روشنی کی مقدار: برائٹ فلکس، روشنی کی شدت، روشنی، چمک، چمک

1. روشنی کا بہاؤ

برائٹ فلوکس - تابناک توانائی کی طاقت، جیسا کہ اس سے پیدا ہونے والی روشنی کے احساس سے اندازہ ہوتا ہے۔ ریڈینٹ انرجی کا تعین ایمیٹر کے ذریعہ خلا میں خارج ہونے والے کوانٹا کی تعداد سے ہوتا ہے۔ ریڈیئنٹ انرجی (دیپتمان توانائی) کو جولز میں ماپا جاتا ہے۔ فی یونٹ وقت میں خارج ہونے والی توانائی کی مقدار کو ریڈیئنٹ فلوکس یا ریڈیئنٹ فلوکس کہا جاتا ہے۔ ریڈینٹ فلوکس واٹ میں ماپا جاتا ہے۔ برائٹ بہاؤ کو Fe سے ظاہر کیا جاتا ہے۔

کہاں: Qе - تابکاری توانائی۔

تابکاری کا بہاؤ وقت اور جگہ میں توانائی کی تقسیم کی طرف سے خصوصیات ہے.

زیادہ تر معاملات میں، جب وہ وقت کے ساتھ تابکاری کے بہاؤ کی تقسیم کے بارے میں بات کرتے ہیں، تو وہ تابکاری کی ظاہری شکل کی کوانٹم نوعیت کو مدنظر نہیں رکھتے، بلکہ اسے ایک فنکشن کے طور پر سمجھتے ہیں جو فوری اقدار کے وقت میں تبدیلی کا باعث بنتا ہے۔ تابکاری کے بہاؤ کا Ф (t). یہ قابل قبول ہے کیونکہ ماخذ فی یونٹ وقت سے خارج ہونے والے فوٹون کی تعداد بہت زیادہ ہے۔

تابکاری کے بہاؤ کی سپیکٹرل تقسیم کے مطابق، ذرائع کو تین طبقات میں تقسیم کیا گیا ہے: لکیری، دھاری دار اور مسلسل سپیکٹرا کے ساتھ۔ ایک لکیری سپیکٹرم کے ساتھ ذریعہ کا تابکاری کا بہاؤ انفرادی لائنوں سے یک رنگی بہاؤ پر مشتمل ہوتا ہے:

کہاں: Фλ - یک رنگی تابکاری کا بہاؤ؛ Fe - تابکاری کا بہاؤ۔

بینڈ سپیکٹرم کے ذرائع کے لیے، اخراج کافی وسیع اسپیکٹرل خطوں میں ہوتا ہے — بینڈ ایک دوسرے سے تاریک خلا سے الگ ہوتے ہیں۔ مسلسل اور بینڈڈ سپیکٹرا کے ساتھ تابکاری کے بہاؤ کی سپیکٹرل تقسیم کو نمایاں کرنے کے لیے، ایک مقدار کا استعمال کیا جاتا ہے جسے سپیکٹرل ریڈی ایشن فلوکس کثافت کہا جاتا ہے۔

جہاں: λ طول موج ہے۔

سپیکٹرل ریڈی ایشن فلوکس کی کثافت سپیکٹرم پر تابکاری کے بہاؤ کی تقسیم کی ایک خصوصیت ہے اور ابتدائی بہاؤ کے تناسب کے برابر ہے ΔFeλ اس حصے کی چوڑائی کے لامحدود حصے کے مطابق:

سپیکٹرل ریڈی ایشن فلوکس کثافت کو واٹ فی نینو میٹر میں ماپا جاتا ہے۔

لائٹنگ انجینئرنگ میں، جہاں انسانی آنکھ تابکاری کا بنیادی وصول کنندہ ہے، تابکاری کے بہاؤ کے مؤثر عمل کا اندازہ لگانے کے لیے برائٹ فلوکس کا تصور متعارف کرایا جاتا ہے۔ برائٹ فلوکس تابکاری کا بہاؤ ہے جس کا اندازہ آنکھ پر اس کے اثر سے لگایا جاتا ہے، جس کی نسبتہ اسپیکٹرل حساسیت کا تعین CIE کے ذریعہ منظور شدہ اوسط اسپیکٹرل ایفیشنسی وکر سے ہوتا ہے۔

