પ્રકાશની માત્રા: તેજસ્વી પ્રવાહ, પ્રકાશની તીવ્રતા, રોશની, તેજ, ​​તેજ

1. પ્રકાશ પ્રવાહ

તેજસ્વી પ્રવાહ - તેજસ્વી ઊર્જાની શક્તિ, જે તે ઉત્પન્ન થતી પ્રકાશ સંવેદના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. અવકાશમાં ઉત્સર્જક દ્વારા ઉત્સર્જિત ક્વોન્ટાની સંખ્યા દ્વારા તેજસ્વી ઊર્જા નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે. રેડિયન્ટ એનર્જી (રેડિયન્ટ એનર્જી) જુલ્સમાં માપવામાં આવે છે. એકમ સમય દીઠ ઉત્સર્જિત ઊર્જાની માત્રાને રેડિયન્ટ ફ્લક્સ અથવા રેડિયન્ટ ફ્લક્સ કહેવામાં આવે છે. રેડિયન્ટ ફ્લક્સ વોટ્સમાં માપવામાં આવે છે. તેજસ્વી પ્રવાહને Fe દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

ક્યાં: Qе — રેડિયેશન એનર્જી.

રેડિયેશન ફ્લક્સ સમય અને અવકાશમાં ઊર્જાના વિતરણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, જ્યારે તેઓ સમય જતાં રેડિયેશન ફ્લક્સના વિતરણ વિશે વાત કરે છે, ત્યારે તેઓ કિરણોત્સર્ગના દેખાવની ક્વોન્ટમ પ્રકૃતિને ધ્યાનમાં લેતા નથી, પરંતુ તેને એક કાર્ય તરીકે સમજે છે જે ત્વરિત મૂલ્યોના સમયમાં ફેરફાર આપે છે. રેડિયેશન ફ્લક્સ Ф (t). આ સ્વીકાર્ય છે કારણ કે એકમ સમય દીઠ સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત ફોટોનની સંખ્યા ઘણી મોટી છે.

કિરણોત્સર્ગ પ્રવાહના સ્પેક્ટ્રલ વિતરણ અનુસાર, સ્ત્રોતોને ત્રણ વર્ગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: રેખીય, પટ્ટાવાળી અને સતત સ્પેક્ટ્રા સાથે. રેખીય સ્પેક્ટ્રમ સાથેના સ્ત્રોતના રેડિયેશન ફ્લક્સમાં વ્યક્તિગત રેખાઓમાંથી મોનોક્રોમેટિક ફ્લક્સનો સમાવેશ થાય છે:

જ્યાં: Фλ — મોનોક્રોમેટિક રેડિયેશન ફ્લક્સ; ફે - રેડિયેશન ફ્લક્સ.

બેન્ડ-સ્પેક્ટ્રમ સ્ત્રોતો માટે, ઉત્સર્જન એકદમ વિશાળ સ્પેક્ટ્રલ પ્રદેશોમાં થાય છે-બેન્ડ્સ એકબીજાથી ઘેરા અંતર દ્વારા અલગ પડે છે. સતત અને બેન્ડેડ સ્પેક્ટ્રા સાથે રેડિયેશન ફ્લક્સના સ્પેક્ટ્રલ ડિસ્ટ્રિબ્યુશનને દર્શાવવા માટે, સ્પેક્ટ્રલ રેડિયેશન ફ્લક્સ ડેન્સિટી નામના જથ્થાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

જ્યાં: λ એ તરંગલંબાઇ છે.

સ્પેક્ટ્રલ રેડિયેશન ફ્લક્સની ઘનતા એ સ્પેક્ટ્રમ પર રેડિયેશન ફ્લક્સના વિતરણની લાક્ષણિકતા છે અને આ વિભાગની પહોળાઈના અનંત વિભાગને અનુરૂપ પ્રાથમિક પ્રવાહ ΔFeλના ગુણોત્તર સમાન છે:

સ્પેક્ટ્રલ રેડિયેશન ફ્લક્સ ડેન્સિટી નેનોમીટર દીઠ વોટ્સમાં માપવામાં આવે છે.

