وحدات قياس كمية الضوء .. كتاب الإضاءة والفلم

تقليص
X
 
  • تصفية - فلترة
  • الوقت
  • عرض
إلغاء تحديد الكل
مشاركات جديدة

  • وحدات قياس كمية الضوء .. كتاب الإضاءة والفلم

    وحدات قياس كمية الضوء :

    حين نتكلم عن وحدات قياس كمية الضوء يجب أن نفرق بين أمور أربعة هي:
    (أ) الطاقة الضوئية التى يبعثها المصدر فى جميع الاتجاهات ، أي قوة مصدر الضوء في حد ذاته Power of light ، أو كما تسمى أحياناً Intensity of light Source

    (ب) الطاقة الضوئية Luminous energy التي تتدفق على المساحة التي يشغلها السطح وتسمى أحياناً بالتدفق الضوئي (۱) Luminous Flux .

    (ج) شدة الضوء الساقط الذي يستقبله السطح Intensity of Incident Light

    ( د ) شدة الضوء الذي يعكسه السطح Intensity of Reflected Light و تسمى أحياناً ( بشدة النصوع Brightness ) أو باسم شدة الاستضاءة.

    وحدة قياس قوة مصدر الضوء :

    بنى المعيار الدولي لتقدير قوة مصدر الضوء أى الطاقة الضوئية التي يبعثها المصدر في جميع الاتجاهات على أساس كمية الضوء التي تبعثها شمعة ذات مواصفات معينة وتحترق تحت ظروف محددة. ومن هنا نشأت التسمية ( الشمعة العيارية ) وأصبحت الطاقة الضوئية التى تبعثها هذه الشمعة العيارية ( Candle Power ) هي وحدة قياس قوة مصدر الضوء .

    ومنذ عام ١٩٣٦ وضع فى الولايات المتحدة وحدة أخرى لقياس قوة مصدر الضوء هى المعرفة باسم : Candela . وتعرف هذه الوحدة بأنها «جزء من ستين ( ١ على ٦٠ ) من الطاقة الضوئية التى يشعها (اسم" من مسطح جسم أسود رفعت حرارته إلى درجة تساوى درجة ذوبان البلاتين » .

    ولو أن هناك اختلافا طفيفاً بين كلا الوحدتين إذ تقل الطاقة الضوئية التي تبعثها الوحدة الأمريكية Candela عن تلك التي تبعثها الشمعة العيارية بمقدار ٢ ٪ ، إلا أنه قد جرى العمل على اعتبارهما متساويتين في جميع العملية . فإن لزم الأمر تحرى الدقة المتناهية فى التعبير فيفرق بينهما بتسمية الوحدة الأولى وهى الشمعة العيارية باسم الشمعة القديمة وتسميه الوحدة الثانية Candela ( بالشمعة الجديدة ) .

    وحدة قياس التدفق الضوئي الذي تناله مساحة معينة :

    إذا فرضنا وجود شمعة عيارية فى مركز كرة نصف قطرها قدم واحد ( شكل ٦ ) ، فإن هذه الشمعة تبعث طاقة ضوئية في جميع الاتجاهات . وتعتبر الطاقة الضوئية التي تتدفق على مسطح داخل هذه الكرة قدره قدم مربع ، مساوية ليومن Lumen واحد . فالليومن بذلك هو وحدة لقياس × كمية الضوء الذي يتدفق على مساحة قدرها قدم مربع تبعد بمقدار قدم واحد عن مصدر ضوئى قوته ١ شمعة .

    فإن فرضنا أن المسطح الذى مساحته قدم مربع على السطح الداخلي للكرة كان مربع الشكل مثلا فسوف يكون مع مصدر الأشعة شكلا هرميا ، ويكون هذا الشكل الهرمى الظاهر فى شكل٦ شاملا لتدفق ضوئی Luminous Flux قدره ليومن واحد فقط . وكذلك لو فرضنا أن هذه الرقعة التي مساحتها قدم مربع كانت دائرية الشكل و أننا قد أوصلنا محيطها بمركز الكرة فسوف يتكون شكلا مخروطياً بداخل السكرة قاعدته هذه الدائرة وقمته مصدر الضوء، ويكون هذا المخروطى شاملا لتدفق ضوئى قدره ليومن واحد .

    وإذا طبقنا القانون الذى يقرر أن مساحة الكرة = ع ط نق لوجدنا أن الكرة التي نصف قطرها قدم واحد ، تكون مساحتها كالآتي : وحيث ذكرنا فيما تقدم أن كل قدم مربع واحد على السطح الداخلى لهذه الكرة ينال تدفقا ضوئياً Luminous Flux قدره اليومن من المصدر الضوئي الذي قوته شمعة واحدة .

