फोटोमेट्री (प्रकाशिकी): Difference between revisions
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''अन्य उपयोगों के लिए, प्रकाशमिति (बहुविकल्पी) देखें।''[[File:Luminosity.png|thumb|right|420px|प्रकाशानुकूली (दिन के समय-अनुकूलित, काला वक्र) और तिमिरानुकूलित [http://www.cvrl.org/database/text/lum/scvl.htm] (अंधकार-अनुकूलित, हरे रंग का वक्र) प्रकाशीय फलन है। प्रकाशानुकूली में प्रकाश पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग 1931 मानक [http://www.cvrl.org/database/text/cmfs/ciexyz31.htm] (ठोस), जेयूडीडी वीओएस 1978 संशोधित डेटा [http://www.cvrl.org/ Database/text/lum/vljv.htm] (असतत), और शार्प, स्टॉकमैन, जगला और जैगल 2005 डेटा [http://www.cvrl.org/database/text/lum/ssvl2.htm] (बिन्दुयुक्त) [http://www.cvrl.org/ सम्मिलित हैं।] । क्षैतिज अक्ष नैनोमीटर में तरंग दैर्ध्य है।]]प्रकाशमिति मानव आंखों के लिए इसकी कथित चमक के संदर्भ में प्रकाश के मापन का विज्ञान है।<ref name="Bass95">{{cite book |editor-first=Michael |editor-last=Bass |title=Handbook of Optics: Volume II{{spaced en dash}}Devices, Measurements and Properties |volume= |edition=2nd |publisher=[[McGraw-Hill]] |year=1995 |isbn=978-0-07-047974-6 |pages=24-40-24-47}}</ref> यह [[रेडियोमेट्री|विकिरणमिति]] से भिन्न है, जो पूर्ण शक्ति के संदर्भ में विकिरण ऊर्जा (प्रकाश सहित) के मापन का विज्ञान है। आधुनिक प्रकाशमिति में, प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर दीप्तिमान शक्ति को एक प्रकाशीय फलन द्वारा भारित किया जाता है जो मानव चमक संवेदनशीलता का मॉडल करता है। सामान्य रूप से, यह भारण फलन [[ फोटोपिक दृष्टि | प्रकाश दृष्टि]] संवेदनशील फलन है, हालांकि [[स्कोपिक दृष्टि|तिमिरानुकूलित]] फलन या अन्य फलन भी उसी तरह से प्रयुक्त किए जा सकते हैं। प्रकाश पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग और अंतरराष्ट्रीय मानकीकरण संगठन द्वारा भार का मानकीकरण किया जाता है।<ref>{{cite book |title=ISO/CIE 23539:2023 CIE TC 2-93 Photometry — The CIE system of physical photometry |date=2023 |publisher=ISO/CIE |url=https://www.iso.org/standard/83178.html |language=en}}</ref> | |||
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मानव आँख [[दृश्यमान प्रकाश]] की सभी [[तरंग दैर्ध्य]] के प्रति समान रूप से संवेदनशील नहीं है। | मानव आँख [[दृश्यमान प्रकाश]] की सभी [[तरंग दैर्ध्य]] के प्रति समान रूप से संवेदनशील नहीं है। प्रकाशमिति प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर मापी गई शक्ति को एक कारक के साथ भारित करके इसका हिसाब लगाने का प्रयास करती है जो यह दर्शाती है कि उस तरंग दैर्ध्य पर आंख कितनी संवेदनशील है। तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में प्रकाश के प्रति आंख की प्रतिक्रिया का मानकीकृत मॉडल चमक समारोह द्वारा दिया जाता है। तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में आंख की अलग-अलग प्रतिक्रियाएं होती हैं, जब इसे प्रकाश की स्थिति (प्रकाशानुकूली दृष्टि) और अंधेरे की स्थिति (स्कोप्टिक दृष्टि) के अनुकूल बनाया जाता है। प्रकाशमिति सामान्य रूप से आंख की प्रकाशानुकूली प्रतिक्रिया पर आधारित होती है, और इसलिए फोटोमेट्रिक माप मंद प्रकाश की स्थिति में स्रोतों की कथित चमक को सटीक रूप से इंगित नहीं कर सकते हैं, जहां रंग स्पष्ट नहीं होते हैं, जैसे कि सिर्फ चांदनी या स्टारलाइट के तहत।<ref name=Bass95/> प्रकाशानुकूली दृष्टि तीन कैंडेला प्रति वर्ग मीटर से अधिक चमक के स्तर पर आंख की प्रतिक्रिया की विशेषता है। स्कोपिक दृष्टि 2 × 10 के नीचे होती है<sup>-5</सुप> सीडी/एम<sup>2</उप>। [[मेसोपिक दृष्टि]] इन सीमाओं के बीच होती है और वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया के लिए अच्छी तरह से विशेषता नहीं है।<ref name=Bass95/> | ||
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माप की कई अलग-अलग इकाइयों का उपयोग फोटोमेट्रिक मापन के लिए किया जाता है। लोग कभी-कभी पूछते हैं कि इतनी सारी अलग-अलग इकाइयों की आवश्यकता क्यों है, या इकाइयों के बीच रूपांतरणों के लिए पूछें जिन्हें परिवर्तित नहीं किया जा सकता है (उदाहरण के लिए [[लुमेन (यूनिट)]] और [[कैन्डेला]])। हम इस विचार से परिचित हैं कि विशेषण भारी वजन या घनत्व को संदर्भित कर सकता है, जो मौलिक रूप से भिन्न चीजें हैं। इसी तरह, विशेषण उज्ज्वल एक प्रकाश स्रोत को संदर्भित कर सकता है जो एक उच्च चमकदार प्रवाह (लुमेन में मापा जाता है), या एक प्रकाश स्रोत को संदर्भित करता है जो चमकदार प्रवाह को