منحنی پخش نور

 یا توزیع شدت نور

منحنی‌ای است که برای مشخص‌کردن شدت نور منتشرشده توسط یک چراغ در زوایای مختلف به کار می‌رود. از آنجایی که بیشتر منابع نوری نقطه‌ای نیستند، بنابراین شدت نوری ثابتی در جهات مختلف ندارند. در محاسبات نوری دانستن نحوهٔ توزیع نور منبع اهمیت دارد به همین خاطر سازندگان لامپ‌های مختلف منحنی آن لامپ را با استفاده از اندازه‌گیری ارائه می‌کنند. یکی از معمول‌ترین روش‌ها برای نمایش منحنی  استفاده از منحنی قطبی است و با توجه به اینکه در بسیاری از چراغ‌ها پخش نور نسبت به محور عمود چراغ متقارن است و تنها یک منحنی در یکی از صفحات قائم برای مشخص‌شدن پخش نور کافیست. منحنی‌های قطبی به شکل خطوطی بسته در پیرامون چراغ هستند که فاصلهٔ این خط تا چراغ، در هر زاویهٔ مشخص متفاوت است و بیانگر شدت نور در آن زاویه خواهد بود. منحنی‌های  قطبی دارای دو عیب عمده هستند، یکی اینکه شار نوری لامپ‌های مختلف در آن‌ها قابل مقایسه نیست، دیگر اینکه در زوایای دارای تغییرات شدید شدت نور، دقت منحنی پایین است. برای مشخص‌کردن پخش نور چراغ‌هایی که تقارن محوری نداشته باشند از دو یا چند منحنی استفاده می‌شود. اگر نور چراغ خیلی متمرکز باشد، برای دقت بیشتر، به جای منحنی قطبی از منحنی‌های مستطیلی استفاده می‌کنند که محور افقی آن زاویه، و محور عمودی شدت نور است. بسیاری از لامپ‌ها با وجود داشتن شارهای نوری متفاوت، منحنی شدت پخش نور هم‌شکلی دارند (توزیع شدت نورشان مشابه است)؛ با توجه به این موضوع برای کلی این لامپ‌ها تنها یک منحنی پخش نور برای شار نوری ۱۰۰۰ لومن ترسیم می‌شود که برای یافتن توزیع واقعی هر لامپ باید مقادیر بدست آمده از منحنی را در ضریب مخصوص آن لامپ ضرب کرد—این ضریب برابر است با نسبت شار نوری لامپ به ۱۰۰۰ لومن.

تقسیم‌بندی چراغ‌ها بر پایهٔ منحنی پخش نور

نور ممکن است به دو شکل مستقیم یا غیرمستقیم (بر اثر بازتاب از سطوح دیگر) به سطح کار برسد، بر این اساس نور چراغ‌ها را تقسیم‌بندی می‌کنند. اگر همهٔ نور چراغ از نیم‌کرهٔ پایینِ آن منتشر شود و مستقیماً به سطح کار برخورد کند، چراغ را «چراغ با نور مستقیم» می‌نامند. این تقسیم‌بندی‌ها، که توسط کمیتهٔ بین‌المللی روشنایی از سال ۱۹۳۵ انجام گرفته‌است، در جدول بیان شده‌اند

منبع: پارس شهاب

گروه روشنایی آرند

شاخص نمود رنگ (CRI)

(Color Rendering Index)

شاخص نمود رنگ  که به اختصار CRI نامیده می‌شود.

اندیسی است برای مشخص کردن میزان کافی بودن نور موجود برای تشخیص رنگها.

چشم انسان به گونه ای رشد یافته است تا بتواند با استفاده از نور خورشید رنگ‌های متفاوت اشیاء را تشخیص دهد.

در نتیجه شاخص رنگ نور خورشید برای چشم انسان بهترین است .

زیرا سبب میشود انسان به سهولت رنگ های طبیعی را تشخیص دهد.

نور خورشید دارای طیف نوری کامل است و در نتیجه امکان دیدن همه رنگ‌ها با دمای رنگ های متفاوت در زیر نور خورشید امکان‌پذیر است.

در حالی که سایر منابع نوری طیف‌های نوری متفاوتی دارند که می‌توان با جستجو در منابع گوناگون، با طیف های نوری متفاوت آشنا شد.

با توجه به آنچه در بالا در رابطه با مناسب بودن نور خورشید برای چشم انسان جهت تشخیص رنگ ها گفته شد.

هر چه منابع روشنایی در طیف نور به طیف نور طبیعی خورشید نزدیکتر باشند بهترند.

در این راستا برای تعیین کیفیت یک منبع نور از شاخص نمود رنگ (CRI) که بازه ای بین عدد صفر تا صد را در برمیگیرد استفاده میشود.

