چندین واحد اندازهگیری روشنایی برای نور سنجی وجود دارد. اما چرا نیاز به اندازهگیری نور داریم؟ اول با مفهوم روشنایی آشنا می‌شویم، سپس واحدهای نورسنجی را بررسی و اهمیت و کاربرد اندازهگیری نور را متوجه خواهیم شد.
روشنایی چیست؟
روشنایی یا نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که به‌صورت موج در فضا حرکت می‌کند. این امواج مانند امواج مایکروویو و اشعه ایکس دارای طول‌موج و فرکانس هستند. تفاوت نور و بقیه امواج در این است که انسان‌ها گیرنده‌هایی دارد که می‌توانند انرژی‌های با طول‌موج بین 400 تا 700 نانومتر را حس کرده و آن را به تصویر تبدیل کنند.
پس بینایی انسان به نور بستگی دارد. نور از سطوح به داخل چشم منعکس می‌شود و از قرنیه و مردمک عبور می‌کند تا تصویری روی شبکیه ایجاد کند. چشم انسان به طیف بسیار وسیعی از شدت نور حساس است، اما در سطوح پایین توانایی تشخیص جزئیات را از دست می‌دهد. به همین دلیل است که کارهای دقیق مانند جراحی، اندازهگیری یا مونتاژ بهتر است در زیر نور روشن انجام شود. کار در نور ضعیف باعث خستگی و اشتباه می‌شود و حوادث صنعتی بیشتر زمانی که سطح نور کم است، اتفاق می‌افتند. علاوه بر این، نور خوب تعیین می‌کند که مردم تا چه حد می‌توانند یک نمایش را مشاهده کنند و عکس‌های باکیفیتی بگیرند. بنابراین آشنایی با مهم‌ترین دسته‌بندی واحد اندازهگیری روشنایی و نور به ما کمک می‌کند که بتوانیم نه تنها روشنایی را اندازهگیری کنیم، بلکه استانداردهای لازم نوری را در مکان‌ها و موقعیت‌های مختلف رعایت کنیم.
مهم‌ترین واحد اندازهگیری روشنایی
نور را می‌توان به‌صورت تکی و بر اساس روشنایی که توسط چشم انسان مشاهده می‌شود، اندازهگیری کرد. سه واحد اندازهگیری روشنایی کاندلا، لومن و لوکس هستند.
1.شار نوری (لومن)
مقدار کل نور ساطع‌شده در تمام جهات توسط یک منبع نور را شار نوری، توان نوری یا میزان نور می‌گویند. واحد شار نوری لومن (lm) است. به‌عنوان‌مثال یک شمع 12 لومن، لامپ رشته‌ای 60 وات 750 لومن و ال‌ای‌دی 1 وات 130 لومن روشنایی ایجاد می‌کنند.
لومن با قرار دادن منبع نور در مرکز یک کُره اندازهگیری می‌شود.
2. شدت نور (کاندلا)
در هر جهت معین، شدت نور، شار ساطع‌شده از کل منبع نور، در واحد زاویه فضایی است. واحد آن لومن در هر استرادیان است که بیشتر به‌عنوان candela (cd) شناخته می‌شود. به عبارت دیگر مقدار نور مرئی که در واحد زمان، در واحد زاویه فضایی ساطع می شود را شدت نور گویند. این واحد، یک منبع نور در جهت قطعی است. 1 لومن = 1 کاندلا x استرادیان
برای نمونه شدت نور یک شمع 1 کاندلا است.
استرادیان واحد زاویه‌ی فضایی است و به مساحت یک کره مرتبط است. یک استرادیان مساحت یک کره مساوی با (شعاع)2 را «برش» می‌دهد. این واحد هنگام کار با تشعع و اشعه‌ها مثل روشنایی کاربرد دارد.
3. روشنایی (لوکس)
شار نوری تابیده شده بر واحد مساحت، سومین واحد اندازهگیری روشنایی است که به آن روشنایی یا شدت روشنایی می‌گویند. شدت روشنایی مقدار نوری است که بر یک سطح در واحد مساحت تأثیر می‌گذارد. واحد روشنایی، لومن بر مترمربع یا لوکس (lux) است. برای مثال شب مهتابی نیم لوکس، و روز آفتابی 100000 لوکس است.
روشنایی در واقع تعداد لومن‌هایی است که روی یک سطح می‌افتند و به‌صورت لوکس بیان می‌شود. بنابراین یک لوکس، یک لومن در هر مترمربع است، این روشنایی به فاصله از منبع هم مربوط می‌شود. به‌طور خلاصه، درحالی‌که خروجی نور با لومن بیان می‌شود، شدت نور برحسب لوکس اندازهگیری می‌شود.