एक बहुत ही संकीर्ण बीम (कैंडेलस) में केंद्रित करता है, या एक प्रकाश स्रोत के लिए जो एक अंधेरे पृष्ठभूमि के खिलाफ देखा जाता है। जिस तरह से प्रकाश त्रि-आयामी अंतरिक्ष के माध्यम से फैलता है - फैल रहा है, केंद्रित हो रहा है, चमकदार या मैट सतहों को प्रतिबिंबित कर रहा है - और क्योंकि प्रकाश में कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य होते हैं, मौलिक रूप से विभिन्न प्रकार के प्रकाश माप की संख्या जो की जा सकती है बड़ी, और इसलिए मात्राओं और इकाइयों की संख्या जो उनका प्रतिनिधित्व करती हैं। | माप की कई अलग-अलग इकाइयों का उपयोग फोटोमेट्रिक मापन के लिए किया जाता है। लोग कभी-कभी पूछते हैं कि इतनी सारी अलग-अलग इकाइयों की आवश्यकता क्यों है, या इकाइयों के बीच रूपांतरणों के लिए पूछें जिन्हें परिवर्तित नहीं किया जा सकता है (उदाहरण के लिए [[लुमेन (यूनिट)]] और [[कैन्डेला]])। हम इस विचार से परिचित हैं कि विशेषण भारी वजन या घनत्व को संदर्भित कर सकता है, जो मौलिक रूप से भिन्न चीजें हैं। इसी तरह, विशेषण उज्ज्वल एक प्रकाश स्रोत को संदर्भित कर सकता है जो एक उच्च चमकदार प्रवाह (लुमेन में मापा जाता है), या एक प्रकाश स्रोत को संदर्भित करता है जो चमकदार प्रवाह को एक बहुत ही संकीर्ण बीम (कैंडेलस) में केंद्रित करता है, या एक प्रकाश स्रोत के लिए जो एक अंधेरे पृष्ठभूमि के खिलाफ देखा जाता है। जिस तरह से प्रकाश त्रि-आयामी अंतरिक्ष के माध्यम से फैलता है - फैल रहा है, केंद्रित हो रहा है, चमकदार या मैट सतहों को प्रतिबिंबित कर रहा है - और क्योंकि प्रकाश में कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य होते हैं, मौलिक रूप से विभिन्न प्रकार के प्रकाश माप की संख्या जो की जा सकती है बड़ी, और इसलिए मात्राओं और इकाइयों की संख्या जो उनका प्रतिनिधित्व करती हैं। | ||
उदाहरण के लिए, संयुक्त उच्च चमकदार प्रवाह के लिए कार्यालयों को | उदाहरण के लिए, संयुक्त उच्च चमकदार प्रवाह के लिए कार्यालयों को सामान्य रूप से कई धंसा हुआ फ्लोरोसेंट रोशनी की एक सरणी द्वारा उज्ज्वल रूप से प्रकाशित किया जाता है। एक [[लेजर सूचक]] में बहुत कम चमकदार प्रवाह होता है (यह एक कमरे को रोशन नहीं कर सकता) लेकिन एक दिशा में अंधाधुंध उज्ज्वल होता है (उस दिशा में उच्च चमकदार तीव्रता)। | ||
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वाट शक्ति की एक इकाई है। हम बिजली के बल्बों को वाट में शक्ति के रूप में देखने के आदी हैं। यह शक्ति प्रकाश उत्पादन की मात्रा का माप नहीं है, बल्कि यह दर्शाता है कि बल्ब कितनी ऊर्जा का उपयोग करेगा। क्योंकि सामान्य सेवा के लिए बेचे जाने वाले [[गरमागरम बल्ब]]ों में काफी समान विशेषताएं होती हैं (समान वर्णक्रमीय बिजली वितरण), बिजली की खपत गरमागरम बल्बों के प्रकाश उत्पादन के लिए एक मोटा गाइड प्रदान करती है। | वाट शक्ति की एक इकाई है। हम बिजली के बल्बों को वाट में शक्ति के रूप में देखने के आदी हैं। यह शक्ति प्रकाश उत्पादन की मात्रा का माप नहीं है, बल्कि यह दर्शाता है कि बल्ब कितनी ऊर्जा का उपयोग करेगा। क्योंकि सामान्य सेवा के लिए बेचे जाने वाले [[गरमागरम बल्ब]]ों में काफी समान विशेषताएं होती हैं (समान वर्णक्रमीय बिजली वितरण), बिजली की खपत गरमागरम बल्बों के प्रकाश उत्पादन के लिए एक मोटा गाइड प्रदान करती है। | ||
वाट्स आउटपुट का सीधा माप भी हो सकता है। एक रेडियोमेट्रिक अर्थ में, एक गरमागरम प्रकाश बल्ब लगभग 80% कुशल होता है: ऊर्जा का 20% खो जाता है (उदाहरण के लिए दीपक आधार के माध्यम से चालन द्वारा)। शेष विकिरण के रूप में उत्सर्जित होता है, ज्यादातर इन्फ्रारेड में। इस प्रकार, एक 60 वाट का प्रकाश बल्ब लगभग 45 वाट के कुल उज्ज्वल प्रवाह का उत्सर्जन करता है। गरमागरम बल्ब, वास्तव में, कभी-कभी गर्मी के स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं (जैसा कि चिक इनक्यूबेटर में होता है), लेकिन | वाट्स आउटपुट का सीधा माप भी हो सकता है। एक रेडियोमेट्रिक अर्थ में, एक गरमागरम प्रकाश बल्ब लगभग 80% कुशल होता है: ऊर्जा का 20% खो जाता है (उदाहरण के लिए दीपक आधार के माध्यम से चालन द्वारा)। शेष विकिरण के रूप में उत्सर्जित होता है, ज्यादातर इन्फ्रारेड में। इस प्रकार, एक 60 वाट का प्रकाश बल्ब लगभग 45 वाट के कुल उज्ज्वल प्रवाह का उत्सर्जन करता है। गरमागरम बल्ब, वास्तव में, कभी-कभी गर्मी के स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं (जैसा कि चिक इनक्यूबेटर में होता है), लेकिन सामान्य रूप से इनका उपयोग प्रकाश प्रदान करने के उद्देश्य से किया जाता है। जैसे, वे बहुत अक्षम हैं, क्योंकि वे जो उज्ज्वल ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं उनमें से अधिकांश अदृश्य इन्फ्रारेड हैं। एक [[कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप]] 15 वाट बिजली की कम खपत करते हुए 60 वाट के तापदीप्त के बराबर प्रकाश प्रदान कर सकता है। | ||
