Как сделать зеленый светодиод визуально ярким, как звезда нулевой величины?

Я пытаюсь оценить расстояние и мощность, которые мне потребуются, чтобы зеленый светодиод казался визуально примерно таким же ярким, как относительно яркая звезда - скажем, визуальная величина равна нулю. Вот что у меня есть до сих пор.

Имейте в виду, что я просто оцениваю это здесь.

Солнце имеет визуальную величину -27, а пять визуальных астрономических величин составляют 100, поэтому звезда с нулевой величиной должна выглядеть как множитель. 100 27 / 5 1,6 × 10 11 яркая, как солнце.

FWHM чувствительности человеческого зрения составляет около 100 нм и достигает пика примерно в зеленой части спектра, однако центр изменяется примерно от 550 до 500 нм в зависимости от фотопических или скотопических условий.

На уровне моря прямой солнечный свет составляет около 1,3   Вт / м 2 / н м , поэтому для полосы пропускания шириной 100 нм это 130   Вт / м 2 . Затем объект с нулевой визуальной величиной должен производить 2.1 × 10 9   Вт / м 2 .

Если у меня есть, скажем, зеленый светодиод 555 нм с внешней квантовой эффективностью 30%, то 0,1   А тока должен производить 0,22   Вт × 0,3 0,067   Вт света. Если она примерно однородна по конусу с полушириной 10°, то светодиод производит 0,7   Вт / С р , или 0,7 / р 2   Вт / м 2 на расстоянии р метров.

Это означает, что мне придется переместить мой светодиод 100 мА, 30% eQE 555 нм с полууголком 10 ° на 18 километров, чтобы он выглядел примерно так же ярко, как звезда с нулевой визуальной величиной!

Я сделал здесь какую-то фундаментальную ошибку? Или, если учесть атмосферное поглощение, смогу ли я увидеть зеленый светодиод примерно в 20 км (или на воздушном шаре на высоте 20 км) темной ночью?

введите описание изображения здесь

Мне очень нравится этот вопрос. Я провел расчет задней части конверта разными методами и пришел к такому же выводу.
@Myridium Приятно знать, спасибо за независимую проверку!

Ответы (1)

Это не полный ответ, так как я не знаю, как сравнивать светодиод со свечой, и я не уверен, что «ответ» имеет смысл даже в грубой оценке. Пожалуйста, относитесь к нему как к фону, и я удалю его.

Свеча Исследование Аннотация

Используя ПЗС-наблюдения пламени свечи, расположенной на расстоянии 338 м и откалиброванные по наблюдениям Веги, мы показываем, что пламя свечи, расположенное на расстоянии ~2,6 км (1,6 мили), сравнимо по яркости со звездой 6-й величины со спектральным распределением энергии из Веги. Человеческий глаз не может обнаружить пламя свечи на расстоянии 10 миль или дальше, как предполагают некоторые утверждения в сети.

Википедия говорит, как вы уже знаете:

Звезда с величиной 1 ровно в сто раз ярче звезды с величиной 6, так как разница в пять шагов величины соответствует ( 2,512 ) 5  или 100.

Но это тоже не имеет особого смысла, особенно когда вы поднимаетесь по другой шкале звездной величины до 0.

Сравнение единиц силы света возвращает нас в темные века (извините).

Сила одной свечи — это мощность излучения света с интенсивностью одной свечи. Эта единица считается устаревшей, поскольку в 1948 году ее заменила кандела, хотя она все еще широко используется. 1 сила свечи равна примерно 0,981 канделы.

кандела Стандартная единица измерения силы света. Кандела определяется как сила света источника света, излучающего одночастотный свет на частоте 540 терагерц (ТГц) с мощностью 1/683 Вт на стерадиан, или 18,3988 милливатт на полной сфере с центром в источнике света. .

Это полезно! Свеча излучает в широком диапазоне направлений - скажем 2 π   С р , а светодиод сфокусирован только на 0,1   С р . Свеча почти полностью состоит из тепла и инфракрасного излучения, длина волны светодиода оптимизирована для максимальной чувствительности. Так что может я и не ошибаюсь! Бумагу тоже интересно читать. Мне нравится, когда люди еще могут спросить, а потом ответить на действительно простые вопросы.
Я помню лампочки по 100 Вт! На самом деле это то, что я действительно искал - проверка работоспособности или проверка "может ли это быть правдой", а не математика. Спасибо за вашу помощь!