מילון מונחי גדלים אופטיים

מהו אורך גל, כיצד מתוארת התפלגות ספקטרלית ואילו גדלים אופייניים נגזרים ממנה.

אורך גל (λ) ביחידות nm

אורך הגל הוא המרחק בין שתי מופעים זהים עוקבים של הגל, הנמדד בננומטרים. הוא קשור לתדירות באמצעות λ = c/ν וקובע את פעולת הקרינה: אורך גל UV-C סביב 254 nm מנטרל מיקרואורגניזמים, 365 nm מעורר פלואורסצנציה, ו-395 nm מקשה ציפויים. החלוקה ל-UV-C, UV-B, UV-A, תחום נראה ואינפרה-אדום נעשית לפי DIN/ISO 20473.

אין לבלבל עם: אורך גל בפני עצמו אינו מתאר מקור. נורית "LED 365 nm" פולטת בפס ברוחב של כ-10 nm; רק אורך גל שיא, אורך גל מרכזי ורוחב מלא בחצי הגובה מתארים אותה יחד.

מוסדר לפי: DIN/ISO 20473 · DIN 5031-7

הקרינה האופטית משתרעת על UV-C, אור נראה ואינפרה-אדום. הגבולות ב-280, 315 ו-400 nm נקבעים לפי DIN/ISO 20473.

תדירות (ν) ביחידות Hz

התדירות מציינת כמה מחזורי גל חולפים בנקודה מסוימת בכל שנייה. בריק ν = c/λ כאשר c = 299,792,458 m/s. האור הנראה נמצא בתחום של 400 עד 790 THz, ו-UV-C סביב 1200 THz. בשונה מאורך הגל, התדירות אינה משתנה כאשר הקרינה עוברת למדיום אחר.

אין לבלבל עם: במטרולוגיה אופטית מצוין כמעט תמיד אורך הגל. התדירות מופיעה היכן שנדרשת אנרגיית הפוטון: E = h·ν.

מוסדר לפי: DIN 5031-1

מספר גל (ṽ) ביחידות cm⁻¹

מספר הגל הוא מספר אורכי הגל בכל סנטימטר: ṽ = 1/λ. אורך גל של 250 nm מתאים ל-40,000 cm⁻¹. מכיוון שמספר הגל פרופורציוני לאנרגיית הפוטון, ספקטרים ויברציוניים ומולקולריים מוצגים ביחידות cm⁻¹.

אין לבלבל עם: מספרי גל אינם נפוצים במטרולוגיית UV ואור; הם מופיעים בעת העברת נתונים מספקטרוסקופיית IR ורמאן.

מוסדר לפי: DIN 5031-1

אנרגיית פוטון (E_p) ביחידות eV

אנרגיית הפוטון נובעת מ-E = h·ν = h·c/λ. בפועל E[eV] ≈ 1239.84 / λ[nm]. פוטון באורך גל 254 nm נושא 4.88 eV, פוטון ב-365 nm נושא 3.40 eV, ופוטון ב-550 nm רק 2.25 eV. מכיוון שקשרי C–C אופייניים נמצאים ב-3.6 eV וקשרי C–H ב-4.3 eV, UV-C פועל פוטוכימית היכן שאור נראה אינו עושה דבר.

אין לבלבל עם: אנרגיית הפוטון קובעת אם תגובה אפשרית בכלל – ולא באיזה קצב היא מתרחשת. זה תפקידו של מספר הפוטונים, כלומר שטף הפוטונים.

מוסדר לפי: DIN 5031-1

ככל שאורך הגל קצר יותר, כך הפוטון נושא אנרגיה רבה יותר. רק מתחת לכ-290 nm היא מספיקה לשבירת קשרי C–H.

התפלגות ספקטרלית (S(λ)) ביחידות W/(m²·nm)

ההתפלגות הספקטרלית S(λ) מציינת כיצד קרינת המקור מתפלגת על פני אורך הגל. היא ניתנת או במונחים מוחלטים, ואז מדובר בעצמת קרינה ספקטרלית ביחידות W/(m²·nm), או מנורמלת ביחס למקסימום שלה. כל גודל נגזר מתקבל מ-S(λ) על ידי אינטגרציה ושקלול: עצמת קרינה נופלת (W/m²) באינטגרציה, עצמת התאורה בשקלול ב-V(λ), הכרומטיות בשקלול בפונקציות התאמת הצבע, ועצמת קרינה אפקטיבית בשקלול בספקטרום פעולה.

אין לבלבל עם: רדיומטר רחב-פס מספק מספר אחד, וספקטרורדיומטר את ההתפלגות כולה. ברגע שמשווים מקורות בטכנולוגיות שונות או שהספקטרום נודד בשל הזדקנות, אין דרך לעקוף את S(λ).

מוסדר לפי: DIN 5031-1 · CIE 015

ההתפלגות הספקטרלית היא נקודת המוצא: באינטגרציה היא נותנת עצמת קרינה נופלת, בשקלול ב-V(λ) עצמת תאורה, בשקלול בפונקציות התאמת הצבע את הכרומטיות, ובשקלול ב-s(λ) את עצמת הקרינה האפקטיבית.

