ماذا تسمى وحدة قياس شدة الإضاءة؟ كيف يتم قياس شدة الضوء؟ ما يعرف عن شدة الضوء وصيغة حسابها.

بدأت مسألة كيفية قياس التدفق الضوئي تهم مستخدمي الإضاءة فقط عندما ظهرت أنواع المصابيح التي لا يساوي سطوعها استهلاك الطاقة المقاس بالواط.

دعونا نتعرف على كيفية ارتباط مفهوم السطوع بمفهوم الإضاءة، وكذلك كيف يمكنك تخيل توزيع تدفق الضوء في جميع أنحاء الغرفة واختيار جهاز الإضاءة المناسب.

ما هو التدفق الضوئي؟

تدفق الضوء هو قوة الإشعاع الضوئي المرئي للعين البشرية. الطاقة الضوئية المنبعثة من سطح ما (مضيئة أو عاكسة). يتم قياس طاقة التدفق الضوئي بالثواني اللومنية وتتوافق مع 1 لومن منبعث أو مدرك في ثانية واحدة. يصف هذا المؤشر التدفق الإجمالي، دون الأخذ بعين الاعتبار كفاءة التركيز للجهاز بأكمله. يتضمن هذا التقييم أيضًا ضوءًا متناثرًا وعديم الفائدة، لذا قد يظهر نفس عدد اللومن في مصادر ذات تصميمات مختلفة.

من الضروري التمييز بين القيمة المضيئة وقيمة الطاقة - فهذه الأخيرة تميز الضوء بغض النظر عن خاصية التسبب في الأحاسيس البصرية. كل كمية ضوئية ضوئية لها نظير يمكن التعبير عنه كميًا بوحدات الطاقة أو القدرة. بالنسبة للطاقة الضوئية، هذا التناظري هو طاقة مشعة، تقاس بالجول.

وحدة التدفق الضوئي

1 لومن هو الضوء المنبعث من مصدر ذو شدة إضاءة تبلغ 1 كانديلا ضمن زاوية مجسمة قدرها 1 ستيراديان. ينتج المصباح المتوهج بقدرة 100 واط ما يقرب من 1000 شمعة من الضوء. كلما كان مصدر الضوء أكثر سطوعًا، زاد عدد اللومن المنبعث منه.

بالإضافة إلى اللومن، هناك وحدات قياس أخرى تسمح لنا بتمييز الضوء. من الممكن قياس كثافة التدفق المكاني والسطحي - وبهذه الطريقة نعرف شدة الإضاءة والإضاءة. يتم قياس شدة الإضاءة بالشمعة، والإضاءة باللوكس. ولكن من المهم بالنسبة للمستهلك أن يفهم ما هي الوحدات التي يُشار إليها عند البيع بسطوع المصابيح الكهربائية وأجهزة الإضاءة الأخرى. تشير بعض الشركات المصنعة إلى عدد وحدات اللومن مقسومًا على الواط. هذه هي الطريقة التي يتم بها قياس كفاءة الإضاءة (خرج الإضاءة): مقدار الضوء الذي ينتجه المصباح باستخدام 1 واط.

تحديد الصيغ

نظرًا لأن أي مصدر للضوء يصدره بشكل غير متساوٍ، فإن عدد اللومن لا يمثل بشكل كامل وحدة الإضاءة. يمكنك حساب شدة الضوء بالشموع عن طريق قسمة تدفقه، المعبر عنه باللومن، على الزاوية الصلبة، المقاسة بالستراديين. وباستخدام هذه الصيغة، سيكون من الممكن مراعاة مجمل الأشعة القادمة من المصدر عندما تتقاطع مع سطح كرة وهمية، وتشكل دائرة عليها.

لكن السؤال الذي يطرح نفسه هو ما الذي يعطيه عدد الشمعدانات التي نجدها عمليًا؟ من المستحيل العثور على مصباح LED أو مصباح يدوي مناسب يعتمد فقط على معلمة شدة الإضاءة؛ كما تحتاج أيضًا إلى مراعاة نسبة زاوية التشتت، والتي تعتمد على تصميم الجهاز. عند اختيار المصابيح التي تتألق بالتساوي في جميع الاتجاهات، من المهم أن نفهم ما إذا كانت مناسبة لأغراض المشتري.

إذا تم اختيار المصابيح الكهربائية لغرف مختلفة مسبقًا بناءً على عدد الواط، فقبل شراء مصابيح LED، سيتعين عليك حساب سطوعها الإجمالي باللومن، ثم تقسيم هذا الرقم على مساحة الغرفة. هذه هي الطريقة التي يتم بها حساب الإضاءة، والتي يتم قياسها باللوكس: 1 لوكس يساوي 1 لومن لكل 1 متر مربع. هناك معايير الإضاءة للغرف لأغراض مختلفة.

قياس التدفق الضوئي

قبل طرح المنتج في الأسواق، تقوم الشركة المصنعة بتحديد وقياس خصائص جهاز الإضاءة في المختبر. من المستحيل القيام بذلك في المنزل بدون معدات خاصة. ولكن يمكنك التحقق من الأرقام التي أشارت إليها الشركة المصنعة باستخدام الصيغ المذكورة أعلاه باستخدام مقياس لوكس مدمج.

تكمن صعوبة قياس الضوء بدقة في أنه يأتي من جميع اتجاهات الانتشار الممكنة. لذلك، تستخدم المختبرات مجالات ذات سطح داخلي ذو انعكاسية عالية - مقاييس ضوئية كروية؛ كما أنها تستخدم لقياس النطاق الديناميكي للكاميرات، أي. حساسية المصفوفات الخاصة بهم.

في الحياة اليومية، يكون من المنطقي قياس معايير الإضاءة المهمة مثل إضاءة الغرفة ومعامل النبض. تؤدي نسبة النبض العالية والإضاءة الخافتة إلى إجهاد أعين الأشخاص، مما يسبب التعب بشكل أسرع.

معامل نبض تدفق الضوء هو مؤشر يميز درجة تفاوته. يتم تنظيم المستويات المقبولة لهذه المعاملات بواسطة SanPiN.

ليس من الممكن دائمًا أن نلاحظ بالعين المجردة أن المصباح الكهربائي يومض. ومع ذلك، حتى الزيادة الطفيفة في معامل النبض تؤثر سلبًا على الجهاز العصبي المركزي البشري وتقلل أيضًا من الأداء. ينبعث الضوء، الذي يمكن أن ينبض بشكل غير متساو، من جميع الشاشات: شاشات الكمبيوتر والكمبيوتر المحمول، وشاشات الأجهزة اللوحية والهواتف المحمولة، وشاشات التلفزيون. يتم قياس التموج بمقياس نبض لوكس.

ما هو الكانديلا؟

ومن الخصائص المهمة الأخرى لمصدر الضوء هي الشمعة، وهي إحدى الوحدات السبع في النظام الدولي للوحدات (SI) الذي اعتمده المؤتمر العام للأوزان والمقاييس. في البداية، كانت الشمعة الواحدة تساوي إشعاع شمعة واحدة، والتي تم أخذها كمعيار. ومن هنا جاء اسم وحدة القياس هذه. الآن يتم تحديده باستخدام صيغة خاصة.

