فوتوبيك (منحنى أسود متكيف مع النهار) و scotopic [1] (المنحنى الأخضر المتكيف مع الظلام) وظائف اللمعان. تتضمن الصورة الفوتوغرافية معيار CIE 1931 [2] (صلب) ، بيانات Judd-Vos 1978 المعدلة [3] (متقطع) ، وبيانات Sharpe ، Stockman ، Jagla & Jägle 2005 [4] (منقط). المحور الأفقي هو الطول الموجي نانومتر.
قياس الض
قياس الضوء (البصريات) – Photometry (optics)
من ويكيبيديا
قياس الضوء هو علم قياس من ضوء، من حيث محسوس – ملموس سطوع العين البشرية.[1] إنه يختلف عن قياس الإشعاع، وهو علم القياس طاقة مشعة (بما في ذلك الضوء) من حيث القوة المطلقة. في القياس الضوئي الحديث ، يتم ترجيح القدرة المشعة عند كل طول موجي بواسطة a وظيفة اللمعان التي تمثل حساسية السطوع البشري. عادةً ما تكون وظيفة الترجيح هذه هي ضوئية وظيفة الحساسية ، على الرغم من أن scotopic يمكن أيضًا تطبيق وظيفة أو وظائف أخرى بنفس الطريقة.
وء والعين
ال عين الانسان ليست حساسة للجميع أطوال موجية من ضوء مرئي. يحاول القياس الضوئي حساب ذلك من خلال وزن القوة المقاسة عند كل طول موجي مع عامل يمثل مدى حساسية العين عند هذا الطول الموجي. يتم إعطاء النموذج القياسي لاستجابة العين للضوء كدالة لطول الموجة من خلال وظيفة اللمعان. للعين استجابات مختلفة كدالة لطول الموجة عندما تتكيف مع ظروف الضوء (رؤية ضوئية) والظروف المظلمة (رؤية scotopic). يعتمد القياس الضوئي عادةً على استجابة العين الضوئية ، وبالتالي قد لا تشير القياسات الضوئية بدقة إلى السطوع المدرك للمصادر في ظروف الإضاءة الخافتة حيث لا يمكن تمييز الألوان ، مثل ضوء القمر أو ضوء النجوم فقط.[1] الرؤية الضوئية هي سمة من سمات استجابة العين عند مستويات الإنارة التي تزيد عن ثلاثة شمعة لكل متر مربع. الرؤية الاسكتلندية تحدث تحت 2 × 10−5 مؤتمر نزع السلاح / م2. رؤية ميزوبيك يحدث بين هذه الحدود ولا يتميز جيدًا للاستجابة الطيفية.[1]
الكميات الضوئية
أصبح قياس تأثيرات الإشعاع الكهرومغناطيسي مجالًا للدراسة منذ نهاية القرن الثامن عشر. تباينت أساليب القياس اعتمادًا على التأثيرات قيد الدراسة وأدت إلى ظهور مصطلحات مختلفة. تأثير التسخين الكلي لـ الأشعة تحت الحمراء أدى قياس الإشعاع بواسطة موازين الحرارة إلى تطوير وحدات قياس إشعاعي من حيث إجمالي الطاقة والطاقة. أدى استخدام العين البشرية ككاشف إلى وحدات قياس ضوئي مرجحة بخصائص استجابة العين. دراسة التأثيرات الكيميائية لـ فوق بنفسجي أدى الإشعاع إلى التوصيف بالجرعة الإجمالية أو وحدات قياس الأكتين معبراً عنها بالفوتونات في الثانية. [1]
يتم استخدام العديد من وحدات القياس المختلفة للقياسات الضوئية. يسأل الناس أحيانًا عن سبب الحاجة إلى وجود العديد من الوحدات المختلفة ، أو يطلبون تحويلات بين الوحدات التي لا يمكن تحويلها (لومن و كانديلا، فمثلا). نحن على دراية بفكرة أن صفة “ثقيل” يمكن أن تشير إلى الوزن أو الكثافة ، وهما أمران مختلفان تمامًا. وبالمثل ، يمكن أن تشير صفة “ساطع” إلى مصدر ضوء يوفر تدفقًا ضوئيًا عاليًا (يقاس باللومن) ، أو إلى مصدر ضوء يركز التدفق الضوئي الموجود به في شعاع ضيق جدًا (كانديلاس) ، أو إلى ضوء المصدر الذي يتم رؤيته على خلفية مظلمة. نظرًا للطرق التي ينتشر بها الضوء عبر الفضاء ثلاثي الأبعاد – ينتشر ويتركز وينعكس عن الأسطح اللامعة أو غير اللامعة – ولأن الضوء يتكون من العديد من الأطوال الموجية المختلفة ، فإن عدد الأنواع المختلفة جوهريًا لقياس الضوء التي يمكن إجراؤها هو كبيرة ، وكذلك عدد الكميات والوحدات التي تمثلها.