लुमेन प्रकाश उत्पादन की फोटोमेट्रिक इकाई है। यद्यपि अधिकांश उपभोक्ता अभी भी बल्ब द्वारा खपत की गई बिजली के संदर्भ में प्रकाश के बारे में सोचते हैं, यू.एस. में यह कई दशकों से व्यापार की आवश्यकता रही है कि लाइट बल्ब पैकेजिंग लुमेन में आउटपुट देती है। 60 वाट के गरमागरम बल्ब का पैकेज इंगित करता है कि यह लगभग 900 लुमेन प्रदान करता है, जैसा कि 15 वाट कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट का पैकेज करता है। | लुमेन प्रकाश उत्पादन की फोटोमेट्रिक इकाई है। यद्यपि अधिकांश उपभोक्ता अभी भी बल्ब द्वारा खपत की गई बिजली के संदर्भ में प्रकाश के बारे में सोचते हैं, यू.एस. में यह कई दशकों से व्यापार की आवश्यकता रही है कि लाइट बल्ब पैकेजिंग लुमेन में आउटपुट देती है। 60 वाट के गरमागरम बल्ब का पैकेज इंगित करता है कि यह लगभग 900 लुमेन प्रदान करता है, जैसा कि 15 वाट कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट का पैकेज करता है। | ||
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वाट और लुमेन के बीच का संबंध केवल एक साधारण स्केलिंग कारक नहीं है। हम यह पहले से ही जानते हैं, क्योंकि 60 वाट का गरमागरम बल्ब और 15 वाट का कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट दोनों 900 लुमेन प्रदान कर सकते हैं। | वाट और लुमेन के बीच का संबंध केवल एक साधारण स्केलिंग कारक नहीं है। हम यह पहले से ही जानते हैं, क्योंकि 60 वाट का गरमागरम बल्ब और 15 वाट का कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट दोनों 900 लुमेन प्रदान कर सकते हैं। | ||
परिभाषा हमें बताती है कि 1 वाट शुद्ध हरे 555 एनएम प्रकाश का मूल्य 683 लुमेन है। यह अन्य तरंग दैर्ध्य के बारे में कुछ नहीं कहता। क्योंकि लुमेन फोटोमेट्रिक इकाइयां हैं, वाट से उनका संबंध तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है कि तरंग दैर्ध्य कितना दिखाई देता है। इन्फ्रारेड और पराबैंगनी विकिरण, उदाहरण के लिए, अदृश्य हैं और गिनती नहीं करते हैं। इन्फ्रारेड विकिरण का एक वाट (जो वह जगह है जहां गरमागरम बल्ब से अधिकांश विकिरण गिरता है) शून्य लुमेन के लायक है। दृश्यमान स्पेक्ट्रम के भीतर, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को | परिभाषा हमें बताती है कि 1 वाट शुद्ध हरे 555 एनएम प्रकाश का मूल्य 683 लुमेन है। यह अन्य तरंग दैर्ध्य के बारे में कुछ नहीं कहता। क्योंकि लुमेन फोटोमेट्रिक इकाइयां हैं, वाट से उनका संबंध तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है कि तरंग दैर्ध्य कितना दिखाई देता है। इन्फ्रारेड और पराबैंगनी विकिरण, उदाहरण के लिए, अदृश्य हैं और गिनती नहीं करते हैं। इन्फ्रारेड विकिरण का एक वाट (जो वह जगह है जहां गरमागरम बल्ब से अधिकांश विकिरण गिरता है) शून्य लुमेन के लायक है। दृश्यमान स्पेक्ट्रम के भीतर, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को प्रकाशानुकूली वर्णक्रमीय चमकदार दक्षता नामक एक फ़ंक्शन के अनुसार भारित किया जाता है। इस प्रकार्य के अनुसार, 700 एनएम लाल बत्ती 555 एनएम हरी बत्ती की तुलना में केवल लगभग 0.4% कुशल है। इस प्रकार, 700 एनएम लाल बत्ती का एक वाट केवल 2.7 लुमेन के लायक है। | ||
ईएम स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग पर योग के कारण जो इस भार का हिस्सा है, लुमेन की इकाई रंग-अंधा है: यह बताने का कोई तरीका नहीं है कि लुमेन किस रंग का दिखाई देगा। यह बैग की संख्या से किराने का सामान का मूल्यांकन करने के बराबर है: विशिष्ट सामग्री के बारे में कोई जानकारी नहीं है, केवल एक संख्या जो कुल भारित मात्रा को संदर्भित करती है। | ईएम स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग पर योग के कारण जो इस भार का हिस्सा है, लुमेन की इकाई रंग-अंधा है: यह बताने का कोई तरीका नहीं है कि लुमेन किस रंग का दिखाई देगा। यह बैग की संख्या से किराने का सामान का मूल्यांकन करने के बराबर है: विशिष्ट सामग्री के बारे में कोई जानकारी नहीं है, केवल एक संख्या जो कुल भारित मात्रा को संदर्भित करती है। | ||