Candela هي شدة الضوء التي يتم قياسها حصريًا في اتجاه معين. يسمح انتشار الأشعة على جزء من الكرة الموضح بزاوية صلبة بحساب قيمة تساوي نسبة التدفق الضوئي إلى هذه الزاوية. على عكس اللومن، يتم استخدام هذه القيمة لتحديد شدة الأشعة. هذا لا يأخذ في الاعتبار الضوء المتناثر عديم الفائدة.

سيكون للمصباح اليدوي ومصباح السقف مخروط مختلف من الضوء لأن الأشعة تسقط بزوايا مختلفة. يتم استخدام Candelas (بتعبير أدق، millicandelas) للإشارة إلى شدة الإضاءة للمصادر ذات التوهج الاتجاهي: مؤشرات LED والمصابيح الكهربائية.

لومن ولوكس

يتم قياس كمية تدفق الضوء باللومن، وهذه هي سمة مصدره. إن عدد الأشعة التي تصل إلى أي سطح (عاكس أو ممتص) سيعتمد بالفعل على المسافة بين المصدر وهذا السطح.

يتم قياس مستوى الإضاءة باللوكس (lx) بجهاز خاص - متر لوكس. يتكون أبسط مقياس لوكس من خلية ضوئية من السيلينيوم تحول الضوء إلى طاقة تيار كهربائي، ومقياس ميكرومتر يقيس هذا التيار.

تختلف الحساسية الطيفية لخلية السيلينيوم الضوئية عن حساسية العين البشرية، لذلك يجب استخدام عوامل التصحيح في ظروف مختلفة. تم تصميم أبسط أجهزة قياس اللوكس لقياس نوع واحد من الإضاءة، على سبيل المثال، ضوء النهار. وبدون استخدام المعاملات، يمكن أن يصل الخطأ إلى أكثر من 10%.

تم تجهيز عدادات لوكس عالية الجودة بمرشحات ضوئية وملحقات كروية أو أسطوانية خاصة (لقياس الإضاءة المكانية) وأجهزة لقياس السطوع والتحقق من حساسية الجهاز. مستوى الخطأ لديهم حوالي 1٪.

تساهم الإضاءة الداخلية الضعيفة في تطور قصر النظر، ولها تأثير سيء على الأداء، وتسبب التعب، وانخفاض الحالة المزاجية.

الحد الأدنى لإضاءة سطح مكتب الكمبيوتر وفقًا لـ SanPiN هو 400 لوكس. يجب أن تتمتع المكاتب المدرسية بمستوى إضاءة لا يقل عن 500 لوكس.

التجويف ووات

تستهلك المصابيح الموفرة للطاقة التي لها نفس ناتج الضوء طاقة كهربائية أقل بـ 5-6 مرات من المصابيح المتوهجة. LED - 10-12 مرة أقل. لم تعد قوة تدفق الضوء تعتمد على عدد الواط. لكن الشركات المصنعة تشير دائمًا إلى الواط، نظرًا لأن استخدام مصابيح كهربائية قوية جدًا في مآخذ غير مخصصة لمثل هذا الحمل يؤدي إلى تلف الأجهزة الكهربائية أو حدوث ماس كهربائي.

إذا قمت بترتيب أنواع المصابيح الكهربائية الأكثر شيوعاً من أجل زيادة ناتج الضوء، يمكنك الحصول على القائمة التالية:

  1. مصباح وهاج - 10 لومن / واط.
  2. الهالوجين – 20 لومن/وات.
  3. الزئبق – 60 لومن/وات.
  4. توفير الطاقة – 65 لومن/وات.
  5. مصباح فلورسنت مدمج - 80 لومن/وات.
  6. هاليد معدني - 90 لومن/وات.
  7. الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) – 120 لومن/وات.

لكن معظم الناس معتادون على النظر إلى عدد الواط المحدد من قبل الشركة المصنعة عند شراء المصابيح الكهربائية. لحساب عدد الواط لكل متر مربع الذي تحتاجه، عليك أولاً أن تقرر مدى سطوع الضوء في الغرفة. 20 واط من المصابيح المتوهجة لكل 1 متر مربع - هذه الإضاءة مناسبة لمكان العمل أو غرفة المعيشة؛ لغرفة النوم ستكون 10-12 واط لكل 1 متر مربع كافية. عند شراء المصابيح الموفرة للطاقة، يتم تقسيم هذه الأرقام على 5. ومن المهم أيضًا مراعاة ارتفاع السقف: إذا كان أعلى من 3 أمتار، فيجب ضرب إجمالي عدد الواط في 1.5.

في نظام الكميات الضوئية للطاقة، فإن شدة الإضاءة هي شدة الإشعاع. فيما يتعلق بالكثافة الإشعاعية، فإن شدة الإضاءة هي كمية ضوئية مخفضة يتم الحصول عليها باستخدام قيم كفاءة الإضاءة الطيفية النسبية للإشعاع أحادي اللون للرؤية النهارية:

حيث هي القيمة القصوى لكفاءة الإضاءة الطيفية للإشعاع أحادي اللون (المعادل الضوئي للإشعاع)، وتساوي 683 lm/W، وهي الكثافة الطيفية لقوة الإشعاع، وتعرف بأنها نسبة القيمة لكل فاصل طيفي صغير محصور بين وإلى عرض هذا الفاصل الزمني:

أمثلة

شدة الضوء من مصادر مختلفة:

ملحوظات


مؤسسة ويكيميديا.

  • 2010.
  • سطوع

كمية المادة

    انظر ما هي "قوة الضوء" في القواميس الأخرى:شدة مضيئة

    - شدة الإضاءة: كمية فيزيائية تحددها نسبة التدفق الضوئي المنتشر من مصدر ضوئي داخل زاوية مجسمة صغيرة تحتوي على الاتجاه المعني إلى هذه الزاوية. [GOST 26148 84، المادة 42] المصدر...قوة الضوء - واحدة من الرئيسية كميات الضوء، التي تميز توهج مصدر الإشعاع المرئي في اتجاه معين. تساوي نسبة التدفق الضوئي المنتشر من المصدر داخل العنصر. زاوية صلبة تحتوي على اتجاه معين لهذا ... ...

    - شدة الإضاءة: كمية فيزيائية تحددها نسبة التدفق الضوئي المنتشر من مصدر ضوئي داخل زاوية مجسمة صغيرة تحتوي على الاتجاه المعني إلى هذه الزاوية. [GOST 26148 84، المادة 42] المصدر...الموسوعة الفيزيائية - قوة الضوء، تدفق ضوئي ينتشر داخل زاوية مجسمة تساوي 1 ستيراديان. وحدة قياس شدة الإضاءة هي الكانديلا (cd)، وتساوي شدة الإضاءة لمصدر يصدر إشعاعاً أحادي اللون في اتجاه معين بتردد... ...

    الموسوعة الحديثةقوة الضوء - قوة الضوء، تدفق ضوئي ينتشر داخل زاوية مجسمة تساوي 1 ستيراديان. وحدة قياس شدة الإضاءة هي الشمعة (cd)، وتساوي شدة الإضاءة لمصدر ينبعث منه إشعاع أحادي اللون في اتجاه معين بتردد ... ...