على سبيل المثال ، عادة ما تكون المكاتب مضاءة “بشكل ساطع” بمجموعة من مصابيح الفلوريسنت المتقطعة للحصول على تدفق ضوئي مرتفع مشترك. أ مؤشر الليزر له تدفق ضوئي منخفض جدًا (لا يمكن أن يضيء غرفة) ولكنه ساطع بشكل مذهل في اتجاه واحد (شدة إضاءة عالية في هذا الاتجاه).
| كمية | وحدة | البعد | ملاحظات | ||
|---|---|---|---|---|---|
| اسم | رمز[ملحوظة 1] | اسم | رمز | رمز[ملحوظة 2] | |
| طاقة مضيئة | سالخامس[ملحوظة 3] | ثانية التجويف | م⋅s | تي ي | يطلق على ثانية التجويف أحيانًا اسم تالبوت. |
| تدفق مضيئة، قوة مضيئة | Φالخامس[ملحوظة 3] | لومن (= كانديلا ستيراديون) | lm (= cd⋅sr) | ي | الطاقة المضيئة لكل وحدة زمنية |
| شدة الإضاءة | أناالخامس | كانديلا (= لومن لكل ستيراديان) | قرص مضغوط (= م / س) | ي | التدفق الضوئي لكل وحدة زاوية صلبة |
| الانارة | إلالخامس | كانديلا لكل متر مربع | مؤتمر نزع السلاح / م2 (= lm / (sr⋅m2)) | إل−2ي | التدفق الضوئي لكل وحدة زاوية صلبة لكل وحدة المتوقعة منطقة المصدر. يطلق على الشمعة لكل متر مربع أحيانًا اسم أحمق. |
| إضاءة | هالخامس | لوكس (= لومن لكل متر مربع) | lx (= م / م2) | إل−2ي | تدفق مضيئة حادث على السطح |
| خروج مضيئة، إشعاع ضوئي | مالخامس | لومن لكل متر مربع | م / م2 | إل−2ي | تدفق مضيئة المنبعثة من سطح |
| التعرض المضيء | حالخامس | لوكس الثاني | lx⋅s | إل−2تي ي | الإضاءة المتكاملة مع الوقت |
| كثافة الطاقة المضيئة | ωالخامس | لومن ثانية لكل متر مكعب | lm⋅s / م3 | إل−3تي ي | |
| فعالية مضيئة (من الإشعاع) | ك | لومن لكل واط | م /دبليو | م−1إل−2تي3ي | نسبة التدفق الضوئي إلى تدفق مشع |
| فعالية مضيئة (من مصدر) | η[ملحوظة 3] | لومن لكل واط | م /دبليو | م−1إل−2تي3ي | نسبة التدفق الضوئي لاستهلاك الطاقة |
| كفاءة مضيئةمعامل الإضاءة | الخامس | 1 | تم ضبط فعالية الإضاءة بأقصى فعالية ممكنة | ||
| أنظر أيضا: SI · قياس الضوء · قياس الإشعاع · (قارن) |
الكميات الضوئية مقابل الكميات الإشعاعية
هناك نوعان من أنظمة الكميات المتوازية المعروفة باسم الكميات الضوئية والكميات الإشعاعية. كل كمية في نظام واحد لها كمية مماثلة في النظام الآخر. تتضمن بعض الأمثلة على الكميات المتوازية:[1]
- الانارة (قياس ضوئي) و إشراق (قياس إشعاعي)
- تدفق مضيئة (قياس ضوئي) و تدفق مشع (قياس إشعاعي)
- شدة الإضاءة (قياس ضوئي) و كثافة مشعة (قياس إشعاعي)
في الكميات الضوئية ، يتم وزن كل طول موجي وفقًا لمدى حساسية العين البشرية لها ، بينما تستخدم الكميات الراديومترية قوة مطلقة غير مرجحة. على سبيل المثال ، تستجيب العين للضوء الأخضر بقوة أكبر بكثير من اللون الأحمر ، لذا فإن المصدر الأخضر سيكون له تدفق ضوئي أكبر من المصدر الأحمر الذي له نفس التدفق الإشعاعي. لا تساهم الطاقة المشعة خارج الطيف المرئي في الكميات الضوئية على الإطلاق ، لذلك على سبيل المثال 1000 واط قد يصدر سخان الفضاء قدرًا كبيرًا من التدفق الإشعاعي (1000 واط ، في الواقع) ، ولكن كمصدر للضوء ، فإنه يُصدر عددًا قليلاً جدًا من اللومن (لأن معظم الطاقة موجودة في الأشعة تحت الحمراء ، مما يترك توهجًا أحمر خافتًا في المرئي. ).