    يمكن القول بأن حجم ا الكرة الداخلي بأجمعه سوف يناله ١٢٠٥٧ ليو من إن كان المصدر الضوئي قوته ا شمعة عيارية . فإن فرضنا أن المصدر الضوئى كانت فوته ٥٠ شمعة ، فإن التدفق الضوئى Luminous Flux الذي يناله قدم مربع يبعد عن المصدر الضوئى بمقدار قدم طولى .. ليو من لكل قدم ، كما يمكن تقدير ما يبعثة هذا المصدر من تدفق ضوئى فى جميع الاتجاهات لو ضربنا ٥٠ ليومن × ١٢٠٥٧ = ٦٢٨٥ ليومن .

    وحدات قياس الأشعة الساقطة :

    إذا فرضنا وجود مصدر ضوئى قوته شمعة عيارية ( ا في شكل ٧ ) ويلقى أشعته الضوئية على سطح ( ه في شكل ٧) مساحته قدم عن المصدر بمقدار قدم طولى واحد ، فإن هذا السطح كما علمنا . سوف ينال فى مجموعه تدفقا ضوئيا Luminous Flux قدره 1 ليومن على كل قدم، ويرمز له كما يلى
    ( ١ ليومن / قدم ) .

    وإن فرضنا أن السطح كانت مساحته متر واحد مربع، ويبعد عن المصدر بمقدار متر واحد أيضاً، فسوف يستقبل مجموع هذا السطح تدفقا ضوئيا قدره ا ليو من أيضاً، إذ رغم اختلاف مساحة هذا السطح عن مساحة السطح السابق، إلا أن كمية الطاقة الضوئية التى تشغل الشكل الهرمى في الحالتين قد ظلت واحدة . ونظراً لأن الطاقة الضوئية قد وزعت في الحالة الأولى على قدم مربع ، ووزعت فى الحالة الثانية على متر مربع ، لذلك نرى أن شدة الضوء الساقط على المتر المربع لا بد وأن تقل عن تلك الساقطة على القدم المربع . ولما ١٠٧٦٤ قدم مربع ، لذلك تقل شدة الضوء في الحالة كان المتر المربع : الثانية بنسبة ١ على ٧٦٤ ،١٠

    وتعتبر كمية الضوء الساقطة على سطح مساحته متر مربع يبعد بمقدار متر طولى عن المصدر السابق مساوية ١ ليومن لكل متر مربع وهذه وحدة دولية للإضاءة . ويطلق عليها وحدة
    « اللوكس Lux ) .

    أما عن كمية الضوء الساقط على سطح مساحته قدم مربع ويبعد عن المصدر السابق بمقدار قدم طولى ،واحد فانها تكون ١ ليومن لكل قدم مربع Lumen Per Spuare Foot وهي نفسها الوحدة المعروفة باسم (قدم / شمعة Foot / Candle ) التى بدأ يقل استخدامها ويستعاض عنها ببديلتها وحدة ليومن / قدم » .

    وحيث علمنا أن المتر المربع = ١٠٫٧٦٤ قدم مربع ، لذلك نستنتج أن : ( ١ ليومن / قدم ) أى ( ۱ قدم / شمعة ) = ٧٦٤ ١٠ لو كس Luxes .

    ويبدو واضحا مما سبق أن مقاييس التعريض التي تستخدم لقياس الضوء الساقط لابد وأن تكون مرقمة بأى من الوحدات السابقة ( قدم شمعة ) أي ( ليومن / قدم ) كما أن بعضها قد يرقم بوحدات اللوكس Luxes و يعرف باسم Lux Meters .


    اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 05-30-2023 13.31_1.jpg 
مشاهدات:	6 
الحجم:	77.9 كيلوبايت 
الهوية:	117569 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 05-30-2023 13.32_1.jpg 
مشاهدات:	4 
الحجم:	94.6 كيلوبايت 
الهوية:	117570 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 05-30-2023 13.32 (1)_1.jpg 
مشاهدات:	4 
الحجم:	68.1 كيلوبايت 
الهوية:	117571 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 05-30-2023 13.35_1.jpg 
مشاهدات:	4 
الحجم:	88.3 كيلوبايت 
الهوية:	117572 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	CamScanner 05-30-2023 13.36_1.jpg 
مشاهدات:	4 
الحجم:	66.3 كيلوبايت 
الهوية:	117573

  • #2

    Units for measuring the amount of light:

    When we talk about the units of measurement of the amount of light, we must differentiate between four things:
    (a) The light energy emitted by the source in all directions, i.e. the power of the light source in itself, or as it is sometimes called the intensity of the light source.

