प्रकाशाचे प्रमाण: प्रकाशमय प्रवाह, प्रकाशाची तीव्रता, प्रदीपन, चमक, चमक

1. हलका प्रवाह

ल्युमिनेस फ्लक्स - तेजस्वी उर्जेची शक्ती, ज्या प्रकाशाच्या संवेदनाने निर्माण केली जाते त्यानुसार. तेजस्वी ऊर्जा उत्सर्जकाद्वारे अवकाशात उत्सर्जित केलेल्या क्वांटाच्या संख्येनुसार निर्धारित केली जाते. तेजस्वी ऊर्जा (तेजस्वी ऊर्जा) ज्युलमध्ये मोजली जाते. प्रति युनिट वेळेत उत्सर्जित होणार्‍या उर्जेला रेडियंट फ्लक्स किंवा रेडियंट फ्लक्स म्हणतात. रेडियंट फ्लक्स वॅट्समध्ये मोजला जातो. प्रकाशमय प्रवाह Fe द्वारे दर्शविला जातो.

कुठे: Qе — विकिरण ऊर्जा.

रेडिएशन फ्लक्स हे वेळ आणि जागेत उर्जेच्या वितरणाद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे.

बहुतेक प्रकरणांमध्ये, जेव्हा ते कालांतराने रेडिएशन फ्लक्सच्या वितरणाबद्दल बोलतात, तेव्हा ते रेडिएशनच्या स्वरूपाचे क्वांटम स्वरूप विचारात घेत नाहीत, परंतु तात्काळ मूल्यांच्या वेळेत बदल घडवून आणणारे कार्य म्हणून ते समजतात. रेडिएशन फ्लक्स Ф (t). हे मान्य आहे कारण प्रति युनिट वेळेत स्त्रोताद्वारे उत्सर्जित केलेल्या फोटॉनची संख्या खूप मोठी आहे.

रेडिएशन फ्लक्सच्या वर्णक्रमीय वितरणानुसार, स्त्रोत तीन वर्गांमध्ये विभागले गेले आहेत: रेखीय, पट्टेदार आणि सतत स्पेक्ट्रासह. रेखीय स्पेक्ट्रम असलेल्या स्त्रोताच्या रेडिएशन फ्लक्समध्ये वैयक्तिक रेषांमधून मोनोक्रोमॅटिक फ्लक्स असतात:

कुठे: Фλ — मोनोक्रोमॅटिक रेडिएशन फ्लक्स; फे - रेडिएशन फ्लक्स.

बँड-स्पेक्ट्रम स्त्रोतांसाठी, उत्सर्जन बऱ्यापैकी विस्तृत वर्णक्रमीय प्रदेशांमध्ये होते - गडद अंतराने एकमेकांपासून विभक्त केलेले बँड. अखंड आणि बँडेड स्पेक्ट्रासह रेडिएशन फ्लक्सचे वर्णक्रमीय वितरण वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी, वर्णक्रमीय रेडिएशन फ्लक्स घनता नावाचे प्रमाण वापरले जाते.

कुठे: λ ही तरंगलांबी आहे.

स्पेक्ट्रल रेडिएशन फ्लक्सची घनता हे स्पेक्ट्रमवरील रेडिएशन फ्लक्सच्या वितरणाचे वैशिष्ट्य आहे आणि या विभागाच्या रुंदीच्या असीम विभागाशी संबंधित प्राथमिक प्रवाह ΔFeλ च्या गुणोत्तराच्या समान आहे:

स्पेक्ट्रल रेडिएशन फ्लक्स घनता वॅट्स प्रति नॅनोमीटरमध्ये मोजली जाते.

प्रकाश अभियांत्रिकीमध्ये, जिथे मानवी डोळा रेडिएशनचा मुख्य प्राप्तकर्ता आहे, रेडिएशन फ्लक्सच्या प्रभावी क्रियेचे मूल्यांकन करण्यासाठी ल्युमिनस फ्लक्सची संकल्पना सादर केली जाते. ल्युमिनियस फ्लक्स हा डोळ्यावर होणाऱ्या परिणामावरून अंदाजित रेडिएशन फ्लक्स आहे, ज्याची सापेक्ष वर्णक्रमीय संवेदनशीलता CIE ने मंजूर केलेल्या सरासरी वर्णक्रमीय कार्यक्षमता वक्र द्वारे निर्धारित केली जाते.