| كمية | وحدة | البعد | ملاحظات | ||
|---|---|---|---|---|---|
| اسم | رمز[ملحوظة 4] | اسم | رمز | رمز | |
| طاقة مشعة | سه[ملحوظة 5] | الجول | ي | م⋅إل2⋅تي−2 | طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي. |
| كثافة الطاقة المشعة | ثه | جول لكل متر مكعب | ي / م3 | م⋅إل−1⋅تي−2 | طاقة مشعة لكل وحدة حجم. |
| تدفق مشع | Φه[ملحوظة 5] | واط | دبليو = ي / ث | م⋅إل2⋅تي−3 | الطاقة المشعة المنبعثة أو المنعكسة أو المرسلة أو المستقبلة لكل وحدة زمنية. وهذا ما يسمى أحيانًا “القوة المشعة”. |
| التدفق الطيفي | Φه ، ν[ملحوظة 6] | واط لكل هيرتز | ث /هرتز | م⋅إل2⋅تي−2 | التدفق المشع لكل وحدة تردد أو طول موجة. يتم قياس هذا الأخير بشكل شائع في W⋅nm−1. |
| Φه ، λ[ملحوظة 7] | واط لكل متر | W / م | م⋅إل⋅تي−3 | ||
| شدة الإشعاع | أناه ، Ω[ملحوظة 8] | واط لكل ستيراديان | ث /ريال سعودى | م⋅إل2⋅تي−3 | التدفق المشع المنبعث أو المنعكس أو المرسل أو المستلم لكل وحدة زاوية صلبة. هذا ال اتجاهي كمية. |
| شدة الطيف | أناه ، Ω ، ν[ملحوظة 6] | واط لكل ستيراديان لكل هرتز | Wsr−1⋅ هرتز−1 | م⋅إل2⋅تي−2 | كثافة الإشعاع لكل وحدة تردد أو طول موجة. يقاس الأخير عادة بوصر−1⋅nm−1. هذا ال اتجاهي كمية. |
| أناه ، Ω ، λ[ملحوظة 7] | واط لكل ستيراديان لكل متر | Wsr−1⋅ م−1 | م⋅إل⋅تي−3 | ||
| إشراق | إله ، Ω[ملحوظة 8] | واط لكل ستيراديان لكل متر مربع | Wsr−1⋅ م−2 | م⋅تي−3 | التدفق المشع المنبعث أو المنعكس أو المرسل أو المستلم بواسطة a سطح – المظهر الخارجي، لكل وحدة زاوية صلبة لكل وحدة مساحة مسقطة. هذا ال اتجاهي كمية. يُطلق على هذا أحيانًا بشكل محير “الشدة”. |
| إشراق طيفي | إله ، Ω ، ν[ملحوظة 6] | واط لكل ستيراديان لكل متر مربع لكل هرتز | Wsr−1⋅ م−2⋅ هرتز−1 | م⋅تي−2 | تألق أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة تردد أو طول موجة. يقاس الأخير عادة بوصر−1⋅ م−2⋅nm−1. هذا ال اتجاهي كمية. ويسمى هذا أحيانًا بشكل محير “شدة الطيف”. |
| إله ، Ω ، λ[ملحوظة 7] | واط لكل ستيراديان للمتر المربع الواحد | Wsr−1⋅ م−3 | م⋅إل−1⋅تي−3 | ||
| إشعاع كثافة التدفق | هه[ملحوظة 5] | واط لكل متر مربع | W / م2 | م⋅تي−3 | تدفق مشع تم الاستلام بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة مساحة. يُطلق على هذا أحيانًا بشكل محير “الشدة”. |