עצמת קרינה ספקטרלית (E_λ) ביחידות W/(m²·nm)

עצמת הקרינה הספקטרלית היא המנה בין עצמת הקרינה הנופלת בקטע אורכי גל צר לרוחבו של אותו קטע. זו הצורה המוחלטת של ההתפלגות הספקטרלית. אינטגרציה על פני תחום אורכי גל נותנת את עצמת הקרינה הנופלת של אותו תחום: E = ∫ E_λ dλ.

אין לבלבל עם: הערך המספרי תלוי ביחידת הקטע. 1 W/(m²·nm) שווה ל-1000 W/(m²·µm) – שגיאת הפקטור 1000 הנפוצה ביותר בעת העברת נתונים מגלויות נתונים חיצוניות.

מוסדר לפי: DIN 5031-1 · CIE 015

זוהר ספקטרלי (L_λ) ביחידות W/(m²·sr·nm)

הזוהר הספקטרלי מתאר כמה הספק פולט משטח ליחידת זווית מרחבית ולקטע אורכי גל. זהו הגודל שבו מכוילים כדורי אינטגרציה כתקני זוהר, והבסיס להערכת מקורות מורחבים לפי IEC 62471.

אין לבלבל עם: בשונה מעצמת קרינה ספקטרלית, הוא אינו תלוי במרחק – הוא מתאר את המקור, לא את המקלט.

מוסדר לפי: DIN 5031-1 · IEC 62471

אורך גל שיא (λ_p) ביחידות nm

אורך גל השיא הוא אורך הגל שבו עצמת הקרינה הספקטרלית היא הגבוהה ביותר. קל לקרוא אותו ולכן הוא ציון הדגם המקובל של נוריות UV LED. הוא נודד עם טמפרטורת הצומת וזרם ההנעה: בנוריות UV LED נהוגה נדידה של 1 עד 3 nm על פני תחום הטמפרטורות המותר.

אין לבלבל עם: בספקטרים א-סימטריים או מרובי שיאים אורך גל השיא מלמד מעט על האפקט. אורך הגל המרכזי הוא הנתון הכשר יותר שם – ולהתרשמות הצבע אורך הגל הדומיננטי.

מוסדר לפי: DIN 5031-1 · CIE 127

אורך גל שיא, מרכזי ודומיננטי של אותו LED ירוק: שלושה נתונים, שלושה ערכים שונים. הרוחב המלא בחצי הגובה מודד את רוחב הספקטרום בחצי הגובה.

אורך גל מרכזי (λ_c) ביחידות nm

אורך הגל המרכזי הוא אורך הגל הממוצע המשוקלל בעצמת הקרינה הספקטרלית: λ_c = ∫λ·E_λdλ / ∫E_λdλ. בנוריות UV LED הוא נמצא בדרך כלל מעל אורך גל השיא בכמה ננומטרים, מכיוון שהאגף הארוך-גל דועך לאט יותר.

אין לבלבל עם: מי שמשווה קריאות של שני מכשירים צריך לבדוק איזה מבין שני הנתונים מצוין בגלוית הנתונים – הבלבול מסביר סטיות מדומות רבות.

מוסדר לפי: CIE 127

רוחב מלא בחצי הגובה (Δλ) ביחידות nm

הרוחב המלא בחצי הגובה הוא המרחק בין שני אורכי הגל שבהם עצמת הקרינה הספקטרלית ירדה למחצית מערכה המקסימלי. נוריות UV LED נמצאות בדרך כלל בין 9 ל-15 nm, לייזרים הרבה מתחת לכך, ומקורות לחץ בינוני וקסנון הרבה מעל לכך.

אין לבלבל עם: אין לבלבל בין הרוחב המלא בחצי הגובה של מקור לבין הרזולוציה הספקטרלית של מכשיר – המכשיר מרחיב קווים צרים ברוחב הפס שלו עצמו.

מוסדר לפי: CIE 127

קרינה המוערכת באופן אנרגטי, ללא קשר לכך אם העין יכולה לראותה – הבסיס לכל מדידת UV.

שטף קרינה (Φ_e) ב-W

שטף קרינה, הנקרא גם הספק קרינה, הוא כמות האנרגיה הכוללת שמקור פולט ליחידת זמן לכל הכיוונים. הוא נמדד בכדור אינטגרציה. מנורת ליבון בהספק 60 ואט פולטת כ-57 W כשטף קרינה, המתפזר על פני הספקטרום הנראה והאינפרא-אדום.

אין לבלבל עם: שטף קרינה אינו הספק החשמל הנצרך. בין השניים עומדת הנצילות האלקטרו-אופטית, הנעה עבור נוריות LED של UV מכמה אחוזים בודדים ועד כמה עשרות אחוזים, בהתאם לאורך הגל.

מוגדר לפי: DIN 5031-1 · ISO 80000-7

אותה קרינה, ארבע התייחסויות: בסך הכול (Φ), ליחידת זווית מרחבית (I), ליחידת שטח קולט (E) וליחידת זווית מרחבית ושטח מקור מוקרן (L).

עצמת קרינה זוויתית (I_e) ב-W/sr

עצמת קרינה זוויתית היא המנה בין שטף הקרינה הנפלט בכיוון נתון לבין אלמנט הזווית המרחבית. נורית LED עם שטף קרינה של 1 W הנפלט לתוך 0.1 sr מגיעה ל-10 W/sr. כך עצמת הקרינה הזוויתית מתארת את התפלגות הכיוונים המוצגת בדיאגרמות תבנית קרן.

