روشنایی چیست ؟

روشنایی چیست و چگونه اندازه گیری می‌شود؟

به استاندارد های اولیه برای دیدن و برخورد نکردن با اجسام روشنایی ( illuminance ) می‌گویند. در یک منزل مسکونی و یا یک دفتر اداری نیاز به روشنایی با درجه خاصی است که حداکثر بازدهی را داشته باشد.

برای تامین این روشنایی از انواع روشنایی های سقفی و دیواری ، COB و SMD استفاده می‌شود اما قسمت مهم و فیزیکی این انتخاب ، پیدا کردن مقدار روشنایی مورد نیاز است. در ادامه ی این مطلب به تعریف فیزیکی روشنایی و فرمول های لازم برای بدست آوردن مقدار روشنایی می‌پردازیم.

روشنایی یا فتومتری از دو جنبه رویتی و انرژیتیک قابل اندازه گیری است.

کمیت های رویتی جنبه قراردادی دارند و متناسب با مقادیر کمیت ها در مقیاس فیزیکی هستند و استفاده آنها در مباحث اندازه گیری ، طراحی نور و برنامه های نورپردازی است.

کمیت های انرژیتیک که نام دیگرشان کمیت های مطلق است مربوط به کمیت های فیزیکی می‌شوند یعنی ماهیت فیزیکی روشنایی در این کمیت ها مورد بررسی قرار می‌گیرند و با روابط ریاضی رابطه مستقیم دارند.

در فتومتری اولیه یا همان رویتی ، چشم انسان نقش اولیه دارد ولی از آنجا که چشم انسان قادر به اندازه گیری نیست و دچار خطا می‌شود باید از تنها راه یعنی مقایسه‌ی یک منبع مرجع با کمیتی مجهول اندازه گیری را انجام داد.

اندازه گیری شار نوری لامپ

برای اندازه گیری شار نوری یک لامپ از کره اولبریخت استفاده می‌شود. این مقایسه با یک لامپ استاندارد مرجع که تمام پارامتر های آن کامل و دقیق محاسبه شده است انجام می‌گیرد و از اطلاعات آن به عنوان اطلاعات پایه استفاده می‌شود.

کره اولبریخت یک کره بزرگ توخالی است که تمام سطح داخلی آن با رنگ سفید پوشیده شده است و نور را به طور کامل پخش می‌کند. لامپ تحت آزمایش را درون کره آویزان می‌کنیم و با قرار دادن یک مانع از تابش مستقیم نور به قسمتی کوچک از سطح داخلی کره جلوگیری می‌کنیم که سنسور در پشت آن قرار دارد. در این حالت می‌توان نشان داد که شدت روشنایی منعکس شده از سطح داخلی کره با شار نوری لامپ متناسب است و با اندازه گیری این شدت روشنایی می‌توان کل شار نوری را محاسبه کرد.

مبانی تبدیلات کمیت های انرژیتیک و رویتی

اولین مفهوم این سیستم توان نوری منبع است که واحد آن وات (watt) است و با حرف اختصاری W نمایش داده می‌شود و سایر مقیاس‌ها بر اساس توان نوری و تابش آن روی سطح تعریف می‌شوند.

تعاریف مربوط به تابش نور شامل تمام طول موج های مختلف ، طیف های نور مرئی و نسبتی از حداکثر تابش ممکن منابع است.

رابطه کارایی استاندارد طیفی منبع : 

*  Φv : شار نوری (lm)  |   : حداکثر بازدهی طیفی منبع(lm/w)   |   : توان نوری در طول موج (w/nm)  |   : کارایی طیفی منبع*

رابطه بالا یک رابطه کلی برای بدست آوردن شار نوری کل در تمام حالت ها است که شامل کره فتومتریک و گونیو فوتومتریک و … است.

در این تعریف یک سمت شار نوری منبع و سمت دیگر تابش نور دریافتی و درک شده توسط چشم است ؛ یعنی یک رابطه بین منبع نور و منبع دریافت که همان چشم باشد وجود دارد که این رابطه باید در محدوده ای خاص و در نور مرئی اندازه گیری شود تا منبع دریافت کننده از آن درک و حسی داشته باشد..