લાઇટિંગ એન્જિનિયરિંગમાં, જ્યાં માનવ આંખ રેડિયેશનની મુખ્ય રીસીવર છે, રેડિયેશન ફ્લક્સની અસરકારક ક્રિયાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે લ્યુમિનસ ફ્લક્સનો ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવે છે. લ્યુમિનસ ફ્લક્સ એ રેડિયેશન ફ્લક્સ છે જે આંખ પર તેની અસર પરથી અંદાજવામાં આવે છે, જેની સંબંધિત વર્ણપટ સંવેદનશીલતા CIE દ્વારા મંજૂર કરાયેલ સરેરાશ વર્ણપટની કાર્યક્ષમતા વળાંક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

લ્યુમિનસ ફ્લક્સની નીચેની વ્યાખ્યાનો ઉપયોગ લાઇટિંગ ટેક્નોલોજીમાં પણ થાય છે: લ્યુમિનસ ફ્લક્સ એ પ્રકાશ ઊર્જાની શક્તિ છે. તેજસ્વી પ્રવાહનું એકમ લ્યુમેન (lm) છે. 1 lm એ 1 કેન્ડેલાની તેજસ્વી તીવ્રતા સાથે આઇસોટ્રોપિક બિંદુ સ્ત્રોત દ્વારા એક જ ઘન કોણ પર ઉત્સર્જિત તેજસ્વી પ્રવાહને અનુરૂપ છે.

કોષ્ટક 1.પ્રકાશ સ્રોતોના લાક્ષણિક તેજસ્વી મૂલ્યો:

લેમ્પના પ્રકારો વિદ્યુત ઉર્જા, W લ્યુમિનસ ફ્લક્સ, lm લ્યુમિનસેન્ટ કાર્યક્ષમતા lm / w અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવો 100 વોટ્સ 1360 lm 13.6 lm / W ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ 58 વોટ્સ 5400 lm 93 lm / W lamp0lm010 100 વોટ ઉચ્ચ દબાણ / ડબલ્યુ લો પ્રેશર સોડિયમ લેમ્પ 180 વોટ્સ 33000 lm 183 lm / W ઉચ્ચ દબાણનો પારો લેમ્પ 1000 વોટ્સ 58000 lm 58 lm / W મેટલ હલાઇડ લેમ્પ 2000 વોટ્સ 190 000 lm 95 lm 95 એલએમ / ડબલ્યુ કોમ્પ લ્યુક્સ બોડી પર પ્રતિબિંબિત થ્રી ફ્લુઓન ટ્રિબ્યુટ છે શરીર દ્વારા Фα દ્વારા શોષાય છે અને ચૂકી ગયેલ Фτ... મુ લાઇટિંગ ગણતરીઓ ઉપયોગના પરિબળો: પ્રતિબિંબ ρ = Fρ/ F; શોષણ α = Fα/ F; ટ્રાન્સમિશન τ= Fτ/ Ф.

કોષ્ટક 2. કેટલીક સામગ્રી અને સપાટીઓની પ્રકાશ લાક્ષણિકતાઓ

સામગ્રી અથવા સપાટીઓ ગુણાંક પ્રતિબિંબ અને ટ્રાન્સમિશન વર્તન પ્રતિબિંબ ρ શોષણ α ટ્રાન્સમિશન τ ચાક 0.85 0.15 — ડિફ્યુઝ સિલિકેટ દંતવલ્ક 0.8 0.2 — ડિફ્યુઝ એલ્યુમિનિયમ મિરર 0.85 0.15 — પોઈન્ટેડ ગ્લાસ મિરર, F010, ડાયરેક્ટેડ ગ્લાસ 0,20, એફ. 4 ડિફ્યુઝ ડાયરેક્ટેડ બાયો મિલ્ક ગ્લાસ 0,22 0,15 0,63 ડિફ્યૂઝ ડાયરેક્ટેડ ઓપલ સિલિકેટ ગ્લાસ 0,3 0,1 0,6 ડિફ્યૂઝ મિલ્ક સિલિકેટ ગ્લાસ 0, 45 0.15 0.4 ડિફ્યૂઝ

2. પ્રકાશની તીવ્રતા

આસપાસની જગ્યામાં વાસ્તવિક સ્ત્રોતમાંથી રેડિયેશનનું વિતરણ એકસરખું નથી.તેથી, જો આસપાસની જગ્યાની જુદી જુદી દિશામાં કિરણોત્સર્ગનું વિતરણ વારાફરતી નિર્ધારિત ન થાય તો તેજસ્વી પ્રવાહ એ સ્ત્રોતની સંપૂર્ણ લાક્ષણિકતા રહેશે નહીં.

પ્રકાશ પ્રવાહના વિતરણને લાક્ષણિકતા આપવા માટે, આસપાસની જગ્યાની જુદી જુદી દિશામાં પ્રકાશ પ્રવાહની અવકાશી ઘનતાના ખ્યાલનો ઉપયોગ થાય છે. લ્યુમિનસ ફ્લક્સની અવકાશી ઘનતા, જે સ્રોત સ્થિત છે તે બિંદુએ ટોચ સાથેના નક્કર કોણ સાથે તેજસ્વી પ્રવાહના ગુણોત્તર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જેની અંદર આ પ્રવાહ સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે, તેને તેજસ્વી તીવ્રતા કહેવામાં આવે છે:

જ્યાં: Ф — તેજસ્વી પ્રવાહ; ω — નક્કર કોણ.