אין לבלבל עם: עצמת הקרינה הנופלת נובעת מעצמת הקרינה הזוויתית רק באמצעות חוק ריבוע המרחק ההופכי E = I/r² – וזה תקף רק מעבר למרחק הגבול הפוטומטרי.

מוגדר לפי: DIN 5031-1 · ISO 80000-7

עצמת קרינה נופלת (E_e) ב-W/m²

עצמת קרינה נופלת היא המנה בין הספק הקרינה הפוגע באלמנט משטח לבין גודל אותו אלמנט. זהו הגודל המרכזי בתהליך של כל יישום UV, והוא נמדד באמצעות רדיומטר. ביום שמשי בהיר השמש מגיעה לכ-1000 W/m² על פני כדור הארץ.

אין לבלבל עם: עצמת קרינה נופלת הוא גודל של הקולט ותלוי במרחק; בהירות קרינתית הוא גודל של המקור ואינו תלוי במרחק. גיליוני נתונים מציינים לעיתים קרובות עצמת קרינה נופלת ללא ציון המרחק – ובלעדיו הנתון חסר ערך.

מוגדר לפי: DIN 5031-1 · ISO 80000-7

בהירות קרינתית (L_e) ב-W/(m²·sr)

בהירות קרינתית היא המנה בין שטף הקרינה הנפלט לבין המכפלה של אלמנט השטח והזווית המרחבית. היא מתארת מה המקור פולט ליחידת שטח וזווית מרחבית ונשארת קבועה גם כשמתרחקים מהמקור. להערכת מקורות מוארכים לפי IEC 62471 זהו הגודל המכריע.

אין לבלבל עם: לאישור תהליך קובעת עצמת הקרינה הנופלת בנקודת הפעולה; להערכת סיכונים של מקורות מוארכים קובעת הבהירות הקרינתית. שני הגדלים עונים על שאלות שונות.

מוגדר לפי: DIN 5031-1 · IEC 62471

חשיפה קרינתית (מנת קרינה) (H_e) ב-J/m²

חשיפה קרינתית היא האינטגרל בזמן של עצמת הקרינה הנופלת. בעצמת קרינה קבועה H = E · t. זהו הגודל המכריע את הצלחת תהליך ה-UV: הקשיה, חיטוי והזדקנות הם תהליכי מנה. עצמת הקרינה הנופלת קובעת רק את המהירות שבה מתקבלת המנה.

אין לבלבל עם: זמן בלבד אינו הוכחה. שני הגדלים – עצמת קרינה נופלת ומנת קרינה – חייבים להירשם בנפרד בתיעוד, מכיוון שמנורה מזדקנת מספקת את אותו זמן במנה נמוכה יותר.

מוגדר לפי: DIN 5031-1 · ISO 80000-7

המנה היא השטח מתחת לעקומת עצמת הקרינה הנופלת כתלות בזמן. מנורה מזדקנת דורשת זמן ארוך יותר לקבלת אותה מנה.

אנרגיית קרינה (Q_e) ב-J

אנרגיית קרינה היא האינטגרל בזמן של שטף הקרינה: Q = ∫Φ dt. זהו הגודל הבסיסי שממנו נובעים שאר הגדלים הרדיומטריים על ידי התייחסות לזמן, שטח וזווית מרחבית. עבור מנורות הבזק ומערכות פועמות זהו הנתון הטבעי לכל פולס.

אין לבלבל עם: אנרגיית קרינה מתארת את המקור בכללותו, בעוד שחשיפה קרינתית מתארת מה מגיע למשטח מסוים.

מוגדר לפי: DIN 5031-1 · ISO 80000-7

פלואנס וקצב פלואנס (H₀, E₀) ב-J/m², W/m²

קצב פלואנס הוא הספק הקרינה ליחידת שטח חתך המתייחס לכדור קטן; פלואנס הוא האינטגרל בזמן שלו. בשונה מחשיפה קרינתית, המתייחסת למשטח שטוח ומשקללת קרינה הפוגעת באלכסון בעזרת הקוסינוס, כאן נספרת קרינה מכל הכיוונים במלואה. בחיטוי UV, פלואנס הוא הגודל הפיזיקלי הנכון של המנה למיקרואורגניזם במים.

אין לבלבל עם: בשדה קרינה מכוון, פלואנס וחשיפה קרינתית מתאימים זה לזה; בשדה מפוזר הפלואנס יכול להיות גדול משמעותית מהחשיפה הנמדדת על מישור.

מוגדר לפי: DVGW W 294 · DIN 19294

משטח שטוח משקלל קרינה באלכסון בעזרת הקוסינוס, כדור קטן מקבל אותה במלואה מכל הכיוונים. בשדה המפוזר של כור מים, הפלואנס גדול אפוא מהחשיפה הקרינתית.

אותם גדלים שקוללו לפי פונקציית הבהירות של העין V(λ): לומן, לוקס, קנדלה.