| الإشعاع الطيفي كثافة التدفق الطيفي | هه ، ν[ملحوظة 6] | واط لكل متر مربع لكل هرتز | وم−2⋅ هرتز−1 | م⋅تي−2 | إشعاع أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة تردد أو طول موجة. ويسمى هذا أحيانًا بشكل محير “شدة الطيف”. تشمل وحدات كثافة التدفق الطيفي غير التابعة للنظام الدولي للوحدات jansky (1 جي = 10−26 وم−2⋅ هرتز−1) و وحدة التدفق الشمسي (1 وحدة دولية = 10−22 وم−2⋅ هرتز−1 = 104 جي). |
| هه ، λ[ملحوظة 7] | واط لكل متر مربع لكل متر | W / م3 | م⋅إل−1⋅تي−3 | ||
| إشعاع | يه[ملحوظة 5] | واط لكل متر مربع | W / م2 | م⋅تي−3 | تدفق مشع مغادرة (تبعث وتنعكس وترسل بواسطة) أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة مساحة. يُطلق على هذا أحيانًا بشكل محير “الشدة”. |
| الإشعاع الطيفي | يه ، ν[ملحوظة 6] | واط لكل متر مربع لكل هرتز | وم−2⋅ هرتز−1 | م⋅تي−2 | إشعاع أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة تردد أو طول موجة. يقاس الأخير عادةً بوحدة الووم−2⋅nm−1. ويسمى هذا أحيانًا بشكل محير “شدة الطيف”. |
| يه ، λ[ملحوظة 7] | واط لكل متر مربع لكل متر | W / م3 | م⋅إل−1⋅تي−3 | ||
| خروج مشع | مه[ملحوظة 5] | واط لكل متر مربع | W / م2 | م⋅تي−3 | تدفق مشع المنبعثة بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة مساحة. هذا هو المكون المنبعث من الإشعاع. “الانبعاث المشع” مصطلح قديم لهذه الكمية. يُطلق على هذا أحيانًا بشكل محير “الشدة”. |
| الخروج الطيفي | مه ، ν[ملحوظة 6] | واط لكل متر مربع لكل هرتز | وم−2⋅ هرتز−1 | م⋅تي−2 | خروج مشع من أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة تردد أو طول موجة. يقاس الأخير عادةً بوحدة الووم−2⋅nm−1. “الانبعاث الطيفي” مصطلح قديم لهذه الكمية. ويسمى هذا أحيانًا بشكل محير “شدة الطيف”. |
| مه ، λ[ملحوظة 7] | واط لكل متر مربع لكل متر | W / م3 | م⋅إل−1⋅تي−3 | ||
| التعرض للإشعاع | حه | جول لكل متر مربع | ي / م2 | م⋅تي−2 | استقبال الطاقة المشعة بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة مساحة ، أو ما يعادله من إشعاع أ سطح – المظهر الخارجي تتكامل مع مرور الوقت من التشعيع. هذا يسمى أحيانًا “الطلاقة المشعة”. |
| التعرض الطيفي | حه ، ν[ملحوظة 6] | جول لكل متر مربع لكل هرتز | J⋅m−2⋅ هرتز−1 | م⋅تي−1 | التعرض للإشعاع من أ سطح – المظهر الخارجي لكل وحدة تردد أو طول موجة. يقاس الأخير عادة بالجوم−2⋅nm−1. ويسمى هذا أحيانًا أيضًا “الطيف الطيفي”. |
| حه ، λ[ملحوظة 7] | جول لكل متر مربع لكل متر | ي / م3 | م⋅إل−1⋅تي−2 | ||
| انبعاثية نصف كروية | ε | غير متاح | 1 | خروج مشع من أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على أن الجسم الأسود بنفس درجة حرارة ذلك السطح. | |
| انبعاثية طيفية نصف كروية | εν أو ελ | غير متاح | 1 | الخروج الطيفي من أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على أن الجسم الأسود بنفس درجة حرارة ذلك السطح. | |