    (b) Luminous energy that flows over the area occupied by the surface and is sometimes called the luminous flux (1).

    (c) Intensity of incident light received by the surface

    (d) The intensity of the light reflected by the surface is sometimes called (brightness) or by the name of the intensity of luminance.

    The unit of measure for the power of a light source:

    The international standard for estimating the power of a light source, that is, the light energy that the source emits in all directions, is built on the basis of the amount of light that a candle of certain specifications emits and burns under specific conditions. Hence the name (caliber candle) originated, and the light energy emitted by this standard candle (Candle Power) became the unit of measurement for the power of the light source.

    Since 1936, another unit for measuring the strength of a light source has been established in the United States, which is known as: Candela. And this unit is defined as “a part of sixtieth (1 out of 60) of the light energy radiated by (noun) from the surface of a black body whose temperature has been raised to a degree equal to the melting point of platinum.”

    Although there is a slight difference between both units, as the light energy emitted by the American unit Candela is less than that emitted by the standard candle by 2%, but they have been considered equal in the entire process. If necessary, he sought extreme precision in expression, so he differentiated between them by naming the first unit, which is the standard candle, as (the old candle), and naming the second unit Candela (the new candle).

    The unit of measurement of the luminous flux that a given area receives:

    If we assume that there is a standard candle in the center of a sphere with a radius of one foot (Fig. 6), then this candle emits light energy in all directions. The light energy that flows on a surface area inside this ball of square feet is equal to one Lumen. Lumens, therefore, are a unit of measurement x the amount of light that flows over an area of ​​one square foot that is one foot away from a light source of 1 candela.

    If we assume that the area of ​​square feet on the inner surface of the sphere is square in shape, for example, then it will have a hierarchical shape with the radiation source, and this hierarchical shape (shown in Figure 6) will include a luminous flux of one day only. Likewise, if we assume that this patch The area of ​​which was a square foot was circular in shape, and if we connected its circumference to the center of the sphere, then a conical shape would be formed inside the sugar, the base of this circle and the top of it being the source of light, and this conical would include a light flux of one day.

    And if we apply the law that determines that the area of ​​the sphere = πr, we will find that the sphere with a radius of one foot, its area is as follows: And as we mentioned in the foregoing, that every single square foot on the inner surface of this sphere receives a luminous flux of two days from the light source that One candle power.

    It can be said that the entire inner volume of the sphere would be 12057 lei if the light source had the power of a standard candle. If we assume that the light source was emitting 50 lumens, then the luminous flux that a square foot receives is a foot away from the light source by a linear foot.. a lei per foot. It is also possible to estimate the luminous flux emitted by this source in all directions if we multiply by 50 lumens. x 12057 = 6285 lumens.

    Units of measurement of incident rays:

    If we assume the existence of a light source of the power of a standard candle (A in Figure 7) and casts its light rays on a surface (E in Figure 7) that is a foot from the source by one longitudinal foot, then this surface is as we know. It will receive a total Luminous Flux of 1 lumen on each foot, and it is symbolized as follows:
    (1 day/foot).

    And if we assume that the surface area was one square meter, and it is also one meter away from the source, then the total of this surface will receive a light flux of LE as well, because despite the difference in the area of ​​this surface from the area of ​​the previous surface, the amount of light energy that occupies the figure The hierarchical in both cases has remained the same. And since the light energy was distributed in the first case on a square foot, and in the second case it was distributed on a square meter, therefore we see that the intensity of light falling on a square meter must be less than that on a square foot. And when it is 10,764 square feet, so the intensity of the light decreases in the case of the square meter: second by a ratio of 1 over 10,764.

    The amount of light falling on a square meter surface that is one linear meter away from the previous source is equal to 1 lumen per square meter, and this is an international unit of illumination. It is called unity
    Lux.

    As for the amount of light falling on a surface of one square foot and one longitudinal foot away from the previous source, it is 1 lumen per square foot, which is the same unit known as (foot / candle) that has begun to be used less and is replaced by its alternative. Lumen/foot unit.

    And since we know that a square meter = 10.764 square feet, therefore, we conclude that: (1 lumen / foot), i.e. (1 foot / candle) = 10,764 luxes.

    It seems clear from the foregoing that the exposure meters that are used to measure the incident light must be numbered in any of the previous units (candle feet) ie (lumen / foot). Some of them may be numbered in lux units and are known as Lux Meters.

    تعليق

    يعمل...
    X