שטף אור (Φ_v) ב-lm

שטף אור הוא ההספק הקרינתי שקוּלל לפי פונקציית הבהירות V(λ), הנמדד בלומן. הוא כולל את כל הכיוונים ולכן הוא מדד לבהירות הכללית של מקור אור. מנורת ליבון של 60 וואט מספקת כ-900 lm; מנורת LED באותה בהירות דורשת כ-10 W.

אין לבלבל עם: עבור קרינת UV שטף האור אינו רלוונטי: V(λ) הוא אפס מתחת ל-380 nm. למקור UV יש אפס לומן ללא קשר להספקו.

מוסדר לפי: DIN 5031-3 · ISO 80000-7

עוצמת אור (I_v) ב-cd

עוצמת אור היא המנה של שטף האור הנפלט בכיוון אחד וגורם הזווית המרחבית. היא נמדדת בקנדלה, יחידת ה-SI הבסיסית של הפוטומטריה. פנס עוצמתי מגיע ל-1000 cd במרכז האלומה.

אין לבלבל עם: קנדלה מתארת כיוון אחד, לומן מתאר את המקור כולו. מנורה עם ערך קנדלה גבוה יכולה להיות בעלת מספר לומן נמוך אם היא ממוקדת בצורה חדה.

מוסדר לפי: DIN 5031-3 · ISO 80000-7

עוצמת האור המוקרנת (E_v) ב-lx

עוצמת האור המוקרנת היא המנה של שטף האור הנופל והשטח, הנמדדת בלוקס. זהו המקביל הפוטומטרי לעצמת קרינה נופלת. במשרדים מומלץ כ-500 lx; בחוץ ביום שטוף שמש מגיעים ל-100,000 lx.

אין לבלבל עם: לא ניתן להמיר לוקס ל-W/m² באופן כללי. הגורם תלוי בספקטרום – ההמרה מותרת רק עבור מקור ידוע עם התפלגות ספקטרלית שנמדדה.

מוסדר לפי: DIN 5031-3 · DIN EN 12464-1

בהירות (לומינציה) (L_v) ב-cd/m²

בהירות היא המנה של שטף האור הנפלט ומכפלת גורם השטח והזווית המרחבית. זהו הגודל הפוטומטרי היחיד המתאים ישירות לתחושת הבהירות, והוא בלתי תלוי במרחק. מסך מחשב טיפוסי נמצא בסביבות 300 cd/m².

אין לבלבל עם: מדידות בהירות תלויות בזווית שדה המדידה: נקודת מדידה גדולה מדי ממצעת עם הרקע ונותנת קריאה נמוכה מדי.

מוסדר לפי: DIN 5031-3 · ISO 80000-7

חשיפת אור (H_v) ב-lx·s

חשיפת אור היא האינטגרל בזמן של עוצמת האור המוקרנת, ולכן היא המקביל הפוטומטרי לחשיפה קרינתית (J/m²). היא מופיעה בכל מקום שבו שינוי הנגרם מאור הוא מצטבר: בבדיקות יציבות פוטוכימית תרופתיות, בתאורת מוזיאונים ובדהיית צבעים.

אין לבלבל עם: תקן ICH Q1B מחייב בנוסף מנת UV של לפחות 200 W·h/m² ב-UV הקרוב – lx·h בלבד אינם מספיקים.

מוסדר לפי: DIN 5031-3 · ICH Q1B

נצילות אורית (η) ב-lm/W

נצילות אורית היא המנה של שטף האור וההספק החשמלי הנכנס. מנורות ליבון מגיעות לכ-15 lm/W, מנורות פלואורסצנט ל-60 עד 100 lm/W, נורות LED לבנות מגיעות כיום ליותר מ-150 lm/W. הגבול העליון התיאורטי הוא 683 lm/W לקרינה מונוכרומטית ב-555 nm.

אין לבלבל עם: הנצילות האורית של מנורה מתייחסת להספק חשמלי, ואילו הנצילות האורית של קרינה מתייחסת לשטף קרינתי – שני ערכים שונים עם אותה יחידה.

מוסדר לפי: DIN 5031-3

פונקציית הבהירות (V(λ))

V(λ) מתארת את הרגישות הספקטרלית של העין בראייה פוטופית. היא מגיעה לשיא ב-555 nm, יורדת לכמעט אפס ב-380 nm וב-780 nm, והוגדרה על ידי CIE משנת 1924. V′(λ) חלה על ראייה סקוטופית עם שיא ב-507 nm. כל גודל פוטומטרי הוא הגרסה השקוללת לפי V(λ) של המקביל הרדיומטרי שלו.

אין לבלבל עם: עד כמה מד לוקס משחזר את V(λ) מתואר על ידי חוסר ההתאמה הספקטרלי f₁′. באור LED לחוסר התאמה גרוע יש השפעה חזקה יותר מאשר באור ליבון.

מוסדר לפי: CIE 018 · DIN 5031-3

גדלים פוטומטריים משקללים קרינה לפי הבהירות של העין. מתחת ל-380 nm V(λ) הוא אפס – למקור UV אין למעשה שטף אור, ומד לוקס אינו מודד UV.

קבוע הנצילות האורית (K_m) ב-lm/W

K_m = 683 lm/W הוא גורם ההמרה בין הספק קרינתי לשטף אור בשיא פונקציית הבהירות ב-555 nm. שטף האור נובע מ-Φ_v = K_m · ∫Φ_e,λ·V(λ)dλ. מאז עדכון ה-SI ב-2019 הקנדלה מוגדרת באמצעות ערך מספרי זה.