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लैम्प और प्रकाश जुड़नार का परीक्षण गोनीफोटोमीटर और रोटेटिंग मिरर फोटोमीटर का उपयोग करके किया जाता है, जो फोटोसेल को पर्याप्त दूरी पर स्थिर रखते हैं ताकि ल्यूमिनेयर को बिंदु स्रोत माना जा सके। रोटेटिंग मिरर फोटोमीटर, ल्यूमिनेयर से दूर के फोटोसेल तक सभी दिशाओं में निकलने वाले प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए दर्पणों की एक मोटरयुक्त प्रणाली का उपयोग करते हैं; [[ goniphotometer ]] फोटोकेल के संबंध में ल्यूमिनेयर के अभिविन्यास को बदलने के लिए घूर्णन 2-अक्ष तालिका का उपयोग करते हैं। किसी भी मामले में, चमकदार तीव्रता को इस डेटा से सारणीबद्ध किया जाता है और प्रकाश डिजाइन में उपयोग किया जाता है। | लैम्प और प्रकाश जुड़नार का परीक्षण गोनीफोटोमीटर और रोटेटिंग मिरर फोटोमीटर का उपयोग करके किया जाता है, जो फोटोसेल को पर्याप्त दूरी पर स्थिर रखते हैं ताकि ल्यूमिनेयर को बिंदु स्रोत माना जा सके। रोटेटिंग मिरर फोटोमीटर, ल्यूमिनेयर से दूर के फोटोसेल तक सभी दिशाओं में निकलने वाले प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए दर्पणों की एक मोटरयुक्त प्रणाली का उपयोग करते हैं; [[ goniphotometer ]] फोटोकेल के संबंध में ल्यूमिनेयर के अभिविन्यास को बदलने के लिए घूर्णन 2-अक्ष तालिका का उपयोग करते हैं। किसी भी मामले में, चमकदार तीव्रता को इस डेटा से सारणीबद्ध किया जाता है और प्रकाश डिजाइन में उपयोग किया जाता है। | ||
== गैर-एसआई | == गैर-एसआई प्रकाशमिति इकाइयां == | ||
=== चमक === | === चमक === | ||
Revision as of 12:18, 20 April 2023
अन्य उपयोगों के लिए, प्रकाशमिति (बहुविकल्पी) देखें।
प्रकाशमिति मानव आंखों के लिए इसकी कथित चमक के संदर्भ में प्रकाश के मापन का विज्ञान है।[1] यह विकिरणमिति से भिन्न है, जो पूर्ण शक्ति के संदर्भ में विकिरण ऊर्जा (प्रकाश सहित) के मापन का विज्ञान है। आधुनिक प्रकाशमिति में, प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर दीप्तिमान शक्ति को एक प्रकाशीय फलन द्वारा भारित किया जाता है जो मानव चमक संवेदनशीलता का मॉडल करता है। सामान्य रूप से, यह भारण फलन प्रकाश दृष्टि संवेदनशील फलन है, हालांकि तिमिरानुकूलित फलन या अन्य फलन भी उसी तरह से प्रयुक्त किए जा सकते हैं। प्रकाश पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग और अंतरराष्ट्रीय मानकीकरण संगठन द्वारा भार का मानकीकरण किया जाता है।[2]
प्रकाशमिति और आंख
मानव आँख दृश्यमान प्रकाश की सभी तरंग दैर्ध्य के प्रति समान रूप से संवेदनशील नहीं है। प्रकाशमिति प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर मापी गई शक्ति को एक कारक के साथ भारित करके इसका हिसाब लगाने का प्रयास करती है जो यह दर्शाती है कि उस तरंग दैर्ध्य पर आंख कितनी संवेदनशील है। तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में प्रकाश के प्रति आंख की प्रतिक्रिया का मानकीकृत मॉडल चमक समारोह द्वारा दिया जाता है। तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में आंख की अलग-अलग प्रतिक्रियाएं होती हैं, जब इसे प्रकाश की स्थिति (प्रकाशानुकूली दृष्टि) और अंधेरे की स्थिति (स्कोप्टिक दृष्टि) के अनुकूल बनाया जाता है। प्रकाशमिति सामान्य रूप से आंख की प्रकाशानुकूली प्रतिक्रिया पर आधारित होती है, और इसलिए फोटोमेट्रिक माप मंद प्रकाश की स्थिति में स्रोतों की कथित चमक को सटीक रूप से इंगित नहीं कर सकते हैं, जहां रंग स्पष्ट नहीं होते हैं, जैसे कि सिर्फ चांदनी या स्टारलाइट के तहत।[1] प्रकाशानुकूली दृष्टि तीन कैंडेला प्रति वर्ग मीटर से अधिक चमक के स्तर पर आंख की प्रतिक्रिया की विशेषता है। स्कोपिक दृष्टि 2 × 10 के नीचे होती है-5</सुप> सीडी/एम2</उप>। मेसोपिक दृष्टि इन सीमाओं के बीच होती है और वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया के लिए अच्छी तरह से विशेषता नहीं है।[1]
फोटोमेट्रिक मात्रा
18वीं शताब्दी के अंत में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रभावों का मापन अध्ययन का एक क्षेत्र बन गया। मापन तकनीक अध्ययन के तहत प्रभावों के आधार पर भिन्न होती है और विभिन्न नामकरणों को जन्म देती है। थर्मामीटर द्वारा मापे गए अवरक्त विकिरण के कुल ताप प्रभाव से कुल ऊर्जा और शक्ति के संदर्भ में रेडियोमेट्रिक इकाइयों का विकास हुआ। एक संसूचक के रूप में मानव आँख का उपयोग फोटोमेट्रिक इकाइयों की ओर ले जाता है, जो आँख की प्रतिक्रिया विशेषता द्वारा भारित होती है। पराबैंगनी विकिरण के रासायनिक प्रभावों के अध्ययन से प्रति सेकंड फोटॉन में व्यक्त कुल खुराक या एक्टिनोमेट्रिक इकाइयों द्वारा लक्षण वर्णन किया गया।[1]