ल्युमिनस फ्लक्सची खालील व्याख्या प्रकाश तंत्रज्ञानामध्ये देखील वापरली जाते: ल्युमिनस फ्लक्स ही प्रकाश उर्जेची शक्ती आहे. ल्युमिनस फ्लक्सचे एकक लुमेन (एलएम) आहे. 1 lm एका घन कोनात उत्सर्जित होणार्‍या प्रकाशमय प्रवाहाशी संबंधित आहे ज्याची प्रकाशमान तीव्रता 1 कॅन्डेला आहे.

तक्ता 1.प्रकाश स्रोतांची विशिष्ट चमकदार मूल्ये:

दिव्यांचे प्रकार विद्युत ऊर्जा, डब्ल्यू ल्युमिनस फ्लक्स, एलएम ल्युमिनियस एफिशिअन्सी एलएम / डब्ल्यू इन्कॅन्डेसेंट लॅम्प 100 वॅट्स 1360 एलएम 13.6 एलएम / डब्ल्यू फ्लूरोसंट लॅम्प 58 वॅट्स 5400 एलएम 93 एलएम / डब्ल्यू लॅमिनिअस 0एलएम 0एलएम 0एलएम010 एमएलएम 010010 वॅट्स उच्च दाब / डब्ल्यू कमी प्रेशर सोडियम दिवा 180 वॅट्स 33000 lm 183 lm / W उच्च दाब पारा दिवा 1000 वॅट्स 58000 lm 58 lm / W मेटल हॅलाइड दिवा 2000 वॅट्स 190 000 lm 95 lm 95 lm / W रिफ्लेक्टेड बॉडीमध्ये डिस ल्यूक्स थ्री रिफ्लेक्टेड फ्लू लाइट आहे शरीराद्वारे Фα द्वारे शोषले गेले आणि चुकलेले Фτ... येथे प्रकाश गणना उपयोग घटक: प्रतिबिंब ρ = Fρ/ F; शोषण α = Fα/ F; ट्रान्समिशन τ= Fτ/ Ф.

तक्ता 2. काही सामग्री आणि पृष्ठभागांची प्रकाश वैशिष्ट्ये

साहित्य किंवा पृष्ठभाग गुणांक परावर्तन आणि प्रसारण वर्तन प्रतिबिंब ρ शोषण α ट्रांसमिशन τ खडू ०.८५ ०.१५ — डिफ्यूज सिलिकेट इनॅमल ०.८ ०.२ — डिफ्यूज अॅल्युमिनियम मिरर ०.८५ ०.१५ — पॉइंटेड ग्लास मिरर, एफ ०१, डायरेक्टेड ग्लास ०,२८. 4 डिफ्यूज डायरेक्‍ट बायो मिल्क ग्लास 0,22 0,15 0,63 डिफ्यूज डायरेक्‍ट ओपल सिलिकेट ग्लास 0,3 0,1 0,6 डिफ्यूज मिल्क सिलिकेट ग्लास 0, 45 0.15 0.4 डिफ्यूज

2. प्रकाशाची तीव्रता

आजूबाजूच्या जागेत वास्तविक स्त्रोतापासून रेडिएशनचे वितरण एकसमान नसते.त्यामुळे, सभोवतालच्या जागेच्या वेगवेगळ्या दिशांमध्ये रेडिएशन वितरण एकाच वेळी निर्धारित केले नसल्यास, प्रकाशमय प्रवाह हे स्त्रोताचे संपूर्ण वैशिष्ट्य ठरणार नाही.

प्रकाश प्रवाहाचे वितरण वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी, सभोवतालच्या जागेच्या वेगवेगळ्या दिशेने प्रकाश प्रवाहाच्या अवकाशीय घनतेची संकल्पना वापरली जाते. प्रकाशमय प्रवाहाची अवकाशीय घनता, जी प्रकाशमय प्रवाहाच्या घन कोनाच्या गुणोत्तराने निर्धारित केली जाते ज्या ठिकाणी स्त्रोत स्थित आहे, ज्यामध्ये हा प्रवाह समान रीतीने वितरीत केला जातो, त्याला चमकदार तीव्रता म्हणतात:

कुठे: Ф - चमकदार प्रवाह; ω — घन कोन.

प्रकाशाच्या तीव्रतेचे एकक म्हणजे कॅन्डेला. 1 सीडी.