אין לבלבל עם: הערך 683 lm/W תקף רק ב-555 nm. לכל מקור אמיתי גורם ההמרה נמוך יותר, והוא תלוי בספקטרום.

מוסדר לפי: SI-Einheitensystem · CIE 018

מרחק גבול פוטומטרי (r_min) ב-m

מרחק הגבול הפוטומטרי הוא המרחק המינימלי שממנו והלאה השגיאה בחוק הריבוע ההופכי נשארת מתחת לגבול מוגדר. כלל אצבע קובע שהוא חמש עד עשר פעמים המימד הגדול ביותר של מקור האור; לגבול שגיאה של 1% הוא עשר פעמים. מתחת לכך המקור אינו נחשב עוד למקור נקודתי.

אין לבלבל עם: בתוך מרחק הגבול – ישירות מתחת למערך LED של UV או גוף תאורה שטחי – עצמת הקרינה הנופלת פוחתת בקצב איטי בהרבה מ-1/r². החלת חוק הריבוע ההופכי במרחק זה שגויה במידה ניכרת.

מוסדר לפי: DIN 5032-1

קואורדינטות צבע, טמפרטורת צבע, מסירת צבע – מה ספקטרורדיומטר מספר על צבעו של מקור אור.

ערכי טריסטימולוס (X, Y, Z)

ערכי הטריסטימולוס מתקבלים משקלול ההתפלגות הספקטרלית בשלוש פונקציות התאמת הצבע x̄(λ), ȳ(λ) ו-z̄(λ) ואינטגרציה: X = k·∫S(λ)·x̄(λ)dλ, ובאופן דומה עבור Y ו-Z. Y מוגדר כך שיתאים לבהירות – במקורות אור Y פרופורציוני לעצמת התאורה. כל גודל קולורימטרי אחר הוא המרה מתוך X, Y ו-Z.

אין להתבלבל עם: שני ספקטרומים בעלי ערכי טריסטימולוס זהים נראים דומים אף שהם שונים פיזיקלית – זוהי מטמריות. לכן הכרומטיות לבדה אינה מספיקה כדי לשפוט מקור אור; מסירת הצבע שייכת לכך.

מוסדר לפי: CIE 015 · DIN 5033-2

צופה תקני (2° ו-10°) (CIE 1931 / CIE 1964)

הצופה התקני של 2° (CIE 1931) מתאר ראיית צבע בשדה של שתי מעלות, כמו בהתבוננות בשטח קטן ממרחק רגיל. הצופה התקני של 10° (CIE 1964) חל על שדות גדולים יותר ומתאר טוב יותר שטחים מורחבים. שניהם נותנים כרומטיות שונות במקצת עבור אותו ספקטרום; ההבדל גדול ביותר בספקטרומים צרי-פס של LED.

אין להתבלבל עם: אין להשוות כרומטיות, טמפרטורות צבע והפרשי צבע שנקבעו לפי צופים שונים. באיזה מהם נעשה שימוש שייך לכל תיעוד מדידה.

מוסדר לפי: CIE 015 · DIN 5033-2 · ISO/CIE 11664-1

הצופה של 2° (CIE 1931) חל על שדות קטנים, הצופה של 10° (CIE 1964) על שדות גדולים. ערכי צבע ניתנים להשוואה רק כאשר מצוין הצופה.

קואורדינטות כרומטיות (x, y)

הקואורדינטות הכרומטיות מתקבלות מנרמול ערכי הטריסטימולוס לסכומם: x = X/(X+Y+Z), y = Y/(X+Y+Z). הזוג מתאר את הכרומטיות ללא תלות בבהירות ומשורטט בדיאגרמת הצבע התקנית בצורת פרסה. נקודות לבן נמצאות סביב x = 0.33, y = 0.33.

אין להתבלבל עם: דיאגרמת הצבע אינה אחידה תפיסתית: באזור הירוק אותו מרחק גיאומטרי משמעו הפרש נתפס קטן בהרבה מאשר בכחול. להערכת מרחקים עדיף להשתמש ב-u′v′ או ב-CIELAB.

מוסדר לפי: CIE 015 · DIN 5033-3

דיאגרמת x, y ודיאגרמת ה-UCS של u′, v′ מציגות את אותם הצבעים. ב-u′, v′ מרחקים שווים תואמים יותר להפרשי צבע נתפסים שווים.

כרומטיות CIE 1960 UCS (u, v)

דיאגרמת CIE 1960 UCS מתקבלת מהטרנספורמציה u = 4X/(X+15Y+3Z) ו-v = 6Y/(X+15Y+3Z). היא הוחלפה ב-u′v′ בשנת 1976, אך עדיין נחוצה: טמפרטורת הצבע המתואמת והמרחק Δuv מעקום פלאנק מוגדרים בדיאגרמה זו עד היום.

אין להתבלבל עם: u זהה בשתי הדיאגרמות, v אינו: v′ = 1.5·v. ערבוב הערכים נותן טמפרטורת צבע שגויה.