माप की कई अलग-अलग इकाइयों का उपयोग फोटोमेट्रिक मापन के लिए किया जाता है। लोग कभी-कभी पूछते हैं कि इतनी सारी अलग-अलग इकाइयों की आवश्यकता क्यों है, या इकाइयों के बीच रूपांतरणों के लिए पूछें जिन्हें परिवर्तित नहीं किया जा सकता है (उदाहरण के लिए लुमेन (यूनिट) और कैन्डेला)। हम इस विचार से परिचित हैं कि विशेषण भारी वजन या घनत्व को संदर्भित कर सकता है, जो मौलिक रूप से भिन्न चीजें हैं। इसी तरह, विशेषण उज्ज्वल एक प्रकाश स्रोत को संदर्भित कर सकता है जो एक उच्च चमकदार प्रवाह (लुमेन में मापा जाता है), या एक प्रकाश स्रोत को संदर्भित करता है जो चमकदार प्रवाह को एक बहुत ही संकीर्ण बीम (कैंडेलस) में केंद्रित करता है, या एक प्रकाश स्रोत के लिए जो एक अंधेरे पृष्ठभूमि के खिलाफ देखा जाता है। जिस तरह से प्रकाश त्रि-आयामी अंतरिक्ष के माध्यम से फैलता है - फैल रहा है, केंद्रित हो रहा है, चमकदार या मैट सतहों को प्रतिबिंबित कर रहा है - और क्योंकि प्रकाश में कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य होते हैं, मौलिक रूप से विभिन्न प्रकार के प्रकाश माप की संख्या जो की जा सकती है बड़ी, और इसलिए मात्राओं और इकाइयों की संख्या जो उनका प्रतिनिधित्व करती हैं।
उदाहरण के लिए, संयुक्त उच्च चमकदार प्रवाह के लिए कार्यालयों को सामान्य रूप से कई धंसा हुआ फ्लोरोसेंट रोशनी की एक सरणी द्वारा उज्ज्वल रूप से प्रकाशित किया जाता है। एक लेजर सूचक में बहुत कम चमकदार प्रवाह होता है (यह एक कमरे को रोशन नहीं कर सकता) लेकिन एक दिशा में अंधाधुंध उज्ज्वल होता है (उस दिशा में उच्च चमकदार तीव्रता)।
| Quantity | Unit | Dimension | Notes | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name | Symbol[nb 1] | Name | Symbol | Symbol[nb 2] | ||||
| Luminous energy | Qv[nb 3] | lumen second | lm⋅s | T J | The lumen second is sometimes called the talbot. | |||
| Luminous flux, luminous power | Φv[nb 3] | lumen (= candela steradian) | lm (= cd⋅sr) | J | Luminous energy per unit time | |||
| Luminous intensity | Iv | candela (= lumen per steradian) | cd (= lm/sr) | J | Luminous flux per unit solid angle | |||
| Luminance | Lv | candela per square metre | cd/m2 (= lm/(sr⋅m2)) | L−2J | Luminous flux per unit solid angle per unit projected source area. The candela per square metre is sometimes called the nit. | |||
| Illuminance | Ev | lux (= lumen per square metre) | lx (= lm/m2) | L−2J | Luminous flux incident on a surface | |||
| Luminous exitance, luminous emittance | Mv | lumen per square metre | lm/m2 | L−2J | Luminous flux emitted from a surface | |||
| Luminous exposure | Hv | lux second | lx⋅s | L−2T J | Time-integrated illuminance | |||
| Luminous energy density | ωv | lumen second per cubic metre | lm⋅s/m3 | L−3T J | ||||
| Luminous efficacy (of radiation) | K | lumen per watt | lm/W | M−1L−2T3J | Ratio of luminous flux to radiant flux | |||
| Luminous efficacy (of a source) | η[nb 3] | lumen per watt | lm/W | M−1L−2T3J | Ratio of luminous flux to power consumption | |||
| Luminous efficiency, luminous coefficient | V | 1 | Luminous efficacy normalized by the maximum possible efficacy | |||||
| See also: SI · Photometry · Radiometry · (Compare) | ||||||||
फोटोमेट्रिक बनाम रेडियोमेट्रिक मात्रा
मात्राओं की दो समानांतर प्रणालियाँ हैं जिन्हें फोटोमेट्रिक और रेडियोमेट्रिक मात्राएँ कहा जाता है। एक प्रणाली में प्रत्येक मात्रा में दूसरी प्रणाली में समान मात्रा होती है। समानांतर मात्राओं के कुछ उदाहरणों में शामिल हैं:[1]
- चमक (फोटोमेट्रिक) और चमक (रेडियोमेट्रिक)
- चमकदार प्रवाह (फोटोमेट्रिक) और चमकदार प्रवाह (रेडियोमेट्रिक)
- चमकदार तीव्रता (प्रकाशमितीय) और दीप्तिमान तीव्रता (रेडियोमितीय)
फोटोमेट्रिक मात्राओं में प्रत्येक तरंगदैर्घ्य का भार इस आधार पर होता है कि मानव आँख उसके प्रति कितनी संवेदनशील है, जबकि रेडियोमेट्रिक मात्राएँ अभारित निरपेक्ष शक्ति का उपयोग करती हैं। उदाहरण के लिए, आंख लाल रंग की तुलना में हरे रंग की रोशनी में अधिक दृढ़ता से प्रतिक्रिया करती है, इसलिए एक हरे रंग के स्रोत में लाल स्रोत की तुलना में एक ही चमकदार प्रवाह के साथ अधिक चमकदार प्रवाह होगा। दृश्यमान स्पेक्ट्रम के बाहर दीप्तिमान ऊर्जा फोटोमेट्रिक मात्रा में बिल्कुल भी योगदान नहीं करती है, इसलिए उदाहरण के लिए 1000 वाट का स्पेस हीटर बहुत अधिक उज्ज्वल प्रवाह (1000 वाट, वास्तव में) डाल सकता है, लेकिन एक प्रकाश स्रोत के रूप में यह बहुत कम बाहर निकलता है। लुमेन (क्योंकि अधिकांश ऊर्जा इन्फ्रारेड में है, दृश्यमान में केवल एक मंद लाल चमक छोड़ती है)।
| Quantity | Unit | Dimension | Notes | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name | Symbol[nb 4] | Name | Symbol | Symbol | ||||
| Radiant energy | Qe[nb 5] | joule | J | M⋅L2⋅T−2 | Energy of electromagnetic radiation. | |||