برائٹ فلوکس کی مندرجہ ذیل تعریف لائٹنگ ٹیکنالوجی میں بھی استعمال ہوتی ہے: برائٹ فلوکس روشنی کی توانائی کی طاقت ہے۔ برائٹ فلوکس کی اکائی lumen (lm) ہے۔ 1 lm 1 candela کی چمکیلی شدت کے ساتھ ایک isotropic point Source کے ذریعہ ایک واحد ٹھوس زاویہ پر خارج ہونے والے برائٹ بہاؤ سے مساوی ہے۔

جدول 1۔روشنی کے ذرائع کی مخصوص چمکیلی قدریں:

لیمپ کی اقسام برقی توانائی، ڈبلیو برائٹ فلوکس، ایل ایم برائٹ ایفیشنسی lm/w تاپدیپت لیمپ 100 واٹ 1360 lm 13.6 lm/W فلوروسینٹ لیمپ 58 واٹ 5400 lm 93 lm/W ہائی پریشر 0mm0lm0100lm 0mm / ڈبلیو کم پریشر سوڈیم لیمپ 180 واٹ 33000 lm 183 lm/W ہائی پریشر مرکری لیمپ 1000 واٹ 58000 lm 58 lm/W میٹل ہالائیڈ لیمپ 2000 واٹ 190 000 lm 95 lm 95 lm/W کی عکاسی کرنے والی باڈی پر ڈس لوکس تھری ریفلیکٹڈ ہے جسم کی طرف سے Фρ جذب شدہ Фα اور یاد شدہ Фτ... At روشنی کے حساب کتاب استعمال کے عوامل: عکاسی ρ = Fρ/ F؛ جذب α = Fα / F؛ ٹرانسمیشن τ= Fτ/ Ф.

جدول 2. کچھ مواد اور سطحوں کی روشنی کی خصوصیات

مواد یا سطحوں کے گتانک ریفلیکشن اور ٹرانسمیشن رویے کی عکاسی ρ جذب α ٹرانسمیشن τ چاک 0.85 0.15 — ڈفیوز سلیکیٹ انامیل 0.8 0.2 — ڈفیوز ایلومینیم آئینہ 0.85 0.15 — پوائنٹڈ گلاس آئینہ، F010، ڈائریکٹڈ گلاس 0،20، 0.2. 4 ڈفیوز ڈائریکٹڈ بائیو دودھ گلاس 0,22 0,15 0,63 ڈفیوز ڈائریکٹڈ اوپل سلیکیٹ گلاس 0,3 0,1 0,6 ڈفیوز دودھ سلیکیٹ گلاس 0, 45 0.15 0.4 ڈفیوز

2. روشنی کی شدت

ارد گرد کی جگہ میں ایک حقیقی ذریعہ سے تابکاری کی تقسیم یکساں نہیں ہے۔لہذا، اگر آس پاس کی جگہ کی مختلف سمتوں میں تابکاری کی تقسیم کا ایک ساتھ تعین نہ کیا جائے تو برائٹ فلوکس ماخذ کی مکمل خصوصیت نہیں ہوگی۔

روشنی کے بہاؤ کی تقسیم کو نمایاں کرنے کے لیے، آس پاس کی جگہ کی مختلف سمتوں میں روشنی کے بہاؤ کی مقامی کثافت کا تصور استعمال کیا جاتا ہے۔ برائٹ فلوکس کی مقامی کثافت، جس کا تعین برائٹ فلوکس کے ٹھوس زاویہ کے تناسب سے اس مقام پر ہوتا ہے جہاں ماخذ واقع ہوتا ہے، جس کے اندر یہ بہاؤ یکساں طور پر تقسیم ہوتا ہے، اسے برائٹ شدت کہا جاتا ہے:

کہاں: Ф — چمکیلی بہاؤ؛ ω — ٹھوس زاویہ۔

روشنی کی شدت کی اکائی کینڈیلا ہے۔ 1 سی ڈی

یہ وہ چمکیلی شدت ہے جو پلاٹینم کے ٹھوس درجہ حرارت پر رقبہ 1:600,000 m2 کے بلیک باڈی سطح کے عنصر کے ذریعہ سیدھے طور پر خارج ہوتی ہے۔
روشنی کی شدت کی اکائی candela ہے، cd SI نظام میں اہم مقداروں میں سے ایک ہے اور 1 lm کے برائٹ بہاؤ سے مساوی ہے جو 1 سٹیریڈین (cf.) کے ٹھوس زاویے میں یکساں طور پر تقسیم ہوتی ہے۔ ٹھوس زاویہ ایک مخروطی سطح میں بند جگہ کا وہ حصہ ہے۔ ایک ٹھوس زاویہ ω اس علاقے کے تناسب سے ماپا جاتا ہے جسے یہ من مانی رداس کے دائرے سے بعد کے مربع تک کاٹتا ہے۔

3. لائٹنگ

الیومینیشن ایک یونٹ کی سطح پر گرنے والی روشنی یا برائٹ بہاؤ کی مقدار ہے۔ یہ حرف E سے ظاہر ہوتا ہے اور اسے lux (lx) میں ماپا جاتا ہے۔

الیومینینس لکس، lx کی اکائی lumens فی مربع میٹر (lm/m2) میں ماپا جاتا ہے۔

روشنی کو روشن سطح پر روشنی کے بہاؤ کی کثافت کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے:

روشنی کا انحصار سطح پر روشنی کے بہاؤ کے پھیلاؤ کی سمت پر نہیں ہوتا ہے۔

یہاں کچھ عام طور پر قبول شدہ روشنی کے اشارے ہیں:

• موسم گرما، بادلوں کے بغیر آسمان کے نیچے ایک دن - 100,000 لکس

• اسٹریٹ لائٹنگ - 5-30 لکس

• ایک صاف رات کو پورا چاند - 0.25 لکس

4. روشنی کی شدت (I) اور روشنی (E) کے درمیان تعلق۔

الٹا مربع قانون

سطح پر کسی خاص مقام پر روشنی، روشنی کے پھیلاؤ کی سمت کے لیے کھڑی، روشنی کی شدت کے اس نقطہ سے روشنی کے منبع تک فاصلے کے مربع کے تناسب کے طور پر بیان کی جاتی ہے۔ اگر ہم اس فاصلے کو d کے طور پر لیں، تو اس تناسب کو درج ذیل فارمولے سے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔

مثال کے طور پر: اگر کوئی روشنی کا منبع اس سطح سے 3 میٹر کے فاصلے پر سطح کے عمودی سمت میں 1200 cd کی طاقت کے ساتھ روشنی خارج کرتا ہے، تو اس مقام پر جہاں روشنی سطح تک پہنچے گی روشنی (Ep) 1200 ہوگی۔ /32 = 133 لکس۔ اگر سطح روشنی کے منبع سے 6 میٹر کے فاصلے پر ہے تو روشنی 1200/62 = 33 لکس ہوگی۔ اس تعلق کو الٹا مربع قانون کہا جاتا ہے۔

کسی سطح پر کسی خاص نقطہ پر روشنی جو روشنی کے پھیلاؤ کی سمت کے لئے سیدھا نہیں ہے روشنی کی شدت کے برابر ہے پیمائش کے نقطہ کی سمت میں روشنی کے منبع کے درمیان فاصلے کے مربع سے تقسیم کیا جاتا ہے اور ہوائی جہاز میں ایک نقطہ سے ضرب کیا جاتا ہے۔ زاویہ γ کا کوسائن (γ وہ زاویہ ہے جو روشنی کے واقعات کی سمت اور اس جہاز کے کھڑے ہونے سے بنتا ہے)۔

لہذا:

یہ cosines کا قانون ہے (شکل 1.)