מוסדר לפי: CIE 015 · DIN 5033-3

כרומטיות CIE 1976 UCS (u′, v′)

הכרומטיות בדיאגרמת CIE 1976 UCS נובעת מ-u′ = 4X/(X+15Y+3Z) ומ-v′ = 9Y/(X+15Y+3Z). הדיאגרמה אחידה במידה ניכרת יותר מדיאגרמת xy: מרחק Δu′v′ של 0.0054 מתאים בקירוב לסף ההבחנה בכל מקום. זהו המדד המקובל לפיזור של אצוות LED ולציון סבילות של גופי תאורה.

אין להתבלבל עם: אחיד אין פירושו מדויק: גם u′v′ מקרב את התפיסה בלבד. לצבעי עצמים CIELAB הוא הבחירה המדויקת יותר.

מוסדר לפי: CIE 015 · ISO/CIE 11664-5

מרחב הצבע CIELAB (L*, a*, b*)

מרחב הצבע CIELAB ממפה את ערכי הטריסטימולוס לשלושה צירים באמצעות פונקציית שורש שלישי: L* לבהירות מ-0 עד 100, a* לאדום מול ירוק, b* לצהוב מול כחול. ההמרה מחייבת לבן ייחוס, בדרך כלל מאיר תקני D65 או D50. המרחק האוקלידי בין שתי נקודות הוא הפרש הצבע ΔE*ab.

אין להתבלבל עם: CIELAB מתאר צבעי עצמים תחת תאורה, ולא את מקור האור עצמו. עבור מקורות אור הגדלים המתאימים הם כרומטיות, טמפרטורת צבע ומסירת צבע.

מוסדר לפי: ISO/CIE 11664-4 · DIN EN ISO 11664-4

במישור a*b*, הכרומה C* היא המרחק מראשית הצירים וזווית הגוון h היא הכיוון. הפרש הצבע ΔE*ab הוא המרחק בין שתי נקודות במרחב L*a*b*.

מרחב הצבע DIN99 (Lab99) (L99, a99, b99)

מרחב הצבע DIN99 של DIN 6176 מעוות את CIELAB כך שמושגת אחידות תפיסתית ללא פונקציות השקלול המסובכות של ΔE00. הפרש הצבע הוא אז פשוט המרחק האוקלידי ΔE99. הוא משמש בעיקר בתעשיות הציפויים, הטקסטיל והרכב.

אין להתבלבל עם: קיימות מספר וריאציות (DIN99, DIN99b, DIN99c, DIN99d). יש לציין באיזו מהן נעשה שימוש, אחרת המספרים אינם בני השוואה.

מוסדר לפי: DIN 6176

הפרש צבע (ΔE)

הפרש הצבע הוא המרחק בין שתי כרומטיות במרחב צבע אחיד. ΔE*ab הוא המרחק האוקלידי ב-CIELAB, ΔE00 היא הנוסחה המשופרת CIEDE2000 עם פונקציות שקלול לבהירות, לכרומה ולגוון. ΔE של 1 נחשב להפרש מורגש בקושי; בפרקטיקה התעשייתית ΔE מתחת ל-3 נחשב בדרך כלל למספק.

אין להתבלבל עם: יש לציין איזו נוסחה חלה: ΔE*ab, ΔE94, ΔE00 ו-ΔE99 נותנים מספרים שונים עבור אותם שני צבעים.

מוסדר לפי: ISO/CIE 11664-4 · ISO/CIE 11664-6 · DIN 6176

טמפרטורת צבע וטמפרטורת צבע מתואמת (T, T_n) ב-K

טמפרטורת הצבע T היא הטמפרטורה של מקרין פלאנקי שהכרומטיות שלו תואמת לזו של המקור. מאחר שכמעט לעולם אין זה המצב במדויק במנורות ממשיות, משתמשים בטמפרטורת הצבע המתואמת T_n (CCT): הטמפרטורה של המקרין הפלאנקי במרחק הקטן ביותר בדיאגרמת CIE 1960 UCS. לבן חם נמצא סביב 2700 עד 3000 K, לבן ניטרלי ב-4000 K, לבן אור יום מעל 5300 K.

אין להתבלבל עם: טמפרטורת הצבע המתואמת משמעותית רק כל עוד הכרומטיות נמצאת קרוב לעקום פלאנק – הקריטריון המקובל הוא |Δuv| ≤ 0.005. רחוק מכך, שני מקורות בעלי אותו CCT מתארים צבעים שונים באופן נראה לעין.

מוסדר לפי: DIN 5031-8 · CIE 015 · ANSI C78.377

טמפרטורת הצבע המתואמת נקראת מן האיזותרמה, ו-Δuv נותן את המרחק מעקום פלאנק. שני מקורות בעלי אותו CCT יכולים להיראות ירקרקים או ורדרדים.

מרחק מעקום פלאנק (Δuv)

Δuv הוא המרחק הניצב של הכרומטיות מעקום פלאנק בדיאגרמת CIE 1960 UCS, עם סימן: ערכים חיוביים נמצאים מעל העקום ונראים ירקרקים, שליליים מתחתיו ונראים ורדרדים. ANSI C78.377 מגביל את הסטייה המותרת עבור מוצרי LED לבנים ל-±0.006.