| Radiant energy density | we | joule per cubic metre | J/m3 | M⋅L−1⋅T−2 | Radiant energy per unit volume. | |||
| Radiant flux | Φe[nb 5] | watt | W = J/s | M⋅L2⋅T−3 | Radiant energy emitted, reflected, transmitted or received, per unit time. This is sometimes also called "radiant power", and called luminosity in Astronomy. | |||
| Spectral flux | Φe,ν[nb 6] | watt per hertz | W/Hz | M⋅L2⋅T−2 | Radiant flux per unit frequency or wavelength. The latter is commonly measured in W⋅nm−1. | |||
| Φe,λ[nb 7] | watt per metre | W/m | M⋅L⋅T−3 | |||||
| Radiant intensity | Ie,Ω[nb 8] | watt per steradian | W/sr | M⋅L2⋅T−3 | Radiant flux emitted, reflected, transmitted or received, per unit solid angle. This is a directional quantity. | |||
| Spectral intensity | Ie,Ω,ν[nb 6] | watt per steradian per hertz | W⋅sr−1⋅Hz−1 | M⋅L2⋅T−2 | Radiant intensity per unit frequency or wavelength. The latter is commonly measured in W⋅sr−1⋅nm−1. This is a directional quantity. | |||
| Ie,Ω,λ[nb 7] | watt per steradian per metre | W⋅sr−1⋅m−1 | M⋅L⋅T−3 | |||||
| Radiance | Le,Ω[nb 8] | watt per steradian per square metre | W⋅sr−1⋅m−2 | M⋅T−3 | Radiant flux emitted, reflected, transmitted or received by a surface, per unit solid angle per unit projected area. This is a directional quantity. This is sometimes also confusingly called "intensity". | |||
| Spectral radiance Specific intensity |
Le,Ω,ν[nb 6] | watt per steradian per square metre per hertz | W⋅sr−1⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | Radiance of a surface per unit frequency or wavelength. The latter is commonly measured in W⋅sr−1⋅m−2⋅nm−1. This is a directional quantity. This is sometimes also confusingly called "spectral intensity". | |||
| Le,Ω,λ[nb 7] | watt per steradian per square metre, per metre | W⋅sr−1⋅m−3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| Irradiance Flux density |
Ee[nb 5] | watt per square metre | W/m2 | M⋅T−3 | Radiant flux received by a surface per unit area. This is sometimes also confusingly called "intensity". | |||
| Spectral irradiance Spectral flux density |
Ee,ν[nb 6] | watt per square metre per hertz | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | Irradiance of a surface per unit frequency or wavelength. This is sometimes also confusingly called "spectral intensity". Non-SI units of spectral flux density include jansky (1 Jy = 10−26 W⋅m−2⋅Hz−1) and solar flux unit (1 sfu = 10−22 W⋅m−2⋅Hz−1 = 104 Jy). | |||
| Ee,λ[nb 7] | watt per square metre, per metre | W/m3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| Radiosity | Je[nb 5] | watt per square metre | W/m2 | M⋅T−3 | Radiant flux leaving (emitted, reflected and transmitted by) a surface per unit area. This is sometimes also confusingly called "intensity". | |||
| Spectral radiosity | Je,ν[nb 6] | watt per square metre per hertz | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | Radiosity of a surface per unit frequency or wavelength. The latter is commonly measured in W⋅m−2⋅nm−1. This is sometimes also confusingly called "spectral intensity". | |||
| Je,λ[nb 7] | watt per square metre, per metre | W/m3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| Radiant exitance | Me[nb 5] | watt per square metre | W/m2 | M⋅T−3 | Radiant flux emitted by a surface per unit area. This is the emitted component of radiosity. "Radiant emittance" is an old term for this quantity. This is sometimes also confusingly called "intensity". | |||
| Spectral exitance | Me,ν[nb 6] | watt per square metre per hertz | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | Radiant exitance of a surface per unit frequency or wavelength. The latter is commonly measured in W⋅m−2⋅nm−1. "Spectral emittance" is an old term for this quantity. This is sometimes also confusingly called "spectral intensity". | |||
| Me,λ[nb 7] | watt per square metre, per metre | W/m3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| Radiant exposure | He | joule per square metre | J/m2 | M⋅T−2 | Radiant energy received by a surface per unit area, or equivalently irradiance of a surface integrated over time of irradiation. This is sometimes also called "radiant fluence". | |||
