Definition of Luminous Flux, Luminous Intensity, Illuminance & Luminance

 

کل نوری که یک منبع نوری به تمام جهات در فضا منتشر می کند، شار نوری (Luminous Flux) نامیده می شود. در این میان، برای دیده شدن یک جسم، آن میزان از نور که از منبع نوری خارج شده و به سطح رسیده اهمیت دارد.

وقتی نور در یک جهت خاص در فضا منتشر شده و به سطح بیرونی یک جسم برخورد می کند، با تقسیم شار نوری بر مساحت سطح، میزان نور تابیده شده به آن یا شدت روشنایی منبع نوری (Illuminance) بدست می آید.

E=Φ/A

که در آن، Φ شار نوری بر حسب لومن و A مساحت سطح مورد نظر بر حسب متر مربع است.
اگر سطح جسم مورد نظر، یک مترمربع فرض شود، شدت روشنایی منبع نوری بر حسب لومن بر مترمربع (Lm/m2) یا لوکس (Lx) خواهد بود. لوکس متر، دستگاهی است که برای اندازه گیری مقدار شدت روشنایی منبع نوری استفاده می شود.

واضح است که هرچقدر سطحی که نور به آن می تابد، وسیع تر باشد، شدت روشنایی منبع نوری نیز بیشتر خواهد بود.

به صورت قرارداد، شدت نور را با I، شدت روشنایی را با E و شدت درخشندگی(Luminance) را با L نشان می دهند.

 

تفاوت مفهوم شدت درخشندگی (Luminance) با درخشندگی (Brightness)

لازم به توضیح است که Luminance، شدت درخشندگی را نشان می دهد به این معنی که میزان نور خارج شده از سطح را می توان به اندازه معین و مثلاًn کاندلا بر متر مربع، تنظیم کرد. ولی brightness، درخشندگی نامیده می شود و درکی است که چشم از میزان درخشندگی یک سطح پیدا می کند. این مفهوم قابل اندازه گیری نیست و در اشخاص مختلف، متفاوت است. به طور مثال، سازنده یک مانیتور می تواند، دستگاه را طوری تنظیم کند که نور ساطع شده از سطح آن به یک اندازه معین باشد. ولی درکی که مشاهده کننده از روشنایی مانیتور دارد، به صورت کیفی است و می تواند کم یا زیاد شود ولی قابل اندازه گیری نیست.

تفاوت مفهوم روشنایی (Lightness) با درخشندگی (Brightness)

هنگامی که نور از یک منبع نوری به سطح جسمی برخورد می کند، متناسب با ماهیت جسم، بازتاب پیدا کرده و همه یا قسمتی از آن نور، به چشم می رسد. به این ترتیب ناظر می تواند جسم را رؤیت کند. به بیان دیگر، نور منعکس شده از سطح جسم، سیستم بینایی انسان را تحریک کرده و متناسب با زاویه دید مشاهده کننده، جسم دیده می شود. اما از این مسئله نباید غفلت کرد که علاوه بر این نور، که از سطح جسم بازتاب شده و به چشم رسیده، نور منبع روشنایی نیز وارد چشم می شود و در درک ظاهر جسم دخالت می کند. درخشندگی(Brightness)، نتیجه یک احساس بصری حاصل از این دو فاکتور است.

توجه شود که درخشندگی یک پدیده ناپایدار است یعنی ممکن است که با تغییر زاویه دید یا منبع نوری، درخشندگی نمونه رنگی در چشم ناظر تغییر کند. مثلاً ممکن است یک نمونه سیاه زیر نور خورشید، درخشندگی برابری با یک نمونه سفید در سایه داشته باشد.
همانطور که بیان شد، درخشندگی، نتیجه یک احساس بصری از میزان نور ساطع شده از یک نمونه رنگی است؛ اما اگر این نور، نسبت به میزان نور ساطع شده از یک نمونه سفید سنجیده شود، روشنایی (Lightness) به دست می آید و عددی بین صفر و صد گزارش می گردد.
به طور مثال نور سفیدی که به چشم ناظر می رسد، حاصل انعکاس تمام نور رسیده به جسم است و شامل تمام رنگ های نور مرئی است. اما یک نمونه قرمز، حاصل انعکاس میزان مشخصی از نور است که با رسیدن این نور به چشم مشاهده کننده، قرمز دیده می شود.
اگر نور منعکس شده از سطح نمونه قرمز به همراه نور منتشر شده از منبع نوری اندازه گیری شود، درخشندگی این جسم قرمز رنگ، بدست می آید. اما اگر نور بازتابیده شده از سطح جسم قرمز، نسبت به نور منعکس شده از سطح یک نمونه سفید گزارش شود، روشنایی اندازه گیری شده است. به این روش که ابتدا نور تحت یک زاویه و فاصله مشخص به سطح نمونه سفید تابیده می شود و مختصات رنگی نمونه، توسط دستگاه یا فاصله و زاویه مشخص ثبت می شود. در مرحله بعد، تحت همان شرایط قبل، اندازه گیری نمونه قرمز انجام میشود. نسبت بدست آمده از دو اندازه گیری، روشنایی نمونه مورد نظر محسوب می شود.
در فیزیک رنگ، تلاش بر این است تا مفاهیم کیفی رنگ، به صورت کمی درآمده و قابل اندازه گیری شوند؛ بدین ترتیب می توان آنها را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد و نتیجه گیری کرد. با محاسبه رنگ نمونه مورد نظر نسبت به یک نمونه سفید، یک استاندارد سازی صورت می گیرد و همه متغیرها بجز رنگ نمونه حذف می شوند.
برای سنجش درخشندگی، شدت نور در واحد سطح، تحت یک زاویه معین اندازه گیری می گردد به عبارتی هم جهت نور مهم است و هم مساحتی که نور در آن سنجیده می شود. واضح است که هرچقدر مساحت زیاد شود، شدت نور کاهش می یابد.
فام، غنای رنگی و درخشندگی، جزو ویژگی های مطلق یک نمونه رنگی به حساب می آیند؛ درحالیکه، روشنایی و خلوص از ویژگی های نسبی هستند، به این معنا که سنجش آنها نسبت به یک نمونه سفید انجام می شود.
در اندازه گیری های دستگاهی، مختصات یک نمونه رنگی بر مبنای اندازه گیری روشنایی، خلوص و فام است؛ در حالیکه، درک چشم از ظاهر رنگی یک نمونه، بر مبنای فام، غنای رنگی و درخشندگی نمونه است.

 

گردآوری و تنظیم: فائزه مولا

مطالب بیشتر

• رنگهای کاهشی و افزایشی
• مؤلفه های تشخیص رنگ