प्लॅटिनमच्या घनीकरण तपमानावर 1:600,000 m2 क्षेत्रफळाच्या ब्लॅकबॉडी पृष्ठभागाच्या घटकाद्वारे लंब उत्सर्जित केलेली ही तेजस्वी तीव्रता आहे.
प्रकाशाच्या तीव्रतेचे एकक कॅन्डेला आहे, सीडी हे SI प्रणालीतील मुख्य प्रमाणांपैकी एक आहे आणि 1 स्टेरॅडियन (cf.) च्या घन कोनात समान रीतीने वितरित केलेल्या 1 lm च्या चमकदार प्रवाहाशी संबंधित आहे. घन कोन म्हणजे कोनिक पृष्ठभागामध्ये बंदिस्त जागेचा भाग. एक घन कोन ω जो क्षेत्राच्या गुणोत्तराने मोजला जातो तो अनियंत्रित त्रिज्येच्या गोलातून नंतरच्या चौरसापर्यंत कापतो.

3. प्रकाशयोजना

प्रदीपन म्हणजे एकक पृष्ठभागावर पडणाऱ्या प्रकाशाचे किंवा चमकदार प्रवाहाचे प्रमाण. हे अक्षर E द्वारे दर्शविले जाते आणि लक्स (lx) मध्ये मोजले जाते.

इल्युमिनन्स लक्स, lx चे एकक लुमेन प्रति चौरस मीटर (lm/m2) मध्ये मोजले जाते.

प्रदीपन हे प्रकाशित पृष्ठभागावरील प्रकाश प्रवाहाची घनता म्हणून परिभाषित केले जाऊ शकते:

प्रदीपन पृष्ठभागावर प्रकाश प्रवाहाच्या प्रसाराच्या दिशेवर अवलंबून नाही.

येथे काही सामान्यतः स्वीकृत ल्युमिनेन्स निर्देशक आहेत:

• उन्हाळा, ढगविरहित आकाशाखाली एक दिवस - 100,000 लक्स

• स्ट्रीट लाइटिंग - 5-30 लक्स

• स्पष्ट रात्री पूर्ण चंद्र - 0.25 लक्स

4. प्रकाशाची तीव्रता (I) आणि प्रदीपन (E) यांच्यातील संबंध.

व्यस्त वर्ग कायदा

पृष्ठभागावरील एका विशिष्ट बिंदूवर प्रदीपन, प्रकाशाच्या प्रसाराच्या दिशेला लंब, या बिंदूपासून प्रकाश स्रोतापर्यंतच्या अंतराच्या चौरसाच्या प्रकाशाच्या तीव्रतेचे गुणोत्तर म्हणून परिभाषित केले जाते. जर आपण हे अंतर d म्हणून घेतले, तर हे गुणोत्तर खालील सूत्राद्वारे व्यक्त केले जाऊ शकते:

उदाहरणार्थ: जर एखादा प्रकाश स्रोत या पृष्ठभागापासून ३ मीटर अंतरावर पृष्ठभागाच्या लंबवत दिशेने १२०० cd च्या पॉवरसह प्रकाश उत्सर्जित करत असेल, तर ज्या बिंदूवर प्रकाश पोहोचेल त्या ठिकाणी प्रदीपन (Ep) 1200 असेल. /32 = 133 लक्स. जर पृष्ठभाग प्रकाश स्रोतापासून 6 मीटर अंतरावर असेल, तर प्रदीपन 1200/62 = 33 लक्स असेल. या संबंधाला व्यस्त वर्ग नियम म्हणतात.

प्रकाशाच्या प्रसाराच्या दिशेला लंब नसलेल्या पृष्ठभागावरील एका विशिष्ट बिंदूवर प्रदीपन हे मापन बिंदूच्या दिशेने प्रकाशाच्या तीव्रतेइतके असते आणि प्रकाश स्रोत आणि समतल बिंदूमधील अंतराच्या वर्गाने भागले जाते. कोनाचा कोसाइन γ (γ हा प्रकाशाच्या घटनांच्या दिशेने बनलेला कोन आहे आणि या समतलाला लंब आहे).

म्हणून:

हा कोसाइनचा नियम आहे (आकृती 1.).

तांदूळ. 1. कोसाइनच्या कायद्यानुसार

5. क्षैतिज प्रकाशयोजना

क्षैतिज प्रदीपनची गणना करण्यासाठी, प्रकाश स्रोत आणि मापन बिंदूमधील अंतर d बदलून प्रकाश स्रोतापासून पृष्ठभागापर्यंतची उंची h सह शेवटचे सूत्र बदलण्याची शिफारस केली जाते.

आकृती 2:

मग:

आम्हाला मिळते:

हे सूत्र मापन बिंदूवर क्षैतिज प्रदीपनची गणना करते.