| الابتعاثية الاتجاهية | εΩ | غير متاح | 1 | إشراق المنبعثة بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على ما ينبعث من ملف الجسم الأسود بنفس درجة حرارة ذلك السطح. | |
| الانبعاثية الاتجاهية الطيفية | εΩ ، ν أو εΩ ، λ | غير متاح | 1 | إشراق طيفي المنبعثة بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على أن الجسم الأسود بنفس درجة حرارة ذلك السطح. | |
| امتصاص نصف كروي | أ | غير متاح | 1 | تدفق مشع يمتص بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. لا ينبغي الخلط بين هذا و “امتصاص“. | |
| الامتصاص الطيفي نصف كروي | أν أو أλ | غير متاح | 1 | التدفق الطيفي يمتص بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. لا ينبغي الخلط بين هذا و “الامتصاص الطيفي“. | |
| الامتصاص الاتجاهي | أΩ | غير متاح | 1 | إشراق يمتص بواسطة أ سطح – المظهر الخارجيمقسومًا على وقع الإشعاع على ذلك السطح. لا ينبغي الخلط بين هذا و “امتصاص“. | |
| الامتصاص الطيفي الاتجاهي | أΩ ، ν أو أΩ ، λ | غير متاح | 1 | إشراق طيفي يمتص بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على وقع الإشعاع الطيفي على هذا السطح. لا ينبغي الخلط بين هذا و “الامتصاص الطيفي“. | |
| انعكاس نصف كروي | ر | غير متاح | 1 | تدفق مشع ينعكس بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. | |
| الانعكاس الطيفي نصف كروي | رν أو رλ | غير متاح | 1 | التدفق الطيفي ينعكس بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. | |
| انعكاس اتجاهي | رΩ | غير متاح | 1 | إشراق ينعكس بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. | |
| انعكاس الاتجاه الطيفي | رΩ ، ν أو رΩ ، λ | غير متاح | 1 | إشراق طيفي ينعكس بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. | |
| نفاذية نصف كروية | تي | غير متاح | 1 | تدفق مشع أحال بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. | |
| النفاذية الطيفية نصف كروية | تيν أو تيλ | غير متاح | 1 | التدفق الطيفي أحال بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. | |
| النفاذية الاتجاهية | تيΩ | غير متاح | 1 | إشراق أحال بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. | |
| النفاذية الاتجاهية الطيفية | تيΩ ، ν أو تيΩ ، λ | غير متاح | 1 | إشراق طيفي أحال بواسطة أ سطح – المظهر الخارجي، مقسومًا على تلك التي تلقاها ذلك السطح. | |
| معامل التوهين نصف الكروي | μ | متر متبادل | م−1 | إل−1 | تدفق مشع يمتص و مبعثر بواسطة أ الصوت لكل وحدة طول ، مقسومًا على ذلك المستلم بواسطة هذا الحجم. |
| معامل التوهين الطيفي نصف كروي | μν أو μλ | متر متبادل | م−1 | إل−1 | التدفق المشع الطيفي يمتص و مبعثر بواسطة أ الصوت لكل وحدة طول ، مقسومًا على ذلك المستلم بواسطة هذا الحجم. |