    انظر ما هي "قوة الضوء" في القواميس الأخرى:القاموس الموسوعي المصور - (Iν) كمية فيزيائية تحددها نسبة التدفق الضوئي المنتشر من مصدر ضوئي داخل زاوية صلبة صغيرة تحتوي على الاتجاه المعني إلى هذه الزاوية. [GOST 26148 84] المواضيع: البصريات والبصريات ... ...

    - شدة الإضاءة: كمية فيزيائية تحددها نسبة التدفق الضوئي المنتشر من مصدر ضوئي داخل زاوية مجسمة صغيرة تحتوي على الاتجاه المعني إلى هذه الزاوية. [GOST 26148 84، المادة 42] المصدر...دليل المترجم الفني - التدفق الضوئي المنتشر داخل زاوية مجسمة تساوي 1 ستيراديان. وحدة الشمعة في النظام الدولي (cd) ...

    انظر ما هي "قوة الضوء" في القواميس الأخرى:القاموس الموسوعي الكبير

    انظر ما هي "قوة الضوء" في القواميس الأخرى:- التدفق الضوئي المنتشر داخل زاوية مجسمة تساوي 1 ستيراديان. وحدة القياس في النظام الدولي للوحدات هي الشمعة (cd). * * * شدة الضوء شدة الضوء، تدفق ضوئي ينتشر ضمن زاوية مجسمة تساوي 1 ستيراديان. وحدة... ... القاموس الموسوعي

    انظر ما هي "قوة الضوء" في القواميس الأخرى:- جميع الحالات المنصوص عليها في T sritis Standards Standards and Metrologi apibrėžtis Vienas pagrindinių SI dydžių، apibūdinantis regimosios šaltinio švytėjimą kria nos kryptimi. Jisreiškiamas šviesos srauto ir erdvinio kampo, kuriame sklinda… ... Penkiakalbis aiškinamasis Metrologijos terminų žodynas

    شدة الإضاءة I V- 2.16 شدة الإضاءة IV: نسبة التدفق الضوئي ФV, cd المنبثق من المصدر والمنتشر داخل الزاوية الصلبة ω, IV = ФV/ω. وحدة القياس سي دي مصدر … كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني

كتب

  • قوة الأجداد. طبيعة مجهولة (عدد المجلدات: 2)، قوس قزح ميخائيل. الكتب التالية متضمنة في العبوة. "طبيعة مجهولة". وبحسب المؤلف، لا يوجد شيء أكثر غموضا وغموضا من الظواهر التي نواجهها في الحياة اليومية. عالمنا، في المقام الأول... اشترِ مقابل 470 روبية
  • قوة اللون والعلاج بالألوان: تسخير القوى التحويلية للضوء واللون من أجل الصحة والرفاهية، ليلي سيمون وسو. اللون هو طاقة الضوء واللغة العالمية للتواصل بين جميع الكائنات. أي لون يسبب تغيرات فينا لجميع الكائنات. أي لون يسبب تغيرات فينا على جميع المستويات - الجسدية، ...

ويترتب على التعريف أن قيمة التردد 540 × 10 12 هرتز تساوي 683 lm / W = 683 cd sr / W بالضبط.

يتوافق التردد المحدد مع طول موجة يبلغ 555.016 نانومتر في الهواء في ظل الظروف القياسية وهو قريب من أقصى حساسية للعين البشرية، الموجودة عند طول موجة يبلغ 555 نانومتر. إذا كان للإشعاع طول موجي مختلف، فستكون هناك حاجة إلى المزيد من الطاقة المضيئة لتحقيق نفس شدة الإضاءة.

النظر التفصيلي[ | ]

جميع الكميات الخفيفة هي كميات ضوئية مخفضة. وهذا يعني أنها تتشكل من كمية الطاقة الضوئية المقابلة باستخدام دالة تمثل اعتماد الكفاءة المضيئة الطيفية للإشعاع أحادي اللون للرؤية النهارية على الطول الموجي. عادة ما يتم تمثيل هذه الوظيفة كـ K m ⋅ V (π) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\lambda))، حيث يتم تطبيع الوظيفة بحيث تكون في أقصى حد لها مساوية للوحدة، وهي القيمة القصوى لكفاءة الإضاءة الطيفية للإشعاع أحادي اللون. أحيانا ك م (\displaystyle K_(م))ويسمى أيضًا المعادل الضوئي للإشعاع.

حساب حجم الضوء X v , (\displaystyle X_(v,)ويتم إنتاج قيمة الطاقة المقابلة باستخدام الصيغة

X v = K m ∫ 380 nm 780 nm X e , lect ( lect ) V ( lect ) d , (\displaystyle X_(v)=K_(m)\int \limits _(380~(\text(nm) ))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ,)

أين X e , ο (\displaystyle X_(e,\lambda ))- الكثافة الطيفية للكمية X , (\displaystyle X_(e,)يتم تعريفها على أنها نسبة الكمية د X e (α) , (\displaystyle dX_(e)(\lambda,)الوقوع على فترة طيفية صغيرة تقع بين و χ + د α , (\displaystyle \lambda +d\lambda ,)إلى عرض هذا الفاصل الزمني:

X e , χ (π) = د X e (π) د π .

(\displaystyle X_(e,\lambda )(\lambda)=(\frac (dX_(e)(\lambda))(d\lambda )).) وتجدر الإشارة إلى أنه تحت X e (π) (\displaystyle X_(e)(\lambda)) ونعني هنا تدفق ذلك الجزء من الإشعاع الذي يكون طول موجته أقل من القيمة الحالية.

lect (\displaystyle \lambda) وظيفة V (κ) (\displaystyle V(\lambda))

يتم تحديدها تجريبيا وتعطى في شكل جدول. ولا تعتمد قيمها بأي شكل من الأشكال على اختيار وحدات الإضاءة المستخدمة. وظيفةعلى عكس ما قيل عنه ك م (\displaystyle K_(م))معنى ك م (\displaystyle K_(م))يتم تحديده بالكامل من خلال اختيار وحدة الإضاءة الرئيسية. لذلك، لإقامة علاقة بين كميات الضوء والطاقة في نظام SI، من الضروري تحديد القيمة ك م (\displaystyle K_(م))، المقابلة لوحدة SI لشدة الإضاءة، الشمعة. مع اتباع نهج صارم لتحديد وظيفة.

من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أن النقطة الطيفية 540⋅10 12 هرتز، والتي تمت مناقشتها في تعريف الكانديلا، لا تتطابق مع موضع الحد الأقصى للدالة[ | ]

كفاءة مضيئة للإشعاع بتردد 540 × 10 12 هرتز بشكل عام، ترتبط شدة الإضاءة بكثافة الإشعاعأنا ه (\displaystyle I_(e))

نسبة

أين I v = K m ⋅ ∫ 380 نانومتر 780 نانومتر I e , lect () V () d  , (\displaystyle I_(v)=K_(m)\cdot \int \limits _(380~(\text (نانومتر))^(780~(\text(nm)))I_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ,)أنا ه , γ (\displaystyle I_(e,\lambda )) - الكثافة الطيفية لقوة الإشعاع تساوي.

d I e (π) d α (\displaystyle (\frac (dI_(e)(\lambda))(d\lambda ))) ونعني هنا تدفق ذلك الجزء من الإشعاع الذي يكون طول موجته أقل من القيمة الحاليةللإشعاع أحادي اللون مع الطول الموجي الصيغة المتعلقة بقوة الضوء I v (κ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)) مع قوة الإشعاعأنا ه (×) (\displaystyle I_(e)(\lambda))

، يبسط، أخذ النموذج، أو بعد الانتقال من الأطوال الموجية إلى الترددات، I v (ν) = K m ⋅ I e (ν) V (ν) .