| Spectral exposure | He,ν[nb 6] | joule per square metre per hertz | J⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−1 | Radiant exposure of a surface per unit frequency or wavelength. The latter is commonly measured in J⋅m−2⋅nm−1. This is sometimes also called "spectral fluence". | |||
| He,λ[nb 7] | joule per square metre, per metre | J/m3 | M⋅L−1⋅T−2 | |||||
| See also: SI · Radiometry · Photometry · (Compare) | ||||||||
वाट बनाम लुमेन
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वाट उज्ज्वल प्रवाह की इकाइयाँ हैं जबकि लुमेन चमकदार प्रवाह की इकाइयाँ हैं। वाट और लुमेन की तुलना रेडियोमेट्रिक और फोटोमेट्रिक इकाइयों के बीच के अंतर को दर्शाती है।
वाट शक्ति की एक इकाई है। हम बिजली के बल्बों को वाट में शक्ति के रूप में देखने के आदी हैं। यह शक्ति प्रकाश उत्पादन की मात्रा का माप नहीं है, बल्कि यह दर्शाता है कि बल्ब कितनी ऊर्जा का उपयोग करेगा। क्योंकि सामान्य सेवा के लिए बेचे जाने वाले गरमागरम बल्बों में काफी समान विशेषताएं होती हैं (समान वर्णक्रमीय बिजली वितरण), बिजली की खपत गरमागरम बल्बों के प्रकाश उत्पादन के लिए एक मोटा गाइड प्रदान करती है।
वाट्स आउटपुट का सीधा माप भी हो सकता है। एक रेडियोमेट्रिक अर्थ में, एक गरमागरम प्रकाश बल्ब लगभग 80% कुशल होता है: ऊर्जा का 20% खो जाता है (उदाहरण के लिए दीपक आधार के माध्यम से चालन द्वारा)। शेष विकिरण के रूप में उत्सर्जित होता है, ज्यादातर इन्फ्रारेड में। इस प्रकार, एक 60 वाट का प्रकाश बल्ब लगभग 45 वाट के कुल उज्ज्वल प्रवाह का उत्सर्जन करता है। गरमागरम बल्ब, वास्तव में, कभी-कभी गर्मी के स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं (जैसा कि चिक इनक्यूबेटर में होता है), लेकिन सामान्य रूप से इनका उपयोग प्रकाश प्रदान करने के उद्देश्य से किया जाता है। जैसे, वे बहुत अक्षम हैं, क्योंकि वे जो उज्ज्वल ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं उनमें से अधिकांश अदृश्य इन्फ्रारेड हैं। एक कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप 15 वाट बिजली की कम खपत करते हुए 60 वाट के तापदीप्त के बराबर प्रकाश प्रदान कर सकता है।
लुमेन प्रकाश उत्पादन की फोटोमेट्रिक इकाई है। यद्यपि अधिकांश उपभोक्ता अभी भी बल्ब द्वारा खपत की गई बिजली के संदर्भ में प्रकाश के बारे में सोचते हैं, यू.एस. में यह कई दशकों से व्यापार की आवश्यकता रही है कि लाइट बल्ब पैकेजिंग लुमेन में आउटपुट देती है। 60 वाट के गरमागरम बल्ब का पैकेज इंगित करता है कि यह लगभग 900 लुमेन प्रदान करता है, जैसा कि 15 वाट कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट का पैकेज करता है।
लुमेन को एक कैंडेला शक्ति के बिंदु स्रोत द्वारा एक steradian में दिए गए प्रकाश की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है; जबकि कैंडेला, एक आधार एसआई इकाई, को मोनोक्रोमैटिक विकिरण के स्रोत की चमकदार तीव्रता के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसकी आवृत्ति 540 टेराहर्ट्ज़ है, और प्रति स्टेरेडियन 1/683 वाट की उज्ज्वल तीव्रता है। (540 THz हरे रंग में लगभग 555 नैनोमीटर, तरंग दैर्ध्य से मेल खाती है, जिसके लिए मानव आंख सबसे अधिक संवेदनशील है। संख्या 1/683 को मानक मोमबत्ती के बराबर कैंडेला बनाने के लिए चुना गया था, वह इकाई जिसे उसने अधिक्रमित किया था)।
इन परिभाषाओं को मिलाकर, हम देखते हैं कि 555 नैनोमीटर हरी बत्ती का 1/683 वाट एक लुमेन प्रदान करता है।
वाट और लुमेन के बीच का संबंध केवल एक साधारण स्केलिंग कारक नहीं है। हम यह पहले से ही जानते हैं, क्योंकि 60 वाट का गरमागरम बल्ब और 15 वाट का कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट दोनों 900 लुमेन प्रदान कर सकते हैं।
परिभाषा हमें बताती है कि 1 वाट शुद्ध हरे 555 एनएम प्रकाश का मूल्य 683 लुमेन है। यह अन्य तरंग दैर्ध्य के बारे में कुछ नहीं कहता। क्योंकि लुमेन फोटोमेट्रिक इकाइयां हैं, वाट से उनका संबंध तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है कि तरंग दैर्ध्य कितना दिखाई देता है। इन्फ्रारेड और पराबैंगनी विकिरण, उदाहरण के लिए, अदृश्य हैं और गिनती नहीं करते हैं। इन्फ्रारेड विकिरण का एक वाट (जो वह जगह है जहां गरमागरम बल्ब से अधिकांश विकिरण गिरता है) शून्य लुमेन के लायक है। दृश्यमान स्पेक्ट्रम के भीतर, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को प्रकाशानुकूली वर्णक्रमीय चमकदार दक्षता नामक एक फ़ंक्शन के अनुसार भारित किया जाता है। इस प्रकार्य के अनुसार, 700 एनएम लाल बत्ती 555 एनएम हरी बत्ती की तुलना में केवल लगभग 0.4% कुशल है। इस प्रकार, 700 एनएम लाल बत्ती का एक वाट केवल 2.7 लुमेन के लायक है।