با این توصیف ، نوری که در آن تشخیص رنگ ناممکن باشد شاخص نمود رنگ صفر و نوری که بهترین نمود رنگ را داشته باشد شاخص صد را از آن خود میکند.

تفکیک نوری بهتر رابطه مستقیمی با درصد CRI  بالاتر دارد.

میزان مناسب CRI  برای تفکیک رنگ  برای یک منبع روشنایی ۸۵ تا ۹۰ درصد در نظر گرفته شده است.

امروزه دلایل متعددی باعث افزایش تمایل ها برای استفاده از لامپ های LED ال ای دی گردیده است.

که از مهمترین آنها میتوان به برخورداری از شاخص نمود رنگ ۱۰۰ در این لامپ ها اشاره نمود.

وجود این سطح از کیفیت در لامپ های LED  ال ای دی و این حقیقت که این لامپ ها فاقد اشعه مادون قرمز و فرابنفش هستند.

مزایای ارزنده ای همچون موارد زیر به همراه می آورد:

عدم تهدید سلامت چشم و محیط ، فراهم نمودن نور با سطح کیفیت بسیار بالا و مطابق با مقتضیات چشم انسان در محیط های کاری صنعتی که نیاز به دقت و تشخیص رنگ بالا دارند.

استاندارد بودن نور تولید شده که سبب زیبایی محیطی که در آن به کار گرفته میشود میگردد.

منبع: گروه روشنایی نور و هنر

گروه روشنایی آرند

بهره نوری (Luminous Efficacy)

 Luminous efficacy  ، نسبت نور خروجی از لامپ به توان مصرفی آنست و با واحد  لومن بر وات (lm/W)بیان میشود.

این عدد که در واقع نسبت شار نوری خارج شده از لامپ به توان مصرفی آن است.

هرچه بهره نوری یک لامپ بیشتر باشد آن لامپ از نظر مصرف انرژی مقرون به صرفه تر است.

چشم انسان اشعه های مادون قرمز و ماوراء بنفش را نمی تواند ببیند.

و بهره نوری نسبت انرژی فابل رؤیت به انرژی مصرفی لامپ را مشخص می کند.

بنابراین بالاترین Luminous efficacy  وقتی بدست می آید که تمام اشعه خروجی لامپ در محدوده 400 تا 780 نانومتر باشد.

حداكثر مقدار بهره وری برابر 680 لومن بر وات است.

كه از یك لامپ فرضی كه هیچ گونه تلفات ندارد و همه تشعشع آن در طول موج 555/0 میكرون صورت می گیرد به دست می آید.

  با (η)(اتا) نشان می‌دهند و واحد آن لومن بر وات است. 

بهره‌‌نوری برخی از لامپ‌های به طور تقریبی به شرح زیر است:

  یک لامپ ایده آل (که تمام انرزی مصرفی اش تبدیل به نور شود) ، برای نور سبز 555 نانومتر برابر 683 لومن بروات می باشد.

و برای نور سفید 5800 کلوین برابر 300 لومن بر وات گفته شده.

منبع: گروه روشنایی نور و هنر

گروه روشنایی آرند

شدت نور (Light Intensity) :

در حالت ایده آل برای یک منبع نور نقطه ای ، نور ساطع شده ازمنبع در تمام جهات به صورت مساوی پخش می شود.

اما در حالت واقعی ، چه به دلیل شکل خود منبع نور و چه به دلیل فرم چراغی که منبع نور در داخل آن قرار گرفته است میزان پخش نور در تمام جهات مساوی نیست.

برای اندازه گیری مقدار پخش نور در یک جهت خاص ازاین پارامتر استفاده می شود.

میزان شار نوری ناشی از یک منبع روشنایی را در یک استرادیان (Ω) را شدت روشنایی می گویند.

( استرادیان یا زاویه فضایی، زاویه ای است که از مرکز یک کره دیده می شود و سطح آن را در بر می گیرد.

اندازه زاویه فضایی برابر است با نسبت اندازه سطح به مجذور شعاع کره).

با نماد I نمایش می دهند و واحد آن لومن بر استرادیان(Ω lm/) است که به آن کندل (cd) می گویند .

به بیان دیگر:

میزان شار نوری خارج شده در واحد زاویه فضایی را شدت نور گفته آنرا با (I) نشان می‌دهند.

به بیان دیگر یك لامپ شار نوری را در تمام جهات و با شدت و ضعف متفاوت منتشر می‌كند.

میزان نور انتشار یافته در یك جهت خاص در فضا را شدت نور می‌گویند و واحد آن (cd) یا كاندلا یا شمع است.