درخشندگی (کاندلا بر مترمربع)
یکی دیگر از نوع‌های واحد اندازهگیری روشنایی، درخشندگی است. در هر جهت معین، درخشندگی یا luminance شدت نور منبع در واحد سطح مرئی است. واحد آن لومن در هر استرادیان، در هر مترمربع یا به زبان ساده‌تر: کاندلا در هر مترمربع (cd/m2) است.
در دنیای LED، این میزان برای چشم انسان بسیار مهم است، زیرا ما اشیاء جهان اطراف خود را با درخشندگی آن‌ها و یا به‌عبارت‌دیگر، مقدار نوری که در واحد سطح جسم به چشم ما می‌رسد درک می‌کنیم. LEDها به دلیل سطح ساطع بسیار کوچکی که دارند از درخشندگی قوی برخوردار هستند. بنابراین، حتی با مصرف انرژی بسیار کم، چراغ‌های نشانگر LED از فاصله بسیار دور قابل‌مشاهده هستند.
مقایسه سه واحد اندازهگیری روشنایی
هر سه واحد اندازهگیری روشنایی که نام برده شد، بر اساس دید انسان هستند و بنابراین در تعیین سطوح ایمن و راحت روشنایی به‌عنوان‌مثال در مدارس و ادارات مفید هستند.
برای درک آسان‌تر مطالب بالا، به لامپی فکر کنید که نور تولید می‌کند:
- این نور در لومن اندازهگیری می‌شود (واحد اندازهگیری شدت نور).
- نور بر روی سطحی می‌افتد که به‌صورت لوکس بیان می‌شود.
- چشم انسان این تصویر را برحسب روشنایی یا درخشندگی می‌بیند که با کاندلا اندازهگیری می‌شود.
کاربرد انواع واحد اندازهگیری روشنایی
حال که با واحدهای اندازهگیری روشنایی آشنا شدیم، بیایید کاربرد هر کدام را نیز بررسی کنیم. برای خرید انواع لامپ‌ها و دیگر لوازم صنعت روشنایی، از این واحدها استفاده می‌کنیم تا انتخابی صحیح‌تر و متناسب نیازمان داشته باشیم.
کاربرد لومن
اگر تا به الان برای خرید لامپ جدید به وات یا در واقع میزان انرژی توجه می‌کردید، از این به بعد خریدتان را بر اساس میزان نوری که لامپ تولید می‌کند انجام دهید. برای این کار ببینید چه میزان نور احتیاج دارید و لومن لامپ را بررسی کنید. هر چه میزان لومن بیشتر باشد، نور و درخشندگی لامپ هم بیشتر خواهد بود و فضای بیشتری را نورانی می‌کند.
کاربرد کاندلا
اگر می‌خواهید جراغ قوه بخرید، میزان لومن در آن اهمیت چندانی ندارد؛ چراکه شما قصد دارید فضای کوچکتری را (به نسبت لامپ) روشن کنید. اما میزان کاندلا در اینجا مهم می‌شود؛ چراغ قوه باید بتواند فضاهای دورتر را روشن کند. هر چه یک وسیله روشنایی کاندلای بالاتری داشته باشد، نور آن از فواصل دورتری قابل‌مشاهده خواهد بود. پس اگر برای کاری نیاز به لامپی دارید که بتواند نور را در یک نقطه مشخص متمرکز کند، باید به کاندلای آن توجه کنید.
کاربرد لوکس
لوکس نشان‌دهنده میزان روشنایی یک سطح است. بنابراین هنگام خرید لامپ‌ها، باید به میزان لوکس در واحد فاصله دقت کرد. اگر دو لامپ با لوکس یکسان داشته باشیم که یکی در فاصله سه متری و دیگری در یک متری این میزان لوکس را دارد، لامپ اول، بسیار قدرتمندتر است.
از آنجا که هر مکان نیاز به میزان متفاوتی از لوکس دارد – به‌عنوان‌مثال، استاندارد شدت روشنایی حمام و دستشویی 100 و اتاق‌های پزشکی 500 لوکس است – هنگام نورپردازی، باید با توجه به این واحد اندازهگیری روشناییِ مهم، وسایل روشنایی را خرید و استفاده کرد.
بنابراین با استفاده از انواع واحد اندازهگیری روشنایی و سنجش نور می‌توانیم متناسب با کاربرد، خواسته و نیازهایمان، نور مناسب هر مکان را فراهم و راحتی و ایمنی بیشتری را تأمین کنیم. برای اطلاعات آموزشی دیگر در مورد روشنایی، انواع نور و لوازم مربوطه، به سایت صنعت نور مراجعه کنید.