| معامل التوهين الاتجاهي | μΩ | متر متبادل | م−1 | إل−1 | إشراق يمتص و مبعثر بواسطة أ الصوت لكل وحدة طول ، مقسومًا على ذلك المستلم بواسطة هذا الحجم. |
| معامل التوهين الطيفي الاتجاهي | μΩ ، ν أو μΩ ، λ | متر متبادل | م−1 | إل−1 | إشراق طيفي يمتص و مبعثر بواسطة أ الصوت لكل وحدة طول ، مقسومًا على ذلك المستلم بواسطة هذا الحجم. |
| أنظر أيضا: SI · قياس الإشعاع · قياس الضوء · (قارن) |
واتس مقابل لومن
الواط عبارة عن وحدات تدفق مشع بينما وحدات اللومن هي وحدات تدفق ضوئي. توضح مقارنة الواط واللومن التمييز بين الوحدات الراديومترية والوحدة الضوئية.
الواط هو وحدة طاقة. لقد تعودنا على التفكير في المصابيح الكهربائية من حيث القوة بالواط. هذه القوة ليست مقياسًا لمقدار خرج الضوء ، ولكنها تشير إلى مقدار الطاقة التي سيستخدمها المصباح. لان المصابيح المتوهجة تباع جميعها “للخدمة العامة” لها خصائص متشابهة إلى حد ما (نفس توزيع الطاقة الطيفية) ، ويوفر استهلاك الطاقة دليلًا تقريبيًا لإخراج الضوء من المصابيح المتوهجة.
يمكن أن يكون الواط أيضًا مقياسًا مباشرًا للإنتاج. بمعنى القياس الإشعاعي ، تكون كفاءة المصباح المتوهج حوالي 80٪: يتم فقدان 20٪ من الطاقة (على سبيل المثال عن طريق التوصيل من خلال قاعدة المصباح). ينبعث الباقي كإشعاع ، ومعظمها في الأشعة تحت الحمراء. وبالتالي ، فإن لمبة 60 واط تبعث تدفقًا مشعًا كليًا يبلغ حوالي 45 واط. في الواقع ، تُستخدم المصابيح المتوهجة أحيانًا كمصادر للحرارة (كما هو الحال في حاضنة الصيصان) ، ولكنها عادةً ما تستخدم لغرض توفير الضوء. على هذا النحو ، فهي غير فعالة للغاية ، لأن معظم الطاقة المشعة التي تصدرها هي الأشعة تحت الحمراء غير المرئية. أ مصباح الفلورسنت المدمجة يمكن أن توفر ضوءًا يضاهي 60 وات المتوهج مع استهلاك أقل من 15 واط من الكهرباء.
اللومن هو الوحدة الضوئية لإخراج الضوء. على الرغم من أن معظم المستهلكين لا يزالون يفكرون في الضوء من حيث الطاقة التي يستهلكها المصباح ، إلا أنه في الولايات المتحدة كان من المتطلبات التجارية لعدة عقود أن تعطي عبوة المصباح الكهربائي الناتج في اللومن. حزمة اللمبة المتوهجة 60 وات تشير إلى أنها توفر حوالي 900 لومن ، كما هو الحال مع حزمة اللمبة الفلورية المدمجة 15 وات.
يتم تعريف اللومن على أنه مقدار الضوء المعطى في واحد ستيراديان بواسطة أ نقطه المصدر من قوة شمعة واحدة ؛ بينما تُعرَّف الشمعة ، وهي وحدة النظام الدولي للوحدات الأساسية ، بأنها شدة الإضاءة لمصدر إشعاع أحادي اللون ، بتردد 540 تيراهيرتز ، وشدة إشعاع تبلغ 1/683 واط لكل ستيراديان. (540 THz تقابل حوالي 555 نانومتروهو الطول الموجي باللون الأخضر الذي تكون العين البشرية أكثر حساسية تجاهه. تم اختيار الرقم 1/683 لجعل الشمعة مساوية للشمعة القياسية ، الوحدة التي حلت محلها).
