개념 한 쪽
빛과 관련된 단위는 이름이 비슷해 혼동하기 쉽다. 광도, 광속, 조도, 휘도 등 각 용어의 물리적 의미와 국제단위를 정확히 구분해야 문제를 맞힌다. 작업장 채광과 조명 관리는 단위의 정의와 조도 계산식, 채광 기준과 조명 방식의 장단점을 바탕으로 판단한다.
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출제기준 단원 「빛과 밝기의 단위」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 용어 정의 구별 | 1 | 광도·광속·조도·휘도의 정의를 구분하게 한다 |
| 채광 기준 판정 | 1 | 창면적 비율·입사각 등 채광 수치의 옳고 그름을 판별하게 한다 |
| 조명 방식 특징 판별 | 1 | 간접조명과 직접조명의 효율과 입체감 차이를 묻는다 |
광도는 광원이 특정 방향으로 방출하는 빛의 세기를 말하며 국제단위계 SI에서 단위는 칸델라(Cd)로 표기한다. 광도는 방향성을 가지는 양이며 광원 자체의 밝기 특성을 나타낸다.
광속(luminous flux)은 광원이 전 방향으로 방출하는 전체 빛의 양을 의미한다. 광속의 단위는 루멘(lm)이며, 광속은 광원이 내보내는 총량을 나타내므로 면적에 대한 분포와 무관하게 총량으로 기술한다.
조도(illuminance)는 단위 면적당 입사하는 광속을 뜻하며 단위는 룩스(Lx)이다. 조도는 조명 대상 면에 실제로 도달하는 빛의 양을 나타내므로 E = Φ/A의 관계로 표현한다. 이로부터 조도는 광속에 비례하고 면적에 반비례함을 유도한다.
휘도(luminance)는 표면이 발산하거나 반사하는 광량을 단위 면적·단위 입체각으로 나타내는 개념으로, 조도와 의미가 다르다. 간단히 구분하면 조도는 '받는 빛', 휘도는 '내는 빛'으로 기억한다.
작업장 채광 기준과 인공조명 방식도 단위 개념과 연결된다. 창면적은 바닥 면적의 약 15~20%가 이상적이라고 권고되며, 간접조명은 천장 반사에 의한 광손실 탓에 조명효율이 낮고 입체감이 떨어지는 반면, 직접조명은 효율과 입체감이 높다.
문제 지문에서 '광도'를 묻는다면 칸델라를 답으로 선택한다. 조도의 비례관계를 묻는 선지에서는 E=Φ/A를 떠올려 광속에 비례하고 면적에 반비례함을 확인한다. 채광 관련 수치문제는 창면적 대 바닥면적 비율 15~20%와 개각·입사각 기준을 비교하여 옳지 않은 보기를 골라야 한다. 조명 방식 비교 문제에서는 '간접=저효율·입체감약', '직접=고효율·입체감강'을 이용해 판단한다.
'조도'에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ① · 1번 보기의 설명은 단위 면적당 광속을 의미하는 '조도(illuminance)'가 아니라, 빛을 발산하거나 반사하는 물체 자체의 밝기를 나타내는 '휘도(luminance)'에 대한 정의에 해당합니다. 정상적인 조도의 정의는 '어떤 면이 받는 빛의 입사광속(단위: 룩스, Lux)'이며, 광원으로부터의 거리에 반비례하여 변화하므로 나머지 2, 3, 4번 설명은 모두 조도에 대한 옳은 설명입니다.
제시된 ①번의 설명은 단위 면적당 광속을 의미하는 조도가 아니라, 물체 자체의 밝기를 나타내는 휘도의 정의이므로 틀린 설명이다.
채광에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 채광 및 채광창에 관한 규정을 확인하는 문제입니다. 보기 3번에 따르면 창의 면적이 벽 면적의 15~20%가 이상적이라고 하였으나, 이는 작업장의 충분한 자연채광을 확보하기에 너무 낮은 수치입니다.
충분한 자연채광을 확보하기 위해서는 창의 면적이 바닥 면적의 1/5~1/7 이상이 되어야 하며, 벽 면적 대비 15~20%는 너무 낮은 수치이므로 옳지 않다.
작업장의 조명관리에 관한 설명으로 옳지 않는 것은?
정답 ① · 문항은 조명 방식별 특징 중 옳지 않은 것을 찾는 문제이다. 간접조명은 광원을 반사시켜 부드러운 빛을 제공하고 눈부심을 줄이는 장점이 있지만 천장 반사로 인한 광손실 때문에 조명효율이 낮고 입체감도 감소하는 경향이 있다.
간접조명은 천장 반사 손실로 조명효율이 낮고 입체감이 떨어지며, 오히려 직접조명이 입체감을 높인다.
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