પ્રકાશની તીવ્રતાનું એકમ કેન્ડેલા છે. 1 સીડી.

પ્લેટિનમના ઘનકરણ તાપમાન પર 1:600,000 m2 વિસ્તારના બ્લેકબોડી સપાટીના તત્વ દ્વારા લંબરૂપે ઉત્સર્જિત આ તેજ તીવ્રતા છે.
પ્રકાશની તીવ્રતાનું એકમ કેન્ડેલા છે, સીડી એ SI સિસ્ટમમાં મુખ્ય જથ્થાઓમાંની એક છે અને 1 સ્ટેરેડિયન (cf.) ના ઘન કોણમાં સમાનરૂપે વિતરિત 1 lm ના તેજસ્વી પ્રવાહને અનુરૂપ છે. નક્કર કોણ એ શંકુ સપાટીમાં બંધાયેલ જગ્યાનો ભાગ છે. નક્કર કોણ ω તે ક્ષેત્રના ગુણોત્તર દ્વારા માપવામાં આવે છે જે તે મનસ્વી ત્રિજ્યાના ગોળામાંથી બાદના ચોરસ સુધી કાપે છે.

3. લાઇટિંગ

રોશની એ એકમ સપાટી પર પડતા પ્રકાશ અથવા તેજસ્વી પ્રવાહનું પ્રમાણ છે. તે અક્ષર E દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે અને લક્સ (lx) માં માપવામાં આવે છે.

ઇલ્યુમિનેન્સ lux, lx, નું એકમ લ્યુમેન પ્રતિ ચોરસ મીટર (lm/m2) માં માપવામાં આવે છે.

પ્રકાશને પ્રકાશિત સપાટી પર પ્રકાશ પ્રવાહની ઘનતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે:

રોશની સપાટી પર પ્રકાશ પ્રવાહના પ્રસારની દિશા પર આધારિત નથી.

અહીં કેટલાક સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત લ્યુમિનન્સ સૂચકાંકો છે:

• ઉનાળો, વાદળ રહિત આકાશ હેઠળ એક દિવસ - 100,000 લક્સ

• સ્ટ્રીટ લાઇટિંગ - 5-30 લક્સ

• સ્પષ્ટ રાત્રે પૂર્ણ ચંદ્ર - 0.25 લક્સ

4. પ્રકાશની તીવ્રતા (I) અને રોશની (E) વચ્ચેનો સંબંધ.

વ્યસ્ત ચોરસ કાયદો

સપાટી પરના ચોક્કસ બિંદુએ પ્રકાશના પ્રસારની દિશાને લંબરૂપ, પ્રકાશની તીવ્રતાના ગુણોત્તરને આ બિંદુથી પ્રકાશ સ્ત્રોત સુધીના અંતરના વર્ગના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. જો આપણે આ અંતરને d તરીકે લઈએ, તો આ ગુણોત્તર નીચેના સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે:

ઉદાહરણ તરીકે: જો કોઈ પ્રકાશ સ્ત્રોત આ સપાટીથી 3 મીટરના અંતરે સપાટી પર કાટખૂણે દિશામાં 1200 cd ની શક્તિ સાથે પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે, તો તે બિંદુ જ્યાં પ્રકાશ સપાટી પર પહોંચે છે ત્યાંનું પ્રકાશ (Ep) 1200 હશે. /32 = 133 લક્સ. જો સપાટી પ્રકાશ સ્ત્રોતથી 6 મીટરના અંતરે હોય, તો પ્રકાશ 1200/62 = 33 લક્સ હશે. આ સંબંધને વ્યસ્ત વર્ગ કાયદો કહેવામાં આવે છે.

પ્રકાશના પ્રસારની દિશાને લંબરૂપ ન હોય તેવી સપાટી પરના ચોક્કસ બિંદુ પરનો પ્રકાશ એ માપન બિંદુની દિશામાં પ્રકાશની તીવ્રતા સમાન હોય છે જે પ્રકાશ સ્ત્રોત વચ્ચેના અંતરના વર્ગ દ્વારા વિભાજિત થાય છે અને પ્લેનમાં એક બિંદુ દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. કોણ γ નો કોસાઇન (γ એ પ્રકાશની ઘટનાની દિશા અને આ સમતલના લંબ દ્વારા રચાયેલ કોણ છે).

તેથી:

આ કોસાઇન્સનો નિયમ છે (આકૃતિ 1.).