بدمج هذه التعريفات ، نرى أن 1/683 وات من الضوء الأخضر 555 نانومتر يوفر لومنًا واحدًا.
العلاقة بين الواط واللومن ليس مجرد عامل تحجيم بسيط. نحن نعلم هذا بالفعل ، لأن المصباح المتوهج 60 وات والفلوريسنت المضغوط 15 وات يمكن أن يوفرا 900 لومن.
يخبرنا التعريف أن 1 وات من الضوء الأخضر النقي 555 نانومتر يساوي 683 لومن. لا يقول أي شيء عن الأطوال الموجية الأخرى. نظرًا لأن اللومن وحدات قياس ضوئي ، فإن علاقتها بالواط تعتمد على الطول الموجي وفقًا لمدى رؤية الطول الموجي. الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية ، على سبيل المثال ، غير مرئية ولا تحسب. واحد واط من الأشعة تحت الحمراء (حيث تسقط معظم الإشعاعات من المصباح المتوهج) يساوي صفر لومن. ضمن الطيف المرئي ، يتم ترجيح أطوال موجات الضوء وفقًا لوظيفة تسمى “كفاءة الإضاءة الطيفية الضوئية”. وفقًا لهذه الوظيفة ، فإن الضوء الأحمر 700 نانومتر هو فقط حوالي 0.4٪ من الضوء الأخضر 555 نانومتر. وبالتالي ، فإن واحد واط من 700 نانومتر من الضوء الأحمر “يساوي” 2.7 لومن فقط.
نظرًا للتجميع على الجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يعد جزءًا من هذا الترجيح ، فإن وحدة “اللومن” هي عمى الألوان: لا توجد طريقة لمعرفة اللون الذي سيظهر به اللومن. هذا يعادل تقييم البقالة حسب عدد الأكياس: لا توجد معلومات حول المحتوى المحدد ، فقط رقم يشير إلى إجمالي الكمية الموزونة.
تقنيات القياس الضوئي
يعتمد القياس الضوئي على أجهزة كشف الضوء، أجهزة (من عدة أنواع) تنتج إشارة كهربائية عند تعرضها للضوء. تشمل التطبيقات البسيطة لهذه التقنية تشغيل المصابيح وإيقافها بناءً على ظروف الإضاءة المحيطة ، وعدادات الضوء المستخدمة لقياس إجمالي كمية الضوء الساقط على نقطة ما.
يتم استخدام أشكال أكثر تعقيدًا من القياس الضوئي بشكل متكرر في صناعة الإضاءة. كروي أجهزة قياس الضوء يمكن استخدامها لقياس التدفق الضوئي الاتجاهي الناتج عن المصابيح ، وتتكون من كرة أرضية كبيرة القطر مع مصباح مركب في مركزها. أ ضوئية يدور حول المصباح في ثلاثة محاور ، ويقيس خرج المصباح من جميع الجوانب.
يتم اختبار المصابيح وتركيبات الإضاءة باستخدام مقاييس goniophotometer ومقاييس ضوئية ذات مرآة دوارة ، والتي تحافظ على ثبات الخلية الكهروضوئية على مسافة كافية بحيث يمكن اعتبار المصباح مصدرًا نقطيًا. تستخدم أجهزة قياس الضوء ذات المرآة الدوارة نظامًا آليًا من المرايا لعكس الضوء المنبعث من المصباح في جميع الاتجاهات إلى الخلية الكهروضوئية البعيدة ؛ تستخدم مقاييس goniophotometers جدولًا دوارًا من محورين لتغيير اتجاه المصباح فيما يتعلق بالخلية الضوئية. في كلتا الحالتين ، يتم جدولة شدة الإضاءة من هذه البيانات واستخدامها في تصميم الإضاءة.