電験三種 令和5年度(2023) 上期 機械 問12 過去問解説
次の文章は，光の基本量に関する記述である。
光源の放射束のうち人の目に光として感じるエネルギーを光束といい単位には (ア) を用いる。
照度は，光を受ける面の明るさの程度を示し，1 (イ) とは被照射面積1 m²に光束1 (ア) が入射しているときの，その面の照度である。
光源の各方向に出ている光の強さを示すものが光度である。光度 $I$ (ウ) は，立体角 $\omega$[sr]から出る光束を $F$ (ア) とすると $I = \dfrac{F}{\omega}$ で示される。
物体の単位面積から発散する光束の大きさを光束発散度 $M$ (エ) といい，ある面から発散する光束を $F$，その面積を $A$[m²]とすると $M = \dfrac{F}{A}$ で示される。
光源の発光面及び反射面の輝きの程度を示すのが輝度であり，単位には (オ) を用いる。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) (ア) [lx] (イ) [lm] (ウ) [cd] (エ) [lx/m²] (オ) [lx/sr]
- (2) (ア) [lm] (イ) [lx] (ウ) [lm/sr] (エ) [lm/m²] (オ) [cd]
- (3) (ア) [lm] (イ) [lx] (ウ) [cd] (エ) [lm/m²] (オ) [cd/m²]
- (4) (ア) [cd] (イ) [lx] (ウ) [lm] (エ) [cd/m²] (オ) [lm/m²]
- (5) (ア) [cd] (イ) [lm] (ウ) [cd/sr] (エ) [cd/m²] (オ) [lx]
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正解は(3)
解説
【考え方】光の量ごとの単位を覚えていれば解けます。
覚えるポイント：光束[lm]、照度[lx]＝[lm/m²]、光度[cd]＝[lm/sr]、光束発散度[lm/m²]、輝度[cd/m²]
■1 (ア) 光束
目に光として感じるエネルギーの量を光束といい、単位はルーメン[lm]です。→ (ア) [lm]
■2 (イ) 照度
照度は、光を受ける面の明るさです。
1 m² に 1 lm の光束が当たるときの照度を、1ルクス[lx]といいます。→ (イ) [lx]
■3 (ウ) 光度
光度は、ある方向への光の強さです。
立体角（空間の広がりの角度。単位は[sr]ステラジアン）あたりの光束で、単位はカンデラ[cd]です。→ (ウ) [cd]
[lm/sr] も同じ大きさを表しますが、選択肢の組合せでは [cd] を使います。
■4 (エ) 光束発散度
面から出ていく光束を、面積で割ったものです。
$M = \dfrac{F}{A}$ なので、単位は [lm/m²] です。→ (エ) [lm/m²]
「lx/m²」という単位はありません。
■5 (オ) 輝度
輝度は、光る面の輝きの程度で、「面積あたりの光度」です。
単位は [cd/m²] です。→ (オ) [cd/m²]
答えは(3)ピヨ。
出典：令和5年度（2023） 上期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）機械 問12