(\displaystyle I_(v)(\nu)=K_(m)\cdot I_(e)(\nu)V(\nu.)

من العلاقة الأخيرة لـ ν 0 = 540⋅10 12 هرتز يتبع ذلك

K m ⋅ V (ν 0) = I v (ν 0) أنا e (ν 0) .

(\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=(\frac (I_(v)(\nu _(0)))(I_(e)(\nu _(0))) )).)مع الأخذ بعين الاعتبار تعريف الشمعة، نحصل على K m ⋅ V (ν 0) = 683 c d ⋅ s r W (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=683~\mathrm (\frac (cd\cdot sr)(W)) )

، أو ما هو نفسه 683 لتر م ث .(\displaystyle 683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .) بالضبط.

عمل K m ⋅ V (ν 0) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0)))[ | ]

يمثل قيمة كفاءة الإضاءة الطيفية للإشعاع أحادي اللون لتردد 540 × 10 12 هرتز. كما يلي من طريقة الإنتاج، هذه القيمة تساوي 683 cd sr/W = 683 lm/W ك م (\displaystyle K_(م))أقصى كفاءة مضيئة

ك م (\displaystyle (\boldsymbol (K))_(م))

لتحديد وظيفةينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه، كما هو مذكور أعلاه، فإن التردد 540⋅10 12 هرتز يتوافق مع الطول الموجي ≈555.016 نانومتر. لذلك، من المساواة الأخيرة يتبع

ك م = 683 فولت (555.016) لتر م ث .

(\displaystyle K_(m)=(\frac (683)(V(555(,)016)))~\mathrm (\frac (lm)(W)) .) وظيفة تطبيع

معطاة في شكل جدول مع فاصل زمني قدره 1 نانومتر، فإن الحد الأقصى يساوي الوحدة عند طول موجة قدره 555 نانومتر. الاستيفاء من قيمه لطول موجي 555.016 نانومتر يعطي قيمة 0.999997. باستخدام هذه القيمة نحصل عليها ك م = 683.002 لتر م ث .(\displaystyle K_(m)=683(,)002~\mathrm (\frac (lm)(W)) .) ومن الناحية العملية، يتم استخدام قيمة مقربة بدقة كافية لجميع الحالاتك م = 683 ل م ث .

(\displaystyle K_(m)=683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)

وبالتالي، فإن العلاقة بين كمية الضوء التعسفية[ | ]

X v (\displaystyle X_(v))

أمثلة [ | ]

وقيمة الطاقة المقابلة لها

X ه (\displaystyle X_(e))

في نظام SI يتم التعبير عنه بالصيغة العامة
X v = 683 ∫ 380 نانو متر 780 نانو متر X e , lect (ạ) V (ẫ) d ạ . (\displaystyle X_(v)=683\int \limits _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda )(\lambda)V( \ لامدا) \، د \ لامدا .) شدة الإضاءة التقريبية، cd
شمعة 1
مصباح وهاج حديث (2010). 100 100
الصمام العادي 0,015..0,1 0,005..3
مصباح LED فائق السطوع 1 25…500
مصباح LED فائق السطوع مع ميزاء 1 1500
مصباح فلورسنت حديث (2010). 22 120
شمس 3,83⋅10 26 2,8⋅10 27

كميات خفيفة[ | ]

ترد في الجدول معلومات حول الكميات الضوئية الرئيسية.

الكميات الضوئية الخفيفة في نظام SI
اسم تعيين الكمية تعريف تدوين وحدات SI نظير الطاقة
الطاقة الضوئية س ف (\displaystyle Q_(v)) ك م ∫ 380 نانومتر 780 نانومتر س ه , lect (ạ) V (ạ) d ẫ (\displaystyle K_(m)\int _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm )))Q_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ) م · الطاقة الإشعاعية
التدفق الضوئي Φ الخامس (\displaystyle \Phi _(v)) d Q v d t (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dt))) م تدفق الإشعاع
الموسوعة الحديثة أنا ضد (\displaystyle I_(v)) د Φ v d Ω (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(d\Omega ))) قرص مضغوط شدة الإشعاع (كثافة الطاقة المضيئة)
يو v (\displaystyle U_(v)) d Q v d V (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dV))) ل م ث −3
لمعان م ضد (\displaystyle M_(v)) د Φ v d S 1 (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(dS_(1)))) م م−2 لمعان حيوية
سطوع ل v (\displaystyle L_(v)) d 2 Φ v d Ω d S 1 cos ⁡ ε (\displaystyle (\frac (d^(2)\Phi _(v))(d\Omega \,dS_(1)\,\cos \varepsilon ))) مؤتمر نزع السلاح م−2

محول الطول والمسافة محول الكتلة محول قياسات حجم المنتجات السائبة والمنتجات الغذائية محول المساحة محول الحجم ووحدات القياس في وصفات الطهي محول درجة الحرارة محول الضغط والإجهاد الميكانيكي ومعامل يونغ محول الطاقة والعمل محول الطاقة محول القوة محول الزمن محول السرعة الخطي محول الزاوية المسطحة الكفاءة الحرارية وكفاءة استهلاك الوقود محول الأرقام في أنظمة الأعداد المختلفة محول وحدات قياس كمية المعلومات أسعار العملات الملابس النسائية ومقاسات الأحذية الملابس الرجالية ومقاسات الأحذية السرعة الزاوية وتحويل تردد الدوران محول التسارع محول التسارع الزاوي محول الكثافة محول الحجم المحدد محول عزم القصور الذاتي محول عزم القوة محول عزم الدوران محول الحرارة النوعية للاحتراق (بالكتلة) كثافة الطاقة والحرارة النوعية للاحتراق المحول (بالحجم) محول فرق درجة الحرارة معامل محول التمدد الحراري محول المقاومة الحرارية محول التوصيل الحراري محول السعة الحرارية المحددة محول الطاقة التعرض للطاقة والإشعاع الحراري محول كثافة التدفق الحراري محول معامل نقل الحرارة محول معدل التدفق الحجمي محول معدل التدفق الشامل محول معدل التدفق المولي محول كثافة التدفق الشامل محول التركيز المولي تركيز الكتلة في المحلول محول ديناميكي (مطلق) محول اللزوجة محول اللزوجة الحركية محول التوتر السطحي محول نفاذية البخار نفاذية البخار ومحول معدل نقل البخار محول مستوى الصوت محول حساسية الميكروفون محول مستوى ضغط الصوت (SPL) محول مستوى ضغط الصوت مع مرجع محدد محول النصوع الضغط محول شدة الإضاءة محول الإضاءة محول دقة رسومات الكمبيوتر محول التردد والطول الموجي قوة الديوبتر والبعد البؤري قوة الديوبتر وتكبير العدسة (×) محول الشحنة الكهربائية محول كثافة الشحنة الخطية محول كثافة الشحنة السطحية محول كثافة الشحنة الحجمية محول التيار الكهربائي محول كثافة التيار الخطي محول كثافة التيار السطحي محول قوة المجال الكهربائي الإمكانات الكهروستاتيكية و محول الجهد محول المقاومة الكهربائية محول المقاومة الكهربائية محول الموصلية الكهربائية محول الموصلية الكهربائية السعة الكهربائية محول الحث محول قياس الأسلاك الأمريكية المستويات في dBm (dBm أو dBm)، dBV (dBV)، واط، إلخ. الوحدات محول القوة المغناطيسية محول قوة المجال المغناطيسي محول التدفق المغناطيسي محول الحث المغناطيسي الإشعاع. الإشعاع المؤين الممتص محول معدل الجرعة النشاط الإشعاعي. محول الاضمحلال الإشعاعي Radiation. محول جرعة التعرض للإشعاع. محول الجرعة الممتصة محول البادئة العشرية نقل البيانات محول وحدة الطباعة ومعالجة الصور محول وحدة حجم الأخشاب حساب الكتلة المولية جدول D. I. Mendeleev الدوري للعناصر الكيميائية