ईएम स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग पर योग के कारण जो इस भार का हिस्सा है, लुमेन की इकाई रंग-अंधा है: यह बताने का कोई तरीका नहीं है कि लुमेन किस रंग का दिखाई देगा। यह बैग की संख्या से किराने का सामान का मूल्यांकन करने के बराबर है: विशिष्ट सामग्री के बारे में कोई जानकारी नहीं है, केवल एक संख्या जो कुल भारित मात्रा को संदर्भित करती है।
फोटोमेट्रिक माप तकनीक
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फोटोमेट्रिक माप फोटोडिटेक्टर, उपकरणों (कई प्रकार के) पर आधारित है जो प्रकाश के संपर्क में आने पर विद्युत संकेत उत्पन्न करते हैं। इस तकनीक के सरल अनुप्रयोगों में परिवेश प्रकाश की स्थिति के आधार पर ल्यूमिनेयर को चालू और बंद करना शामिल है, और प्रकाश मीटर, एक बिंदु पर प्रकाश घटना की कुल मात्रा को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
प्रकाशमितीय मापन के अधिक जटिल रूपों का प्रकाश उद्योग में अक्सर उपयोग किया जाता है। गोलाकार दीप्तिमापी का उपयोग लैंप द्वारा उत्पादित दिशात्मक चमकदार प्रवाह को मापने के लिए किया जा सकता है, और इसके केंद्र में दीपक के साथ एक बड़े व्यास वाला ग्लोब शामिल होता है। एक फोटो सेल तीन अक्षों में दीपक के बारे में घूमता है, दीपक के आउटपुट को सभी तरफ से मापता है।
लैम्प और प्रकाश जुड़नार का परीक्षण गोनीफोटोमीटर और रोटेटिंग मिरर फोटोमीटर का उपयोग करके किया जाता है, जो फोटोसेल को पर्याप्त दूरी पर स्थिर रखते हैं ताकि ल्यूमिनेयर को बिंदु स्रोत माना जा सके। रोटेटिंग मिरर फोटोमीटर, ल्यूमिनेयर से दूर के फोटोसेल तक सभी दिशाओं में निकलने वाले प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए दर्पणों की एक मोटरयुक्त प्रणाली का उपयोग करते हैं; goniphotometer फोटोकेल के संबंध में ल्यूमिनेयर के अभिविन्यास को बदलने के लिए घूर्णन 2-अक्ष तालिका का उपयोग करते हैं। किसी भी मामले में, चमकदार तीव्रता को इस डेटा से सारणीबद्ध किया जाता है और प्रकाश डिजाइन में उपयोग किया जाता है।
गैर-एसआई प्रकाशमिति इकाइयां
चमक
रौशनी
- पैर मोमबत्ती
- तस्वीर
यह भी देखें
टिप्पणियाँ
- ↑ Standards organizations recommend that photometric quantities be denoted with a subscript "v" (for "visual") to avoid confusion with radiometric or photon quantities. For example: USA Standard Letter Symbols for Illuminating Engineering USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967
- ↑ The symbols in this column denote dimensions; "L", "T" and "J" are for length, time and luminous intensity respectively, not the symbols for the units litre, tesla and joule.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 Alternative symbols sometimes seen: W for luminous energy, P or F for luminous flux, and ρ for luminous efficacy of a source.
- ↑ Standards organizations recommend that radiometric quantities should be denoted with suffix "e" (for "energetic") to avoid confusion with photometric or photon quantities.
- ↑ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 Alternative symbols sometimes seen: W or E for radiant energy, P or F for radiant flux, I for irradiance, W for radiant exitance.
- ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Spectral quantities given per unit frequency are denoted with suffix "ν" (Greek letter nu, not to be confused with a letter "v", indicating a photometric quantity.)
- ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Spectral quantities given per unit wavelength are denoted with suffix "λ".
- ↑ 8.0 8.1 Directional quantities are denoted with suffix "Ω".
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Bass, Michael, ed. (1995). Handbook of Optics: Volume II – Devices, Measurements and Properties (2nd ed.). McGraw-Hill. pp. 24-40–24-47. ISBN 978-0-07-047974-6.
- ↑ ISO/CIE 23539:2023 CIE TC 2-93 Photometry — The CIE system of physical photometry (in English). ISO/CIE. 2023.
बाहरी संबंध
- Photometry (nist.gov) (archived)
- Radiometry and photometry FAQ Professor Jim Palmer's Radiometry FAQ page (University of Arizona) (archived)
- Visualization and calculation of photometric quantities — Java executable JAR