با توجه به اینكه لامپ‌های رفلكتوری نور را در جهت خاصی از فضا منتشر می‌كنند (نظیر لامپ‌های هالوژن رفلكتوری) لذا برای ذكر میزان نور خارج شده از این لامپ‌ها از واحد كاندلا استفاده می‌شود.

بنابراین بدیهی است كه برای دو لامپ با مشخصات یكسان و كاملاً مشابه كه تنها زوایای رفلكتور آنها با یكدیگر متفاوت است.

آنكه زاویه رفلكتور آن كوچكتر است شدت بیشتری دارد چرا كه عملاً كل شار نوری منتشر شده از لامپ در زاویه محدودتری متمركز می‌شود و لذا شدت  بیشتر می‌شود.

برای لامپ‌های رفلكتوری یك منحنی قطبی به عنوان بخشی از مشخصات لامپ درج می‌شود كه نشانگر شدت نور در زوایای مختلف است و برای طراحی روشنایی باید از آن‌ها استفاده كرد.

منبع: گروه روشنایی نور و هنر

گروه روشنایی آرند

شار نوری (Luminous Flux) :

مشخص کننده کل توان نوری ساطع شده از یک منبع نور می باشد.

این مقدار در واحد زمان سنجیده می شود.

نماد این پارامتر Φ و واحد اندازه گیری آن لومن (Lumen) با نماد اختصاری lm می باشد. اما نکته اینجاست که این روش برای بیان تاثیر نور یک منبع نوری نامناسب یا ناکافی است زیرا تابش ساطع شده بدون در نظر گرفتن تمام طیف طول موج نور مریی و تاثیر متفاوت آن بر چشم (میزان حساسیت متفاوت چشم انسان به طول موج های مختلف نور مریی) توصیف می شود.

در واقع حساسیت طیفی چشم باید در مقدار نامی لومن گنجانده شود.

به عنوان مثال ، تابش ساطع شده به ازای ۱ وات از انرژی در حالت ماکزیمم مقدار حساسیت چشم در نمودار طیف طول موج (فتوپیک،۵۵۵ نانومتر) معادل ۶۸۳ لومن است .

در مقابل مقدار تابش ساطع شده در سایر طول موج های نمودار طول موج مریی که چشم نسبت به آنها حساسیت کمتری دارد به همان نسبت دارای شار نوری کمتر است.

در نورسنجی، (نام علمی: Luminous flux)، توان نوری یا میزان نور،معیاری است برای سنجش توان دریافت شده از نور. شار نوری را نباید با شار تابشی که معیاری برای سنجش توان کل نور گسیل‌شده‌است اشتباه گرفت زیرا شار نوری به گونه‌ای تعریف شده تا بازتاب‌دهندهٔ حساسیت متغیر چشم انسان به طول موج‌های مختلف نور باشد.

منبع: گروه روشنایی نور و هنر

گروه روشنایی آرند

دمای رنگ نور

زمانی که خروجی منبع نور، نور سفید و طیف های مرتبط با آن است.

 بر حسب کلوین بیان می شود.زمانی که به جسم سیاه (جسم سیاه عنصری است مانند پلاتین که هیچ نوری منعکس نمی کند و کل نوری که به آن تابیده شود را جذب می کند) حرارت داده می شود و دمای آن افزایش می یابد کم کم جسم شروع به تابش نور می کند.

 ساطع شده از سمت جسم سیاه از رنگهای گرم شروع می شود (نور متمایل به رنگهای قرمز)و هرچه دمای جسم افزایش پیدا کند رنگ نور ساطع شده به سمت نورهای سرد (نورمتمایل به رنگهای آبی) می رود.

به این ترتیب متناسب با یک دما برحسب کلوین قرار می گیرد و دلیل بیان دمای رنگ نور بر حسب کلوین همین موضوع است.

به عنوان مثال وقتی بیان می شود که دمای  یک لامپ LED 3000 کلوین است این بدین معنا است که اگر جسم سیاه را تا ۳۰۰۰ کلوین گرم کنیم نور ساطع شده از آن به رنگ نور لامپ فلورسنت مورد نظر خواهد بود.

برای ملموس تر شدن دمای رنگ نور، اصطلاحات خاصی برای بیان محدوه های آن به کار می رود.

در یک تقسیم بندی کلی می توان سه محدوده اصلی برای آن سفید بیان نمود:

سفید گرم (Warm White) برای محدوده  کمتر از ۴۰۰۰ کلوین، سفید طبیعی (Natural White) برای  بین ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ کلوین و سفید سرد (Cool White) برای شاخص نمود رنگ بالاتر از ۵۰۰۰ کلوین.

گروه روشنایی آرند

منبع: گروه روشنایی نور و هنر