القيمة الأولية

القيمة المحولة

شمعة كانديلا (ألمانية) شمعة (بريطانية) شمعة عشرية شمعة بنتان شمعة بنتان (10 ضوء الناتج) شمعة هيفنر وحدة كارسيل شمعة عشرية (الفرنسية) شمعة لومن / ستيراديان (دولية)

المزيد عن قوة الضوء

معلومات عامة

شدة الإضاءة هي قوة التدفق الضوئي ضمن زاوية صلبة معينة. أي أن شدة الضوء لا تحدد كل الضوء الموجود في الفضاء، بل تحدد فقط الضوء المنبعث في اتجاه معين. اعتمادًا على مصدر الضوء، تقل شدة الإضاءة أو تزيد مع تغير الزاوية الصلبة، على الرغم من أن هذه القيمة في بعض الأحيان تكون نفسها لأي زاوية إذا قام المصدر بتوزيع الضوء بالتساوي. شدة الإضاءة هي خاصية فيزيائية للضوء. وبهذا يختلف عن السطوع، إذ في كثير من الأحيان عندما يتحدثون عن السطوع، فإنهم يقصدون إحساسًا ذاتيًا، وليس كمية مادية. كما أن السطوع لا يعتمد على الزاوية الصلبة، بل يتم إدراكه في الفضاء العام. يمكن للناس أن ينظروا إلى نفس المصدر ذو الكثافة المضيئة الثابتة على أنه ضوء ذو سطوع مختلف، لأن هذا التصور يعتمد على الظروف البيئية وعلى الإدراك الفردي لكل شخص. كما أن سطوع مصدرين لهما نفس شدة الإضاءة يمكن أن يُنظر إليه بشكل مختلف، خاصة إذا كان أحدهما ينتج ضوءًا منتشرًا والآخر ضوءًا موجهًا. في هذه الحالة، سيظهر المصدر الاتجاهي أكثر سطوعًا، على الرغم من أن شدة الإضاءة لكلا المصدرين هي نفسها.

تعتبر شدة الإضاءة وحدة للطاقة، على الرغم من أنها تختلف عن المفهوم المعتاد للطاقة من حيث أنها لا تعتمد فقط على الطاقة المنبعثة من مصدر الضوء، ولكن أيضًا على الطول الموجي للضوء. تعتمد حساسية الأشخاص للضوء على الطول الموجي ويتم التعبير عنها بوظيفة كفاءة الإضاءة الطيفية النسبية. وتعتمد شدة الإضاءة على كفاءة الإضاءة التي تصل إلى الحد الأقصى للضوء بطول موجة يبلغ 550 نانومتر. هذا أخضر. العين أقل حساسية للضوء ذو الأطوال الموجية الأطول أو الأقصر.

في نظام SI، يتم قياس شدة الإضاءة كانديلا(دينار كويتي). شمعة واحدة تساوي تقريبًا شدة الضوء المنبعث من شمعة واحدة. في بعض الأحيان يتم استخدام الوحدة القديمة أيضًا، شمعة(أو الشمعة الدولية)، على الرغم من أنه في معظم الحالات يتم استبدال هذه الوحدة بالشمعدانات. الشمعة الواحدة تساوي تقريبًا كانديلا واحدة.

إذا قمت بقياس شدة الإضاءة باستخدام مستوى يوضح انتشار الضوء، كما في الرسم التوضيحي، يمكنك أن ترى أن حجم شدة الإضاءة يعتمد على الاتجاه نحو مصدر الضوء. على سبيل المثال، إذا كان اتجاه الحد الأقصى لانبعاث مصباح LED هو 0 درجة، فإن شدة الإضاءة المقاسة في اتجاه 180 درجة ستكون أقل بكثير من 0 درجة. بالنسبة للمصادر المنتشرة، لن تختلف شدة الإضاءة عند 0° و180° كثيرًا، وقد تكون هي نفسها.

في الرسم التوضيحي، يغطي الضوء المنبعث من مصدرين، الأحمر والأصفر، مساحة متساوية. الضوء الأصفر منتشر مثل ضوء الشمعة. تبلغ قوتها حوالي 100 قرص بغض النظر عن الاتجاه. الأحمر هو العكس، الاتجاه. وفي اتجاه 0°، حيث يصل الإشعاع إلى الحد الأقصى، تبلغ قوته 225 شمعة، ولكن هذه القيمة تتناقص بسرعة مع الانحرافات عن 0°. على سبيل المثال، تبلغ شدة الإضاءة 125 شمعة عند توجيهها إلى مصدر بزاوية 30 درجة و50 شمعة فقط عند توجيهها إلى مصدر بزاوية 80 درجة.

قوة الضوء في المتاحف

يقوم موظفو المتحف بقياس شدة الضوء في مساحات المتحف لتحديد الظروف المثلى للزوار لمشاهدة الأعمال المعروضة، وفي الوقت نفسه توفير ضوء لطيف يسبب أقل قدر ممكن من الضرر للمعروضات المتحفية. معروضات المتحف التي تحتوي على السليلوز والأصباغ، وخاصة تلك المصنوعة من مواد طبيعية، تتدهور بسبب التعرض الطويل للضوء. يوفر السليلوز القوة للنسيج والورق والمنتجات الخشبية. وفي كثير من الأحيان يوجد في المتاحف العديد من المعروضات المصنوعة من هذه المواد، لذا فإن الضوء الموجود في قاعات العرض يشكل خطراً كبيراً. كلما زادت شدة الضوء، زاد تدهور المعروضات المتحفية. بالإضافة إلى التدمير، يؤدي الضوء أيضًا إلى تغيير لون المواد التي تحتوي على السليلوز مثل الورق والأقمشة أو اصفرارها. في بعض الأحيان يتدهور الورق أو القماش الذي تُرسم عليه اللوحات ويتكسر بشكل أسرع من الطلاء. يعد هذا مشكلة بشكل خاص نظرًا لأن استعادة الطلاء الموجود على اللوحة أسهل من استعادة القاعدة.

