لوکس، کندلا و لومن چیست؟

در سری مقالات قبل در مورد لامپهای LED و ویژگیهای آن صحبت کردیم. در این مقاله قصد داریم تا شما را با واحدهای اندازه گیری نور آشنا کنیم. زمانی که قصد خرید یک لامپ را دارید روی بسته بندی آن، توضیحاتی مربوط به روشنایی لامپ داده شده است.

 این توضیحات در قالب واحدهای اندازه گیری داده میشود که ممکن است کمتر با آنها آشنا باشید. پس بهتر است برای خریدی مناسب، آگاهی نسبی در مورد این واحدهای اندازه گیری داشته باشید. امروز قصد داریم در مورد سه واحد اندازه گیری کندلا و لوکس و لومن صحبت کنیم.

آشنایی با مفهوم واحدهای اندازه گیری نور

همان طور که گفته شد، کندلا، لومن و لوکس واحدهای اندازه گیری نور میباشند که در این مقاله قصد داریم شما را با معنای دقیق این واحدهای اندازه گیری آشنا کنیم.

کندلا (Candela)

کندلا که از واژه candel به معنی شمع، گرفته شده معیاری برای تعریف میزان قدرت نور است. با واحد کندلا میتوان چگالی نور را به دست آورد. واحد کندلا با قدرت نور منبع رابطه مستقیم و با زاویه خروجی نور رابطه معکوس دارد.

به این صورت که بالا بودن قدرت نور منبع و کم بودن زاویه خروجی نور باعث بالا رفتن مقدار کندلا خواهد شد. به این ترتیب با بالا رفتن مقدار کندلا میتوان گفت نور از چگالی و قدرت بالایی برخوردار است. واحد کندلا به صورت اختصاری با cd نمایش داده می شود.

واحد لومن (Lumen)

میزان نور خروجی کل را میتوان با واحد لومن تعریف کرد. نام اختصاری این واحد lm میباشد. رابطه ساده ای میان کندلا و لومن برقرار است. در حقیقت میتوان از واحد کندلا به واحد لومن رسید.

چگالی نور یا کندلا، با ضرب شدن در ضریب استرادیان تابش نور به واحد لومن منتج میشود. اما زاویه استرادیان چیست؟

مفهوم سه بعدی زاویه معمولی زاویه استرادیان نامیده میشود. اگر بخواهیم توضیح بیشتری در این زمینه بدهیم باید بگوییم که به طور مثال اگر زاویه دو بعدی انتشار نور را 30 درجه در نظر بگیریم، زاویه سه بعدی انتشار نور برابر مساحت مشترک مخروطی با زاویه 30 درجه و کره ای با شعاع واحد خواهد بود.

باید به این نکته توجه داشت که قرارگیری مرکز کره و راس مخروط در یک نقطه خواهد بود. این زاویه سه بعدی زاویه استرادیان ( Ω ) است. در صورتی که کل مساحت کره با شعاع واحد در نظر گرفته شود زاویه سه بعدی دارای مقدار حداکثر یعنی  4π  خواهد بود.

واحد لوکس (LUX)

یکای شدت روشنایی در واحد SI لوکس است که با نماد lx نمایش داده میشود که تعریف آن به صورت شار نوری در واحد سطح است. یک لومن بر متر مربع معادل یک لوکس است.

درک شدت نور از طریق چشم انسان در علوم نورسنجی با مقیاس لوکس اندازه گیری میشود که واحد آن در علوم رادیومتری وات بر متر مربع است. هر طول موج در واحد لوکس دارای یک ضریب وزنی است که محاسبه آن بر طبق تابع درخشندگی انجام میشود.

میانگین حساسیت چشم انسانها به نور در طول موجهای مختلف توسط تابع درخشندگی یا تابع بازده یا منحنی حساسیت چشم مشخص میشود.

در دستگاه SI لوکس واحد استاندارد روشنایی است. اگر بخواهیم توضیح بیشتری در این زمینه بدهیم باید بگوییم که در فاصله یک متری از یک شمع روشن، شدت روشنایی ایجاد شده معادل یک لوکس است.

از جنبه ای دیگر هم میتوان گفت یک لوکس معادل نور حاصل از ماه کامل در آسمان بدون ابر است. برای اینکه بدانیم یک منبع نور چه مقدار نوری ایجاد میکند از واحد لومن استفاده میکنیم.

رابطه بین واحدهای لوکس و لومن تعریف دیگری که برای واحد لوکس وجود دارد این است که اگر شدت نوری به اندازه یک لومن بر یک متر مربع از سطحی تابیده شود معادل یک لوکس است.

 پس واحد لوکس با واحد لومن رابطه مستقیم و با میزان سطح بر حسب متر مربع رابطه معکوس دارد. زمانی که بخواهیم با یک مقدار مشخص لوکس فضای بیشتری را روشن کنیم منابع نور بیشتری نیاز خواهیم داشت.

میزان لوکس یک لامپ به چه مواردی بستگی دارد؟

سوال مهمی که ممکن است مطرح شود این است که آیا مقدار لوکس یک لامپ میتواند در محیطهای مختلف متفاوت باشد؟ بله، ضریب جذب کف و دیوارها و فضای مورد نظر همگی بر میزان لوکس یک چراغ یا لامپ تاثیرگذار خواهند بود.

میزان لومن یک منبع نور مانند لامپ، ثابت بوده و متغیر نیست. اما شدت روشنایی در هر نقطه از یک مکان باید با دستگاه لوکس متر مشخص شود. زمانیکه مشتری قصد خرید یک پروژکتور یا لامپ LED را دارد این سوال برای او پیش خواهد آمد که این لامپ قادر به روشن کردن چه فضایی است؟

 برای  پاسخ به این سوال باید شدت نور پروژکتور یا لامپ مورد نظر را دانست. متناسب  با شار خروجی قابلیت روشنایی لامپها و پروژکتورهای مختلف با هم متفاوت است. با تقسیم شار خروجی بر مقدار فضا بر حسب متر مربع میتوان قابلیت روشنایی لامپ را بدست آورد.