אין להתבלבל עם: שתי מנורות בעלות אותה טמפרטורת צבע יכולות להיבדל באופן מורגש ב-Δuv ואז להיראות שונות לעין. ציון CCT ללא Δuv אינו שלם.

מוסדר לפי: ANSI C78.377 · DIN 5031-8

מדד מסירת צבע כללי (R_a)

מדד מסירת הצבע הכללי של CIE 13.3:1995 משווה את הכרומטיות של שמונה צבעי בדיקה תקניים תחת המקור הנבדק לאלו שתחת מקור ייחוס בעל אותה טמפרטורת צבע – מקרין פלאנקי מתחת ל-5000 K, ומאיר אור יום מעליה. מהפרש הצבע הממוצע נובע R_a = 100 − 4.6·ΔE̅. ערכים מעל 90 נחשבים טובים מאוד, מתחת ל-80 בלתי מספקים לחללים פנימיים.

אין להתבלבל עם: R_a הוא ממוצע על שמונה צבעים רוויים במידה מועטה. LED יכול להגיע ל-R_a 85 ועדיין למסור אדום רווי כעמום – לשם כך קיים R9. עבור מקורות צרי-פס TM-30 היא השיטה המלמדת יותר.

מוסדר לפי: CIE 13.3:1995 · DIN 6169

Ra הוא הממוצע של המדדים המיוחדים R1 עד R8: שמונה צבעי בדיקה רוויים במידה בינונית, כל אחד מושווה תחת אור הייחוס ואור הבדיקה.

מדדי מסירת צבע מיוחדים (R1 עד R15)

R1 עד R8 הם שמונת צבעי הבדיקה הרוויים במידה מועטה שמהם ממוצע R_a. R9 עד R15 הם נוספים: R9 אדום רווי, R10 צהוב רווי, R11 ירוק רווי, R12 כחול רווי, R13 גוון עור בהיר, R14 ירוק עלווה, R15 גוון עור אסייתי. R9 הוא הערך הקריטי: ב-LED לבנים בעלי מרכיב אדום חלש הוא יורד לעיתים קרובות מתחת ל-20 מבלי ש-R_a יקרוס באופן מורגש.

אין להתבלבל עם: מדדים מיוחדים יכולים להיות שליליים. מי ששופט בשר, טקסטיל או עור צריך לבקש את R9, R13 ו-R15 במקום להסתמך על R_a.

מוסדר לפי: CIE 13.3:1995 · DIN 6169

Ra גבוה עלול להסתיר R9 חלש. אדום רווי אינו נכנס כלל לממוצע.

מדד הנאמנות של IES TM-30 (R_f)

R_f של IES TM-30-15 מעריך באיזו דיוק מוסר מקור אור צבעים בהשוואה לייחוס. בשונה מ-R_a, המדד נשען על 99 דגימות צבע המכסות משטחים ממשיים ואת כל מרחב הצבע באופן אחיד, והוא מחושב במרחב האחיד CAM02-UCS. הסולם נע בין 0 ל-100.

אין להתבלבל עם: R_f ו-R_a אינם אותו מספר ואינם ניתנים להמרה זה לזה. R_f יוצא בדרך כלל נמוך במקצת עבור מקורות צרי-פס ומתאים טוב יותר לתפיסה.

מוסדר לפי: IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20 · CIE 224:2017

Rf מדרג את נאמנות הצבע על פני 99 צבעי בדיקה, Rg את הרוויה. גרפיקת וקטורי הצבע מראה באילו תאי גוון מקור מסיט צבעים.

מדד הגאמוט של IES TM-30 (R_g)

R_g משווה את השטח שפורשים 99 צבעי הבדיקה במרחב הצבע תחת מקור הבדיקה ותחת מקור הייחוס. ערכים מעל 100 משמעם שהצבעים נראים רוויים יותר, ערכים מתחת לכך שהם נראים חיוורים יותר. בדרך כלל R_g נמצא בין 60 ל-140.

אין להתבלבל עם: R_g כשלעצמו אינו איכות: ערך גבוה יכול לנבוע מאדום רווי-יתר המושך את העין אך אינו נאמן. רק R_f ו-R_g יחד עם גרפיקת וקטורי הצבע נותנים תמונה.

מוסדר לפי: IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20

רוויה וכרומה (S, C*)

הכרומה C* היא המרחק של צבע מהציר הניטרלי: C*ab = √(a*² + b*²) ב-CIELAB. הרוויה S מתייחסת לכרומה זו ביחס לבהירות, S = C*/L*, וכך מתארת את רושם הצבע ללא תלות בעוצמת בהירותו. יחד עם זווית הגוון h היא נותנת את הייצוג הקוטבי של מרחב CIELAB.

אין להתבלבל עם: כרומה ורוויה נחשבות בשימוש היומיומי כזהות אך אינן כאלה: שני משטחים בעלי רוויה שווה בבהירות שונה בעלי כרומה שונה.

מוסדר לפי: ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1

זווית גוון (h) ב-°

זווית הגוון היא הזווית הקוטבית של הצבע במישור a*b* של CIELAB: h_ab = arctan(b*/a*), נתונה מ-0 עד 360 מעלות. היא מפרידה את הגוון מהבהירות ומהכרומה ולכן היא הגודל שעליו אנשים מדברים כשהם מדברים על צבע: "מעט יותר צהבהב" משמעו זווית גוון גדולה יותר.