يعتمد الضرر الذي يلحق بمعروضات المتحف على الطول الموجي للضوء. على سبيل المثال، الضوء الموجود في الطيف البرتقالي هو الأقل ضررًا، والضوء الأزرق هو الأكثر خطورة. أي أن الضوء ذو الأطوال الموجية الأطول أكثر أمانًا من الضوء ذي الأطوال الموجية الأقصر. تستخدم العديد من المتاحف هذه المعلومات ولا تتحكم في الكمية الإجمالية للضوء فحسب، بل تحد أيضًا من الضوء الأزرق باستخدام مرشحات برتقالية فاتحة. وفي الوقت نفسه، يحاولون اختيار مرشحات خفيفة للغاية، على الرغم من أنها تقوم بتصفية الضوء الأزرق، إلا أنها تسمح للزوار بالاستمتاع الكامل بالأعمال المعروضة في قاعة المعرض.

من المهم ألا ننسى أن المعروضات تتدهور ليس فقط بسبب الضوء. لذلك، من الصعب التنبؤ، بناءً على شدة الضوء فقط، بمدى سرعة تحلل المواد التي صنعت منها. للتخزين على المدى الطويل في مساحات المتحف، من الضروري ليس فقط استخدام الإضاءة المنخفضة، ولكن أيضًا الحفاظ على رطوبة منخفضة ومستويات منخفضة من الأكسجين، على الأقل داخل خزائن العرض.

في المتاحف التي يُحظر فيها التصوير بالفلاش، غالبًا ما يشيرون إلى الآثار الضارة للضوء على المعروضات المتحفية، وخاصة الضوء فوق البنفسجي. وهذا لا أساس له عمليا. مثلما أن الحد من طيف الضوء المرئي بأكمله أقل فعالية بكثير من الحد من الضوء الأزرق، فإن حظر الفلاش ليس له تأثير يذكر على مدى الضرر الضوئي الذي يلحق بالمعروضات. خلال التجارب، لاحظ الباحثون تلفًا بسيطًا في الألوان المائية بسبب فلاش الاستوديو الاحترافي فقط بعد أكثر من مليون ومضة. وميض كل أربع ثواني على مسافة 120 سنتيمترا من المعرض يعادل تقريبا الضوء الموجود عادة في قاعات المعارض، حيث يتم التحكم في كمية الضوء وتصفية الضوء الأزرق. نادرًا ما يستخدم أولئك الذين يلتقطون الصور في المتاحف مثل هذه الفلاشات القوية، نظرًا لأن معظم الزوار ليسوا مصورين محترفين ويلتقطون الصور بالهواتف والكاميرات المدمجة. نادراً ما تعمل الومضات في القاعات كل أربع ثوانٍ. يكون الضرر الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الفلاش صغيرًا أيضًا في معظم الحالات.

شدة الإضاءة للمصابيح

عادة ما يتم وصف خصائص المصابيح باستخدام شدة الإضاءة، والتي تختلف عن التدفق الضوئي - وهي القيمة التي تحدد الكمية الإجمالية للضوء وتظهر مدى سطوع هذا المصدر بشكل عام. من الملائم استخدام شدة الإضاءة لتحديد خصائص الإضاءة للمصابيح، على سبيل المثال، مصابيح LED. عند شرائها، تساعد المعلومات المتعلقة بكثافة الضوء في تحديد القوة وفي أي اتجاه سينتشر الضوء، وما إذا كان هذا المصباح مناسبًا للمشتري.

توزيع شدة الضوء

بالإضافة إلى شدة الإضاءة نفسها، تساعد منحنيات توزيع شدة الإضاءة على فهم كيفية تصرف المصباح. مثل هذه المخططات للتوزيع الزاوي لشدة الإضاءة هي منحنيات مغلقة على مستوى أو في الفضاء، اعتمادًا على تماثل المصباح. إنها تغطي النطاق الكامل لانتشار الضوء لهذا المصباح. يوضّح الشكل مقدار شدة الضوء تبعاً لاتجاه قياسها. عادة ما يتم رسم الرسم البياني إما في نظام إحداثيات قطبي أو مستطيل، اعتمادًا على مصدر الضوء الذي يتم رسم الرسم البياني من أجله. غالبًا ما يتم وضعه على عبوة المصباح لمساعدة المشتري على تخيل كيفية أداء المصباح. هذه المعلومات مهمة للمصممين ومهندسي الإضاءة، وخاصة الذين يعملون في مجال السينما والمسرح وتنظيم المعارض والعروض. يؤثر توزيع شدة الإضاءة أيضًا على سلامة القيادة، ولهذا السبب يستخدم المهندسون الذين يقومون بتصميم إضاءة المركبات منحنيات توزيع شدة الإضاءة. ويجب عليهم الالتزام باللوائح الصارمة التي تحكم توزيع شدة الضوء في المصابيح الأمامية لضمان أقصى قدر من السلامة على الطرق.

المثال في الشكل موجود في نظام الإحداثيات القطبية. A هو مركز مصدر الضوء، ومن حيث ينتشر الضوء في اتجاهات مختلفة، B هي شدة الإضاءة بالشمعات، و C هي زاوية قياس اتجاه الضوء، مع 0 درجة هي اتجاه الحد الأقصى للإضاءة شدة المصدر.

قياس شدة وتوزيع شدة الضوء

يتم قياس شدة الضوء وتوزيعه بأجهزة خاصة، مقاييس القوة الضوئيةو مقاييس الزوايا. هناك عدة أنواع من هذه الأجهزة، على سبيل المثال مع مرآة متحركة، والتي تسمح لك بقياس شدة الضوء من زوايا مختلفة. في بعض الأحيان، بدلا من المرآة، يتحرك مصدر الضوء نفسه. عادةً ما تكون هذه الأجهزة كبيرة الحجم، حيث تصل المسافة بين المصباح وجهاز الاستشعار الذي يقيس شدة الضوء إلى 25 مترًا. تتكون بعض الأجهزة من كرة بها جهاز قياس ومرآة ومصباح بداخلها. ليست كل أجهزة قياس الزوايا الضوئية كبيرة الحجم؛ فهناك أيضًا أجهزة قياس صغيرة تتحرك حول مصدر الضوء أثناء القياس. عند شراء مقياس الزوايا، فإن العوامل الحاسمة، من بين عوامل أخرى، هي سعره وحجمه وقوته والحد الأقصى لحجم مصدر الضوء الذي يمكن قياسه.

