser correcto?" en lugar de las matemáticas. ¡Gracias por tu ayuda!
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