ما هو سطوع مصدر الضوء وسطوع سطح عاكس

لحساب إضاءة الأسطح المختلفة ، من المريح جدًا في بعض الأحيان النظر في مصادر الضوء كمصادر نقطية. ولكن في الواقع ، لا توجد مصادر الضوء ، لديهم دائما حجم معين وشكلها الخاص. المصباح ، الثريا ، المصباح الأرضي ، الكشاف ، إلخ. هي حقيقية ، أي ، لا تمثل مصادر الضوء التي لا يمكن تمييزها إلا بقوة الضوء.

على سبيل المثال ، إذا أخذنا بعين الاعتبار كرة مضيئة تقع في المسافة ، وقمنا بمقارنتها مع كرة مضيئة أخرى ، بنفس شدة الضوء تمامًا ، ولكن بقطر مختلف ، فقد اتضح أنه على الرغم من أن الكرات تخلق نفس الإضاءة على مسافات متساوية ، إلا أنه بالنسبة للمراقب تبدو مختلفة: كرة ذات قطر أصغر تبدو أكثر إشراقًا من كرة أكبر.

السبب في هذه الظاهرة هو أنه على الرغم من أن الشدة المضيئة للكرات هي نفسها ، إلا أن واحدة منها لها سطح مشع أكبر ، والآخر أقل. هذا يعني أن قوة الضوء المنبعثة من منطقة وحدة ليست هي نفسها بالنسبة لهذه المصادر ، وهذه المعلمة أكبر بشكل واضح بالنسبة للكرة الصغيرة.

لكن حتى لو بدأنا في النظر في نوع من مصدر الضوء من مسافة معينة ، فبالنسبة لنا ، لن يهم المنطقة الفعلية لسطح الضوء المنبعث منها بقدر ما يهم المنطقة المرئية ، أي حجمها في الإسقاط على طائرة المراقبة بشكل عمودي على اتجاه نظرتنا.

وبالتالي ، لكي يقوم أحد المراقبين بتوصيف مصدر الضوء الحقيقي كاملاً ذي أبعاد وشكل ، يحتاج إلى معرفة كل من شدة مصدر الضوء وحجم شدة الضوء لكل وحدة مساحة من السطح المرئي للمصدر.

تُسمى هذه النسبة السطوع L لمصدر المجموعة ، وإذا كانت شدة الضوء تساوي I ، وكانت المساحة المرئية تساوي s ، فستكون درجة سطوع مصدر الضوء متساوية (يمكن وصف شدة الضوء هنا من خلال تدفق الضوء وزاوية صلبة ، ثم تساوي السطوع مع تدفق الضوء المنبعث من مساحة وحدة السطح المرئي لمصدر الضوء داخل زاوية وحدة صلبة):

في مصادر الإضاءة ، يختلف سطوع أقسامها المختلفة: في مصباح الفلورسنت ، تكون حواف المصباح أغمق ، ويكون لهب الشموع أكثر إشراقًا في الهالة حول الفتيل ، إلخ. يعتمد السطوع أيضًا بشدة على أي جانب ننظر إليه في المصدر.

على سبيل المثال ، إذا نظرت إلى قوس اللحام بالصدفة ، فعندئذ يكون الاتجاه في اتجاه عمودي على التفريغ أكثر إشراقًا من النظر إلى نفس القوس من الجانب. وهذا يعني أن السطوع يميز الضوء الذي ينبعث من السطح في اتجاه محدد ومحدد بدقة. هذه خاصية مهمة للغاية ، لأن سطوعنا هو الذي يستجيب للسطوع (الشدة المضيئة لكل وحدة مساحة) ، وليس للشدة المضيئة بحد ذاتها.

تقاس الكثافة المضيئة بالكانديلا ، على التوالي السطوع - بالكانديلا لكل متر مربع. شمعة واحدة لكل متر مربع هي درجة السطوع التي تمتلكها الطائرة المضيئة ، مع إعطاء الضوء من كل متر مربع بقوة 1 شمعة (Cd) في الاتجاه العمودي على الطائرة. على سبيل المثال ، فيما يلي السطوع التقريبي لبعض مصادر الإضاءة الشائعة:

من خلال العمل على أعيننا ، يمكن أن تكون مصادر الضوء خطيرة. إذا كان السطوع أعلى من 160،000 شمعة لكل متر مربع ، فإن ذلك سوف يسبب الألم في العين. لتجنب الآثار الضارة للضوء الساطع ، علمت البشرية الحيل المختلفة.

تصنع لمبات المصابيح المتوهجة القوية عتامة وكبيرة الحجم ، من أجل تشتيت الضوء ، لجعله لا ينبعث من منطقة صغيرة من الشعيرة ، ولكن من مساحة سطح كبيرة من المصباح أو الظل. لذلك يتم تقليل السطوع إلى آمنة للعينين ، ويظل الإضاءة بدون تغيير تقريبًا.

إذا تحدثنا عن الأسطح العاكسة ، مثل الجدران المطلية ، وشاشات الإسقاط ، والمنتجات الزخرفية ، وما إلى ذلك ، فإنها تظهر خصائص عاكسة منتشرة فيما يتعلق بمصدر الضوء. وهذا يعني أنها تعكس جزئياً حادثة الضوء عليها ، والآن تعمل بدورها كمصادر للضوء وسطوع متوسط ​​، ولكن لمساحة شاسعة.

هذا يلعب في أيدينا ، لأن مصادر الضوء القياسية (المصباح ، المصباح ، الشمعة ، الثريا ، الفانوس) لها سطوع كبير ، لكن مساحة سطح صغيرة. وفي الوقت نفسه ، فإن سطح مضيئة لها سطوع يتناسب مع التعرض للضوء E ، لأنه كلما زاد التدفق الضوئي على السطح العاكس ، كلما زاد سطوعه.

وسيكون سطوع هذا السطح متناسباً مع البياض r (من البس اللاتيني - الأبيض) - خاصية الانعكاس المنتشر للسطح. كلما زاد حجم البياض r ، أي الجزء الأكبر من تدفق الضوء الساقط المنتشر على السطح ، زاد سطوع مثل هذا السطح.

لذا ، فإن سطوع السطح المضيء يتناسب مع ناتج البياض والإضاءة ، وفي اتجاهات مختلفة ، سيكون السطوع مختلفًا - اعتمادًا على نمط الانتثار للسطح المضيئ.

إذا كان السطح ينتشر بشكل متساو حدث المصباح ، فسيتم حساب السطوع في أي اتجاه بكل بساطة. إذا كان مخطط التشتت معقدًا ، فسيتحول حساب السطوع إلى مهمة معقدة إلى حد ما.

بالنسبة للنثر المنتظم ، يكفي استخدام الصيغة (الإضاءة - في لوكس ، السطوع - الشموع لكل متر مربع):

لنفترض أن هناك شاشة عرض بألبيدو 0.8 ، والإضاءة 60 لوكس ، عندها سيكون السطوع 0.8 * 60 / 3.14 = 15.3 شمعة لكل متر مربع. فيما يلي أمثلة على الأسطح الشائعة جدًا وسطوعها:

انظر أيضا معنا:

أنواع المصابيح الكهربائية - التي هي أفضل وما هو الفرق

كفاءة مضيئة من أنواع مختلفة من المصابيح

كيفية اختيار مصباح LED بالطاقة