نصف زاوية السطوع

زاوية نصف السطوع، والتي تسمى أحيانًا أيضًا زاوية التوهج، هي إحدى الكميات التي تساعد في وصف مصدر الضوء. تشير هذه الزاوية إلى مدى اتجاه مصدر الضوء أو انتشاره. يتم تعريفها على أنها زاوية مخروط الضوء التي تكون فيها شدة الإضاءة للمصدر مساوية لنصف شدتها القصوى. في المثال الموجود في الشكل، الحد الأقصى لشدة الإضاءة للمصدر هو 200 شمعة. دعونا نحاول تحديد زاوية نصف السطوع باستخدام هذا الرسم البياني. نصف شدة الإضاءة للمصدر هي 100 شمعة. الزاوية التي تصل فيها شدة الضوء للحزمة إلى 100 شمعة، أي زاوية نصف السطوع، تساوي 60 + 60 = 120 درجة على الرسم البياني (نصف الزاوية موضحة باللون الأصفر). بالنسبة لمصدرين للضوء لهما نفس الكمية الإجمالية للضوء، تعني زاوية نصف السطوع الأضيق أن شدة الإضاءة أكبر مقارنة بالمصدر الثاني، بالنسبة للزوايا الواقعة بين 0 درجة وزاوية نصف السطوع. أي أن المصادر الاتجاهية لها زاوية نصف سطوع أضيق.

هناك مزايا لكل من زوايا نصف السطوع الواسعة والضيقة، وأي واحدة يجب تفضيلها تعتمد على تطبيق مصدر الضوء. على سبيل المثال، بالنسبة للغوص، يجب عليك اختيار مصباح يدوي بزاوية ضيقة نصف سطوع إذا كانت الرؤية جيدة في الماء. إذا كانت الرؤية سيئة، فلا فائدة من استخدام مثل هذا المصباح، لأنه يهدر الطاقة فقط. في هذه الحالة، يعد المصباح اليدوي ذو الزاوية الواسعة بنصف السطوع، والذي ينشر الضوء جيدًا، خيارًا أفضل. كما سيساعد هذا المصباح أثناء التقاط الصور والفيديو، لأنه يضيء مساحة أوسع أمام الكاميرا. يمكن تعديل بعض مصابيح الغوص يدويًا إلى نصف السطوع، وهو أمر مفيد نظرًا لأن الغواصين لا يمكنهم دائمًا التنبؤ بما ستكون عليه الرؤية في مكان الغوص.

انشر سؤالاً في TCTermsوفي غضون دقائق قليلة سوف تتلقى إجابة.

1. التدفق الضوئي

التدفق الضوئي هو قوة الطاقة الإشعاعية، ويتم تقييمها من خلال الإحساس بالضوء الذي تنتجه.يتم تحديد الطاقة الإشعاعية بعدد الكمات التي ينبعثها الباعث في الفضاء. يتم قياس الطاقة الإشعاعية (الطاقة الإشعاعية) بالجول. تسمى كمية الطاقة المنبعثة لكل وحدة زمنية بالتدفق الإشعاعي أو التدفق الإشعاعي. يتم قياس تدفق الإشعاع بالواط. تم تعيين التدفق الضوئي Fe.

حيث: Qе - الطاقة الإشعاعية.

يتميز التدفق الإشعاعي بتوزيع الطاقة في الزمان والمكان.

في معظم الحالات، عند الحديث عن توزيع التدفق الإشعاعي عبر الزمن، لا يأخذون في الاعتبار الطبيعة الكمومية لحدوث الإشعاع، ولكن يفهمون ذلك على أنه دالة تعطي تغيرًا زمنيًا للقيم اللحظية للإشعاع تدفق Ф(ر). وهذا أمر مقبول لأن عدد الفوتونات المنبعثة من المصدر لكل وحدة زمنية كبير جدًا.

وفقًا للتوزيع الطيفي لتدفق الإشعاع، تنقسم المصادر إلى ثلاث فئات: أطياف خطية وشريطية ومستمرة. يتكون التدفق الإشعاعي لمصدر ذو طيف خطي من تدفقات أحادية اللون للخطوط الفردية:

حيث: Фл - تدفق الإشعاع أحادي اللون؛ الحديد - تدفق الإشعاع.

بالنسبة للمصادر ذات الطيف المخطط، يحدث الإشعاع ضمن مناطق واسعة إلى حد ما من الطيف - نطاقات مفصولة عن بعضها البعض بفواصل مظلمة. لتوصيف التوزيع الطيفي للتدفق الإشعاعي بأطياف مستمرة ومخططة، تسمى الكمية كثافة التدفق الطيفي

حيث: α - الطول الموجي.

كثافة التدفق الإشعاعي الطيفي هي خاصية لتوزيع التدفق الإشعاعي على الطيف وتساوي نسبة التدفق الأولي ΔФelect المقابلة لمنطقة متناهية الصغر إلى عرض هذه المنطقة:

يتم قياس كثافة تدفق الإشعاع الطيفي بالواط لكل نانومتر.

في هندسة الإضاءة، حيث يكون المتلقي الرئيسي للإشعاع هو العين البشرية، يتم تقديم مفهوم التدفق الضوئي لتقييم العمل الفعال لتدفق الإشعاع. التدفق الضوئي هو تدفق الإشعاع، الذي يتم تقييمه من خلال تأثيره على العين، ويتم تحديد الحساسية الطيفية النسبية له بواسطة متوسط ​​منحنى الكفاءة الطيفية المعتمد من قبل CIE.

في تكنولوجيا الإضاءة، يتم استخدام التعريف التالي للتدفق الضوئي: التدفق الضوئي هو قوة الطاقة الضوئية. وحدة التدفق الضوئي هي التجويف (lm). 1 lm يتوافق مع التدفق الضوئي المنبعث في وحدة زاوية صلبة بواسطة مصدر نقطي متناحٍ مع شدة مضيئة تبلغ 1 كانديلا.

الجدول 1. القيم المضيئة النموذجية لمصادر الضوء:

أنواع المصابيح الطاقة الكهربائية، دبليو التدفق الضوئي، م كفاءة مضيئة lm/w
100 واط 1360 م 13.6 لومن/واط
مصباح الفلورسنت 58 واط 5400 م 93 لومن/وات
مصباح الصوديوم عالي الضغط 100 واط 10000 م 100 م/ث
مصباح الصوديوم منخفض الضغط 180 واط 33000 م 183 لومن/وات
مصباح زئبق عالي الضغط 1000 واط 58000 م 58 م/وات
مصباح هاليد معدني 2000 واط 190000 م 95 م/وات

يتم توزيع تدفق الضوء Ф الساقط على الجسم إلى ثلاثة مكونات: ينعكس بواسطة الجسم Фρ، ويمتصه Фα وينتقل Фτ. عند استخدام المعاملات التالية: الانعكاس ρ = Фρ /Ф; الامتصاص α = Фα/Ф؛ انتقال τ = Фτ / Ф.

الجدول 2. خصائص الضوء لبعض المواد والأسطح

المواد أو الأسطح احتمال طابع الانعكاس والانتقال
تأملات ρ الامتصاص أ انتقال τ
الطباشير 0,85 0,15 - منتشر
مينا سيليكات 0,8 0,2 - منتشر
الألومنيوم المرآة 0,85 0,15 - موجه
مرآة زجاجية 0,8 0,2 - موجه
زجاج بلوري 0,1 0,5 0,4 متناثرة الاتجاه
كوب حليب عضوي 0,22 0,15 0,63 متناثرة الاتجاه
أوبال سيليكات الزجاج 0,3 0,1 0,6 منتشر
زجاج الحليب سيليكات 0,45 0,15 0,4 منتشر

2. الطاقة الضوئية

توزيع الإشعاع من مصدر حقيقي في الفضاء المحيط ليس منتظما. ولذلك، فإن التدفق الضوئي لن يكون خاصية شاملة للمصدر إذا لم يتم تحديد توزيع الإشعاع في اتجاهات مختلفة من الفضاء المحيط في وقت واحد.