तांदूळ. 2. क्षैतिज प्रकाशयोजना

6. अनुलंब प्रकाशयोजना

प्रकाश स्रोताच्या दिशेने असणार्‍या उभ्या समतल P समान बिंदूचा प्रदीपन प्रकाश स्रोताच्या उंची (h) आणि प्रकाशाच्या तीव्रतेचा (γ) घटना कोन (I) (आकृती 3) चे कार्य म्हणून प्रस्तुत केले जाऊ शकते. ) .

आम्हाला मिळते:

तांदूळ. 3. अनुलंब प्रकाशयोजना

7. प्रदीपन

प्रकाशाच्या प्रवाहामुळे चमकणार्‍या किंवा त्यांच्यापासून परावर्तित होणार्‍या पृष्ठभागांचे वैशिष्ट्य दर्शवण्यासाठी, पृष्ठभागाच्या घटकाद्वारे उत्सर्जित केलेल्या प्रकाश प्रवाहाचे या घटकाच्या क्षेत्रफळाचे गुणोत्तर वापरले जाते. या प्रमाणाला प्रकाशमानता म्हणतात:

मर्यादित परिमाण असलेल्या पृष्ठभागांसाठी:

प्रदीपन म्हणजे प्रकाशाच्या पृष्ठभागाद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या प्रकाश प्रवाहाची घनता. प्रदीपनचे एकक म्हणजे प्रकाशाच्या पृष्ठभागाच्या प्रति चौरस मीटरचे लुमेन, जे 1 एम 2 क्षेत्राशी संबंधित आहे जे एकसमान 1 एलएमचा प्रकाशमय प्रवाह उत्सर्जित करते. एकूण किरणोत्सर्गाच्या बाबतीत, रेडिएटिंग बॉडी (मी) च्या ऊर्जा प्रकाशाची संकल्पना सादर केली जाते.

तेजस्वी प्रकाशाचे एकक W/m2 आहे.

या प्रकरणातील चमक Meλ (λ) उत्सर्जित शरीराच्या ऊर्जा प्रकाशाच्या वर्णक्रमीय घनतेद्वारे व्यक्त केली जाऊ शकते.

तुलनात्मक मूल्यमापनासाठी, आम्ही काही पृष्ठभागांच्या चमकांमध्ये ऊर्जा चमक आणतो:

• सौर पृष्ठभाग — मी = 6 • 107 W/m2;

• इनॅन्डेन्सेंट फिलामेंट — मी = 2 • 105 W/m2;

• सूर्याची पृष्ठभाग त्याच्या शिखरावर — M = 3.1 • 109 lm/m2;

• फ्लूरोसंट लाइट बल्ब — M = 22 • 103 lm/m2.

8. चमक

ब्राइटनेस एका विशिष्ट दिशेने पृष्ठभागाच्या एककाद्वारे उत्सर्जित केलेल्या प्रकाशाची चमक. ब्राइटनेस मोजण्याचे एकक म्हणजे कॅन्डेला प्रति चौरस मीटर (cd/m2).

पृष्ठभाग स्वतः दिव्याच्या पृष्ठभागाप्रमाणेच प्रकाश उत्सर्जित करू शकतो किंवा रस्त्याच्या पृष्ठभागासारख्या दुसर्‍या स्त्रोताकडून येणारा प्रकाश परावर्तित करू शकतो.

समान प्रकाशाखाली भिन्न परावर्तित गुणधर्म असलेल्या पृष्ठभागांमध्ये भिन्न प्रमाणात चमक असेल.

या पृष्ठभागाच्या प्रक्षेपणाच्या सापेक्ष Φ कोनात पृष्ठभाग dA द्वारे उत्सर्जित होणारी चमक ही उत्सर्जित पृष्ठभागाच्या प्रक्षेपणास दिलेल्या दिशेने उत्सर्जित होणाऱ्या प्रकाशाच्या तीव्रतेच्या गुणोत्तराइतकी असते (चित्र 4).

तांदूळ. 4. चमक

प्रकाशाची तीव्रता आणि उत्सर्जित पृष्ठभागाचे प्रक्षेपण अंतरापेक्षा स्वतंत्र आहेत. म्हणून, ब्राइटनेस देखील अंतरावर अवलंबून नाही.

काही व्यावहारिक उदाहरणे:

• सौर पृष्ठभागाची चमक - 2,000,000,000 cd/m2

• फ्लोरोसेंट दिव्यांची चमक - 5000 ते 15000 cd/m2 पर्यंत

• पूर्ण चंद्राच्या पृष्ठभागाची चमक - 2500 cd/m2

• कृत्रिम रस्ता प्रकाश - 30 lux 2 cd/m2