چاول۔ 1. کوزائن کے قانون کے لیے

5. افقی روشنی

افقی روشنی کا حساب لگانے کے لیے، روشنی کے منبع اور پیمائش کے نقطہ کے درمیان فاصلے d کو روشنی کے منبع سے سطح تک اونچائی h کے ساتھ بدل کر آخری فارمولے میں ترمیم کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔

تصویر 2:

پھر:

ہم حاصل:

یہ فارمولہ پیمائش کے مقام پر افقی روشنی کا حساب لگاتا ہے۔

چاول۔ 2. افقی روشنی

6. عمودی روشنی

روشنی کے منبع کی طرف عمودی طیارہ میں ایک ہی نقطہ P کی روشنی کو روشنی کے منبع کی اونچائی (h) اور روشنی کی شدت (I) کے واقعات کے زاویہ (γ) کے فعل کے طور پر پیش کیا جا سکتا ہے (شکل 3) )

ہم حاصل:

چاول۔ 3. عمودی روشنی

7. روشنی

ان سطحوں کو نمایاں کرنے کے لیے جو روشنی کے بہاؤ کی وجہ سے چمکتی ہیں یا ان سے منعکس ہوتی ہیں، اس عنصر کے رقبے کے لیے سطحی عنصر سے خارج ہونے والے روشنی کے بہاؤ کا تناسب استعمال کیا جاتا ہے۔ اس مقدار کو روشنی کہتے ہیں:

محدود جہتوں والی سطحوں کے لیے:

الیومیننس روشنی کی سطح سے خارج ہونے والے روشنی کے بہاؤ کی کثافت ہے۔ روشنی کی اکائی روشنی کی سطح کا لیمن فی مربع میٹر ہے، جو 1 m2 کے رقبے سے مساوی ہے جو یکساں طور پر 1 lm کے برائٹ بہاؤ کو خارج کرتا ہے۔ کل تابکاری کی صورت میں، تابکاری جسم (Me) کی توانائی کی روشنی کا تصور متعارف کرایا جاتا ہے۔

دیپتمان روشنی کی اکائی W/m2 ہے۔

اس معاملے میں چمک کو خارج کرنے والے جسم Meλ (λ) کی توانائی کی روشنی کی سپیکٹرل کثافت سے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔

تقابلی تشخیص کے لیے، ہم کچھ سطحوں کی روشنیوں میں توانائی کی چمک لاتے ہیں:

• شمسی سطح — Me = 6 • 107 W/m2;

• تاپدیپت تنت — Me = 2 • 105 W/m2;

• سورج کی سطح اپنے عروج پر — M = 3.1 • 109 lm/m2;

• فلوروسینٹ لائٹ بلب — M = 22 • 103 lm/m2۔

8. چمک

چمک ایک خاص سمت میں سطح کی اکائی کے ذریعہ خارج ہونے والی روشنی کی چمک۔ چمک کے لیے پیمائش کی اکائی کینڈیلا فی مربع میٹر (cd/m2) ہے۔

سطح بذات خود روشنی خارج کر سکتی ہے، جو کہ چراغ کی سطح کی طرح ہے، یا روشنی کو منعکس کر سکتی ہے جو کسی اور ذریعہ سے آتی ہے، جیسے کہ سڑک کی سطح۔

ایک ہی روشنی کے تحت مختلف عکاس خصوصیات والی سطحوں کی چمک کی مختلف ڈگری ہوگی۔

اس سطح کے پروجیکشن کے مقابلہ میں ایک زاویہ Φ پر سطح dA سے خارج ہونے والی چمک خارج ہونے والی سطح کے پروجیکشن کے لئے دی گئی سمت میں خارج ہونے والی روشنی کی شدت کے تناسب کے برابر ہے (تصویر 4)۔

چاول۔ 4. چمک

روشنی کی شدت اور خارج ہونے والی سطح کا تخمینہ فاصلے سے آزاد ہے۔ لہذا، چمک بھی فاصلے پر منحصر نہیں ہے.

کچھ عملی مثالیں:

• شمسی سطح کی چمک - 2,000,000,000 cd/m2

• فلوروسینٹ لیمپ کی چمک - 5000 سے 15000 cd/m2 تک

• پورے چاند کی سطح کی چمک — 2500 cd/m2

• مصنوعی روڈ لائٹنگ — 30 لکس 2 cd/m2