لتوصيف توزيع تدفق الضوء، يتم استخدام مفهوم الكثافة المكانية لتدفق الضوء في اتجاهات مختلفة من المساحة المحيطة. تسمى الكثافة المكانية للتدفق الضوئي، التي تحددها نسبة التدفق الضوئي إلى الزاوية الصلبة مع الرأس عند النقطة التي يقع فيها المصدر، والتي يتم توزيع هذا التدفق فيها بالتساوي، بالكثافة المضيئة:

حيث: F - التدفق الضوئي؛ ω - زاوية صلبة.

وحدة شدة الإضاءة هي الكانديلا. 1 قرص مضغوط.

هذه هي شدة الإضاءة المنبعثة في اتجاه عمودي من عنصر سطح الجسم الأسود بمساحة 1:600000 م2 عند درجة حرارة تصلب البلاتين.
وحدة شدة الإضاءة هي الكانديلا، cd هي إحدى الكميات الأساسية في نظام SI وتتوافق مع تدفق ضوئي قدره 1 lm، موزع بشكل موحد داخل زاوية صلبة قدرها 1 ستيراديان (متوسط). الزاوية الصلبة هي جزء من الفضاء محاط داخل سطح مخروطي. زاوية صلبةω تقاس بنسبة المساحة التي تقطعها من كرة نصف قطرها عشوائية إلى مربع الأخير.

3. الإضاءة

الإضاءة هي مقدار الضوء أو التدفق الضوئي الساقط على وحدة مساحة السطح. يتم تحديده بالحرف E ويتم قياسه باللوكس (lx).

وحدة الإضاءة لوكس، لوكس لها البعد اللومن لكل متر مربع (lm/m2).

يمكن تعريف الإضاءة بأنها كثافة التدفق الضوئي على سطح مضاء:

لا تعتمد الإضاءة على اتجاه انتشار تدفق الضوء على السطح.

فيما يلي بعض مؤشرات الإضاءة المقبولة عمومًا:

    الصيف، يوم تحت سماء صافية - 100000 لوكس

    إنارة الشوارع - 5-30 لوكس

    اكتمال القمر في ليلة صافية - 0.25 لوكس

4. العلاقة بين شدة الإضاءة (I) والإضاءة (E).

قانون التربيع العكسي

يتم تعريف الإضاءة عند نقطة معينة على سطح عمودي على اتجاه انتشار الضوء على أنها نسبة شدة الإضاءة إلى مربع المسافة من هذه النقطة إلى مصدر الضوء. إذا أخذنا هذه المسافة على أنها d، فيمكن التعبير عن هذه العلاقة بالصيغة التالية:

على سبيل المثال: إذا بعث مصدر ضوئي ضوءاً شدة شدته 1200 cd في اتجاه عمودي على السطح على مسافة 3 أمتار من هذا السطح فإن الاستضاءة (Ep) عند النقطة التي يصل فيها الضوء إلى السطح ستكون 1200 /32 = 133 لوكس. إذا كان السطح على مسافة 6 أمتار من مصدر الضوء، فإن الإضاءة ستكون 1200/62 = 33 لوكس. وتسمى هذه العلاقة "قانون التربيع العكسي".

الإضاءة عند نقطة معينة على سطح غير متعامد مع اتجاه انتشار الضوء تساوي شدة الإضاءة في اتجاه نقطة القياس مقسومة على مربع المسافة بين مصدر الضوء والنقطة على المستوى مضروبة في جيب تمام الزاوية γ (γ هي الزاوية التي يشكلها اتجاه سقوط الضوء والعمودي على هذا المستوى).

لذلك:

هذا هو قانون جيب التمام (الشكل 1).

أرز. 1. لقانون جيب التمام

لحساب الإضاءة الأفقية، من المستحسن تغيير الصيغة الأخيرة عن طريق استبدال المسافة d بين مصدر الضوء ونقطة القياس بالارتفاع h من مصدر الضوء إلى السطح.

في الشكل 2:

ثم:

نحصل على:

وباستخدام هذه الصيغة، يتم حساب الإضاءة الأفقية عند نقطة القياس.

أرز. 2. الإضاءة الأفقية

6. الإضاءة العمودية

يمكن تمثيل إضاءة نفس النقطة P في المستوى العمودي الموجه نحو مصدر الضوء كدالة لارتفاع (h) مصدر الضوء وزاوية الإصابة (γ) لشدة الإضاءة (I) (الشكل 3).

لمعان:

للأسطح ذات الأبعاد المحدودة:

اللمعان هو كثافة التدفق الضوئي المنبعث من سطح مضيء. وحدة اللمعان هي اللومن لكل متر مربع من السطح المضيء، وهو ما يتوافق مع سطح مساحته 1 م2 ينبعث منه تدفق ضوئي موحد قدره 1 م. في حالة الإشعاع العام، يتم تقديم مفهوم اللمعان النشط للجسم المشع (أنا).

وحدة اللمعان الطاقي هي W/m2.

يمكن التعبير عن اللمعان في هذه الحالة من خلال كثافة لمعان الطاقة الطيفية للجسم الباعث Me－()

لإجراء تقييم مقارن، نقوم بتقليل سطوع الطاقة إلى سطوع بعض الأسطح:

    سطح الشمس - Me=6 107 واط/م2؛

    فتيل المصباح المتوهج - Me=2 105 وات/م2؛

    سطح الشمس عند الذروة هو M=3.1109 lm/m2؛

    لمبة فلورسنت - M=22 103 lm/m2.

هذه هي شدة الضوء المنبعث لكل وحدة مساحة في اتجاه معين. وحدة قياس السطوع هي شمعة لكل متر مربع (cd/m2).

يمكن للسطح نفسه أن ينبعث منه ضوء، مثل سطح المصباح، أو يعكس الضوء الذي يأتي من مصدر آخر، مثل سطح الطريق.

الأسطح ذات الخصائص العاكسة المختلفة تحت نفس الإضاءة سيكون لها درجات مختلفة من السطوع.

السطوع المنبعث من سطح dA بزاوية Ф لإسقاط هذا السطح يساوي نسبة شدة الضوء المنبعث في اتجاه معين إلى إسقاط السطح الباعث (الشكل 4).


أرز. 4. السطوع

لا تعتمد كل من شدة الإضاءة وإسقاط السطح الباعث على المسافة. ولذلك، فإن السطوع أيضًا مستقل عن المسافة.

بعض الأمثلة العملية:

    سطوع سطح الشمس - 2000000000 شمعة/م2

    سطوع مصابيح الفلورسنت - من 5000 إلى 15000 شمعة/م2

    سطوع سطح القمر الكامل - 2500 شمعة/م2

    إنارة الطرق الصناعية - 30 لوكس 2 شمعة/م2