في علوم قياس الضوء، الفيض الضوئي أو التدفق الضوئي أو الطاقة المضيئة هو مقياس قوة الضوء الصادر من المصدر سواء كان هذا المصدر طبيعيا كالشمس والنجوم أم صناعيا كالمصابيح بمختلف أنواعها وأشكالها.
يختلف تعريف التدفق الضوئي عن التدفق الإشعاعي، المهتم بقياس القوة الضوئية الصادرة من الإشعاعات الكهرومغناطيسية (بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء، الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي)، مما يعني أنه التعريف الأشمل. بصورة أبسط يهتم التدفق الضوئي في دراسة الأطوال الموجية التي تحس بها العين البشرية بينما التدفق الإشعاعي يهتم بدراسة جميع الأطوال الموجية.[4]
| فيض ضوئي | |
|---|---|
الرموز الشائعة | Φv |
| نظام الوحدات الدولي | لومن |
| حسب الوحدات الدولية الأساسية | cd⋅sr |
| التحليل البعدي | J |
الوحدات
في نظام الوحدات الدولي، يتم استخدام وحدة اللومن لتعريف التدفق الضوئي. يتم تعريف اللومن الواحد على أنه التدفق الضوئي الناتج من مصدر ضوء يصدر شمعة واحدة من الكثافة الضوئية على زاوية صلبة قيمتها 1 ستراديان. في أنظمة الوحدات الأخرى، يمكن أن يقاس التدفق الضوئي بوحدات الطاقة.
الاتساع
ترى العين البشرية الأطوال الموجية التي يتراوح مداها في الهواء من 380 إلى 750 نانومتر، في الماء وغيرها من الوسائط ينخفض المدى بعامل مساوي لمعامل إنكسار الوسط. من حيث التردد، ترى العين البشرية الأطياف التي يتراوح ترددها من 400-790 تيراهيرتز، وتكون أكثر حساسية للضوء عند الطول الموجي 555 نانومتر (540 هيرتز).[5]
الاستخدام
غالبا ما يستخدم مفهوم التدفق الضوئي كمقياس موضوعي للضوء المنبعث من مصدر ضوء ما. يسجل مقدار التدفق على عبوات مصابيح الإضاءة ويقارن المستهلكون قيمة اللومن لتلك المصابيح المختلفة لمعرفة أيها ينتج أكبر كمية من الضوء، حيث أن المصباح الأكثر كفاءة هو المصباح ذو النسبة الأعلى من التدفق الضوئي.[6]
العلاقة مع الكثافة المضيئة
في حين يستخدم اللومن في قياس التدفق الضوئي، تستخدم وحدة الشمعة في قياس الكثافة الضوئية ومدى سطوع الحزمة الضوئية في اتجاه معين. في حالة مصباح ضوئي 1 لومن وتم تركيز الضوء على شعاع سترادي واحد، فإن الكثافة الضوئية ستكون 1 شمعة. لكن إذا تم تغيير تركيز الضوء إلى 1/2 سترادي، فإن كثافة المصدر ستكون 2 شمعة، أي حزمة أضيق لكن أكثر سطوعا في حين يبقى التدفق الضوئي ثابت.
أمثلة
| المصدر | الفيض الضوئي (اللومن) |
|---|---|
| مصباح الليد الأبيض الساطع بقدرة 37 ميلي وات | 0.20 |
| مصباح الليزر الأخضر (15 ميلي وات) بطول موجي 532 نانومتر | 8.4 |
| مصباح ليد أبيض بقدرة 1 وات | 25–120 |
| مصباح الكيروسين | 100 |
| مصباح متوهج 40 وات عند 230 فولت | 325 |
| مصباح ليد أبيض بقدرة 7 وات | 450 |
| مصباح ليد أبيض بقدرة 6 وات | 600 |
| مصباح متوهج 18 وات | 1250 |
| مصباح متوهج 100 وات | 1750 |
| مصباح فلوريسنت 40 وات | 2800 |
| مصباح زينون 35 وات | 2200–3200 |
| مصباح فلوريسنت 100 وات | 8000 |
| مصباح بخار الصوديوم 127 وات | 25000 |
| مصباح هاليد المعدني 400 وات | 40000 |
| هذه القيم للمصابيح المصنعة حديثا، حيث يقل الفيض مع مرور الزمن. | |
مقالات ذات صلة
المصادر
- Scotopic luminosity function - تصفح: نسخة محفوظة 28 يناير 2018 على موقع واي باك مشين.
- Judd-Vos modified Photopic luminosity function - تصفح: نسخة محفوظة 06 نوفمبر 2017 على موقع واي باك مشين.
- CIE 2-deg CMFs - تصفح: نسخة محفوظة 09 أبريل 2018 على موقع واي باك مشين.
- (Radiometry and the Detection of Optical Radiation (Pure & Applied Optics Series - تصفح: نسخة محفوظة 12 مارس 2020 على موقع واي باك مشين.
- Cecie Starr (2005). Biology: Concepts and Applications. Thomson Brooks/Cole. . مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2020.
- LIGHTING TECHNOLOGIES: A GUIDE TO ENERGY-EFFICIENT ILLUMINATION" - تصفح: نسخة محفوظة 10 أغسطس 2018 على موقع واي باك مشين.
- Szokolay, S. V. (2008). Introduction to Architectural Science: The Basis of Sustainable Design (الطبعة الثانية). Routledge. صفحة 143. . مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2020.
- BeLight. 3. Trendforce. 2010. صفحات 10–12. مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2020.
- Jahne, Bernd (2004). Practical Handbook on Image Processing for Scientific and Technical Applications (الطبعة الثانية). CRC. صفحة 111. . مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2019.