واحد لومن در مهندسی روشنایی و نورپردازی

واحد لومن در مهندسی روشنایی و نورپردازی

یکی از واحدهای روشنایی در این مبنا، یا بهتر است بگوییم واحد پایه در این مبنا، واحد لومن است. لومن به واقع واحدی است که بر اساس آن و با ترکیب با موارد دیگری چون فاصله و زمان، واحدهای دیگری به وجود می­آیند.

تفاوت واحد روشنایی (لومن) با واحد توان (وات) چیست؟

اولین مسئله که در تحلیل لومن به ذهن خطور می­کند، تفاوت آن با واحد توان اسJت. چرا که ما در بررسی صوت و دیگر انرژی­ها از واحد توان به وفور استفاده می­کنیم، اما در تحلیل روشنایی این واحد به ندرت مورد استفاده قرار می­گیرند. علت این جا است کـه چشم بشر، برخلاف دیگر حس کننده هـا، یک رفتـار کاملاً و شـدیداً غیر خطـی نسـبت به شـدت نـور نشـان می ­دهد ، لذا ما در تحلیل شدت روشنایی، به جای بررسی توان خروجی منبع نور، مقداری روشنایی قابل رؤیت بوسیله چشم انسان را (به صورت حدودی) مد نظر قرار می­دهیم.

برای به دست آوردن مقدار لومن یک منبع نور چگونه باید عمل کرد؟

مقدار لومن ناشی از منبع نور، مجموع مقدار شار نور خروجی (قابل رؤیت و با در نظرگرفتن مقدار رؤیت آن) خروجی از یک منبع نور در یک سطح بسته است ( به صورت معمول یک کره با شعاع مشخص)، به این صورت که شدت نور ناشی از منبع در یک سطح کوچک ( کاندلا در فاصله یک متری و لوکس در فواصل دیگر) در مساحت آن سطح ضرب کرده و بر روی سطح بسته کل انتگرال می­گیریم. بنابراین تعریف، برای یک منبع نور نقطه­ای که در تمام جهات نوری یک سان ساطع می­کنـد، و در فاصله­ی یک متری از منبع اندازه گیری شود، مقدار لومن برابر می­شود با x لومن است. همین طور اگر مقدار لوکس در فاصله TTa کندلانور از آن ساطع می­شود، مقدار لومن برابر با  4 a مقدار لومن در عمل برای به دست آوردن این مقدار ، از ابزاری به نام گره نوری و یا گرنیوفوتومتر استفاده می­کنند. به این صورت که منبع نور در نقطه مرکزی این کره ( یا  TT(x82) a 4  کره فرضی) قرار می­گیرد، سپس در تمام زوایا مقادیر لوکس حاصل از منبع نور محاسبه می­گردند. سپس  این مقادیر به صورت نرم افزاری در مقدار سطح زاویه قضایی شان ضرب شده و در انتها با هم جمع می­گردند. در عمل هرچه تعداد این زوایا بیشتر باشد، تقریب ما بهتر بوده و نتیجه واقعی تر است.

همانند همه یکاهای نورسنجی، لوکس هم یک یکال معادل در پرتوسنجی دارد. تفاوت بین هر یکا در محاسبات نورسنجی و یکال معادل آن در پرتوسنجی است که یکاهای پرتوسنجی بر اساس توان فیزیکی هستند و تمام طول موج­ها وزن یکسان دارند. در حالی که در محاسبات نورسنجی به این نکته توجه می­شود که سیستم بینایی انسان به بعضی از طول موج­ها حساسیت بیشتری دارد. بر همین تابعی است که در آن وزن هر طول موج قابل مشاهده است. تابع درخشندگی اساس به هر طول موج یک وزن معین داده می­شود، و یکای متناظر آن در پرتوسنجی که همان درخشندگی است معادل یک وات بر متر مربع (1m/m2) هر لوکس یک لومن بر متر مربع است. برای هر طول موج یک ضریب معین وجود دارد (W/m2) در واقع هیچ تابع تبدیلی یکتایی برای تبدیل لوکس به (W/m2) وجود ندارد. طول موج 555 سبز بیشترین ضریب روشایی را دارد. در این طول nm و تنها با دانستن طیف نور می توان دو واحد را به هم تبدیل کرد. برای یک منبع نور که تنها در این طول موج نورافشانی می کند کمترین مقدار انرژی نیاز است.