حساب شدة الإشعاع الساقط من طيف في برنامج Excel

شدة الإشعاع الساقط هي تكامل شدة الإشعاع الساقط الطيفية على مدى نطاق من الأطوال الموجية – وبالتالي في Excel هي مجموع القراءات مضروبًا في عرض الخطوة الطيفية. بعرض خطوة قدره 0.5 nm تكون الصيغة =SUM(B2:B100) * 0.5. تتغيّر الوحدة من W/(m²·nm) إلى W/m². حدود النطاقات وفق CIE هي UV-A من 315 إلى 400 nm، وUV-B من 280 إلى 315 nm، وUV-C من 100 إلى 280 nm.

لحساب شدة الإشعاع الساقط في Excel، يلزم تكامل المساحة الواقعة تحت منحنى شدة الإشعاع الساقط الطيفية على مدى نطاق محدد من الأطوال الموجية. فيما يلي دليل حول كيفية القيام بذلك لـ UV-A وUV-B وUV-C:

• إعداد بيانات الأطياف
  • يحتوي العمود A على الطول الموجي (بوحدة nm).
  • يحتوي العمود B على شدة الإشعاع الساقط الطيفية (بوحدة W/m²/nm).
  • يحتوي الصف 1 على عناوين الأعمدة Wavelength in nm وSpectral irradiance E [W / ( m² nm)]
• حساب إجمالي شدة الإشعاع الساقط
  • يتم تكامل شدة الإشعاع الساقط الطيفية على مدى نطاق الطول الموجي المعني.

يُرجى ملاحظة أن شدة الإشعاع الساقط في الأمثلة هي قيم توضيحية فقط. إذ تعتمد شدة الإشعاع الساقط، على سبيل المثال، على المسافة إلى المصباح وقدرته.

إرشادات خطوة بخطوة لحساب شدة الإشعاع الساقط في Excel من طيف

• قوموا بتنزيل الملف وفتحه في Excel.
• حدّدوا نطاقات الأطوال الموجية المطلوبة وفقًا لـ مفردات الإضاءة الدولية الصادرة عن CIE، وهي بشكل عام
  • UV-A: من 315 nm إلى 400 nm
  • UV-B: من 280 nm إلى 315 nm
  • UV-C: من 100 nm إلى 280 nm
• تكامل شدة الإشعاع الساقط الطيفية
• في Excel أو أي برنامج جداول بيانات آخر، استخدموا المجموع للقيام بذلك. الصيغة: = Sum (B2:B100)
• الآن يلزم مراعاة حجم الخطوة الطيفية. في أمثلتنا، عادةً ما يكون هذا 0.5 nm لكل خلية/صف.
• لذلك، اضربوا المجموع في هذه الحالة في 0.5: الصيغة: = Sum(B2:B100) * 0.5.
• النتيجة هي شدة الإشعاع الساقط المتكاملة من منحنى شدة الإشعاع الساقط الطيفية.
• تتغيّر الوحدة نتيجة التكامل. تتحوّل W/m²/nm إلى W/m². وهذا صحيح، لأنه تم الضرب في فاصل الطول الموجي Δλ بوحدة nm.

ملاحظة:

في بياناتنا الطيفية المتوفرة للعديد من المصابيح وثنائيات الإصدار الضوئي (LED)، يكون حجم الخطوة الطيفية عادةً ثابتًا. ويمكن الحصول على ذلك، على سبيل المثال، بالقياس باستخدام مقياس طيف مسحي أو مزدوج اللون الأحادي. أما مقاييس الطيف الصفيفية (Array-Spektrometer)، فلها حجم خطوة طيفية يتغيّر عبر نطاق الطول الموجي.

لمراعاة ذلك، أنشئوا عمودًا مساعدًا لحجم الخطوة الطيفية.
ويُسمّى هذا دلتا الطول الموجي.

إرشادات لحساب شدة الإشعاع الساقط في Excel لمقياس طيف صفيفي

• أنشئوا عمودًا جديدًا C لدلتا الطول الموجي:
• في الصف 3، الخلية C3، الصيغة: = A3-A2
• اسحبوا الصيغة إلى الصف الأخير.
• الآن عدّلوا الخلية الناقصة C2: الصيغة: = C3
• هنا نفترض نفس حجم الخطوة الطيفية، وبذلك نتجنّب من جهة خلية فارغة، ومن جهة أخرى قيمة عددية مرتفعة إذا حصلنا بدلًا من ذلك على فرق يقترب من 0 في نهاية العمود.
• الآن اضربوا شدة الإشعاع الساقط الطيفية في العمود B في دلتا الطول الموجي في العمود C لكل صف، واكتبوا الناتج في العمود D. الصيغة في D2: = B2 * C2
• الآن فقط احسبوا مجموع العمود D على مدى نطاق الطول الموجي المطلوب. الصيغة: =SUM(D2:D100)
• النتيجة هي مرة أخرى شدة الإشعاع الساقط التي تم تكاملها من منحنى شدة الإشعاع الساقط الطيفية بعروض خطوات طيفية غير متساوية.

إذا واجهتم أي صعوبات في التطبيق أو احتجتم إلى مزيد من التفاصيل، فلا تترددوا في التواصل معنا.