ચોખા. 1. કોસાઇનના કાયદા માટે

5. આડી લાઇટિંગ

આડી રોશની ગણતરી કરવા માટે, પ્રકાશ સ્ત્રોત અને માપન બિંદુ વચ્ચેના અંતર d ને પ્રકાશ સ્ત્રોતથી સપાટી સુધી h ની ઊંચાઈ સાથે બદલીને છેલ્લા સૂત્રમાં ફેરફાર કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

આકૃતિ 2:

પછી:

અમને મળે છે:

આ સૂત્ર માપન બિંદુ પર આડી પ્રકાશની ગણતરી કરે છે.

ચોખા. 2. આડી લાઇટિંગ

6. વર્ટિકલ લાઇટિંગ

પ્રકાશ સ્ત્રોત તરફ લક્ષી ઊભી સમતલમાં સમાન બિંદુ P ની રોશની પ્રકાશ સ્ત્રોતની ઊંચાઈ (h) અને પ્રકાશની તીવ્રતા (I) (આકૃતિ 3) ની ઘટનાના કોણ (γ) ના કાર્ય તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. ).

અમને મળે છે:

ચોખા. 3. વર્ટિકલ લાઇટિંગ

7. રોશની

તેમાંથી પસાર થતા અથવા તેમાંથી પ્રતિબિંબિત થતા પ્રકાશ પ્રવાહને કારણે ચમકતી સપાટીઓને લાક્ષણિકતા આપવા માટે, આ તત્વના ક્ષેત્રફળ સાથે સપાટીના તત્વ દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશ પ્રવાહના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ જથ્થાને તેજ કહેવામાં આવે છે:

મર્યાદિત પરિમાણોવાળી સપાટીઓ માટે:

ઇલ્યુમિનેન્સ એ પ્રકાશની સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશ પ્રવાહની ઘનતા છે. રોશનીનું એકમ એ પ્રકાશ સપાટીના ચોરસ મીટર દીઠ લ્યુમેન છે, જે 1 એમ 2 ના ક્ષેત્રને અનુરૂપ છે જે સમાનરૂપે 1 એલએમના તેજસ્વી પ્રવાહને બહાર કાઢે છે. કુલ કિરણોત્સર્ગના કિસ્સામાં, રેડિએટિંગ બોડી (Me) ની ઊર્જા તેજસ્વીતાનો ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવે છે.

તેજસ્વી પ્રકાશનું એકમ W/m2 છે.

આ કિસ્સામાં તેજ ઉત્સર્જક શરીર Meλ (λ) ની ઊર્જા તેજસ્વીતાના વર્ણપટની ઘનતા દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે.

તુલનાત્મક મૂલ્યાંકન માટે, અમે કેટલીક સપાટીઓની તેજસ્વીતામાં ઊર્જાની તેજ લાવીએ છીએ:

• સૌર સપાટી — Me = 6 • 107 W/m2;

• અગ્નિથી પ્રકાશિત ફિલામેન્ટ — Me = 2 • 105 W/m2;

• સૂર્યની સપાટી તેની ટોચ પર — M = 3.1 • 109 lm/m2;

• ફ્લોરોસન્ટ લાઇટ બલ્બ — M = 22 • 103 lm/m2.

8. તેજ

તેજ ચોક્કસ દિશામાં સપાટીના એકમ દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશની તેજ. તેજ માટે માપનનું એકમ પ્રતિ ચોરસ મીટર (cd/m2) કેન્ડેલા છે.

સપાટી પોતે દીવાની સપાટી જેવો જ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરી શકે છે અથવા અન્ય સ્ત્રોતમાંથી આવતા પ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે, જેમ કે રસ્તાની સપાટી.

સમાન લાઇટિંગ હેઠળ વિવિધ પ્રતિબિંબીત ગુણધર્મો ધરાવતી સપાટીઓમાં તેજની વિવિધ ડિગ્રી હશે.

આ સપાટીના પ્રક્ષેપણને સંબંધિત Φ ખૂણા પર સપાટી dA દ્વારા ઉત્સર્જિત થતી તેજ એ ઉત્સર્જિત સપાટીના પ્રક્ષેપણની આપેલ દિશામાં ઉત્સર્જિત પ્રકાશની તીવ્રતાના ગુણોત્તર સમાન છે (ફિગ. 4).

ચોખા. 4. તેજ

પ્રકાશની તીવ્રતા અને ઉત્સર્જિત સપાટીનું પ્રક્ષેપણ અંતરથી સ્વતંત્ર છે. તેથી, તેજ પણ અંતર પર આધારિત નથી.

કેટલાક વ્યવહારુ ઉદાહરણો:

• સૌર સપાટીની તેજ - 2,000,000,000 cd/m2

• ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ્સની તેજ — 5000 થી 15000 cd/m2 સુધી

• પૂર્ણ ચંદ્રની સપાટીની તેજ — 2500 cd/m2

• કૃત્રિમ રોડ લાઇટિંગ — 30 lux 2 cd/m2