אין להתבלבל עם: בקרבת הציר הניטרלי זווית הגוון הופכת לבלתי מוגדרת: בכרומה נמוכה מאוד היא משתנה מאוד מבלי שרושם הצבע ישתנה.

מוסדר לפי: ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1

אורך גל דומיננטי (λ_d) ב-nm

אורך הגל הדומיננטי מתקבל גיאומטרית: מותחים קו ישר מנקודת הלבן דרך הכרומטיות של המקור ומאריכים אותו עד לעקום הספקטרלי של דיאגרמת הצבע. אורך הגל של נקודת החיתוך הוא λ_d. הוא מתאר את הגוון הנתפס ולכן הוא גודל הבינינג המכריע עבור LED צבעוניים.

אין להתבלבל עם: אורך גל שיא ואורך גל דומיננטי אינם זהים ויכולים להיבדל בכמה ננומטרים ב-LED: λ_p נובע מהפיזיקה של הספקטרום, λ_d מהתפיסה. עבור צבעי ארגמן אין נקודת חיתוך; במקום זאת מציינים את אורך הגל המשלים.

מוסדר לפי: CIE 015 · DIN 5033-3

הקו מנקודת הלבן דרך הכרומטיות פוגש את העקום הספקטרלי באורך הגל הדומיננטי. עד כמה רחוק נמצאת הכרומטיות על קו זה – זהו טוהר הצבע הקולורימטרי.

טוהר צבע (p_e) ב-%

טוהר הצבע הוא היחס בין המרחק מנקודת הלבן לכרומטיות לבין המרחק מנקודת הלבן לעקום הספקטרלי לאורך אותו קו שמניב את אורך הגל הדומיננטי. ללבן יש 0 %, לצבע ספקטרלי טהור 100 %. יחד עם λ_d הוא מתאר את רושם הצבע במלואו, למעט הבהירות.

אין להתבלבל עם: קיימות שתי הגדרות: טוהר עירור באמצעות דיאגרמת הצבע וטוהר קולורימטרי באמצעות ערכי הטריסטימולוס. הערכים המספריים שונים.

מוסדר לפי: CIE 015 · DIN 5033-3

אליפסת MacAdam (SDCM) ב-מדרגות

אליפסות MacAdam מתארות את האזורים בדיאגרמת הצבע שבתוכם לא ניתן להבחין בין שתי כרומטיות. מדרגה אחת (1 SDCM, סטיית התקן של התאמת הצבע) היא האליפסה של סף הבחנה זה. גופי תאורה מסופקים בדרך כלל בסבילות של 3 או 5 מדרגות; יישומים תובעניים דורשים 3 מדרגות או פחות.

אין להתבלבל עם: מספר המדרגות חל על הכרומטיות, לא על מסירת הצבע. שני LED באותו בין של 3 מדרגות יכולים להיבדל במידה ניכרת ב-R9.

מוסדר לפי: ANSI C78.377 · IEC 60081

בתוך אליפסה של מדרגה אחת, הפרשי הצבע כמעט בלתי מורגשים. גיליונות נתונים של LED מציינים לעיתים קרובות את סבילות הבינינג כ-3 או 5 מדרגות.

לא אנרגיה אלא מספר חלקיקים – נקודת המבט המקובלת בפוטוכימיה ובתאורה חקלאית.

שטף פוטונים (Φ_p) ביחידות µmol/s

שטף הפוטונים מונה קוונטים של אור, ולא את האנרגיה שלהם. הוא נובע מהשטף הקרינתי לפי Φ_p = Φ_e·λ/(h·c·N_A). בכל מקרה שבו התגובה מתקדמת לכל פוטון נבלע – בפוטוכימיה, בפוטופולימריזציה ובפוטוסינתזה – מספר הפוטונים הוא הייחוס הנכון, ולא הוואט.

אין לבלבל עם: ההמרה בין ואט לבין µmol תלויה באורך הגל: פוטון באורך גל 660 nm נושא רק מחצית מהאנרגיה של פוטון באורך גל 330 nm. ללא ספקטרום ידוע ההמרה אינה חד-משמעית.

מוסדר לפי: DIN 5031-1

צפיפות שטף פוטונים פוטוסינתטי (PPFD) (PPFD) ביחידות µmol/(m²·s)

צפיפות שטף הפוטונים הפוטוסינתטי מציינת כמה פוטונים בתחום 400 עד 700 nm פוגעים במטר רבוע אחד בשנייה. היא המקבילה של עצמת קרינה נופלת (W/m²) במניית פוטונים, ונמדדת בחיישן קוונטי. אור השמש מגיע עד 2000 µmol/(m²·s) בשעות הצהריים; תאורת חממות היא בדרך כלל 200 עד 800.

אין לבלבל עם: המרת PPFD ללוקס אינה קבילה: לוקס משקלל לפי רגישות העין, שאינה מונה כמעט דבר באדום ובכחול – בדיוק במקום שבו הצמחים פועלים.

מוסדר לפי: ASABE S640

ואט אחד של אור אדום מכיל יותר פוטונים מוואט אחד של אור כחול. עבור הצמחים חשוב מספר הפוטונים, ולכן PPFD נמדדת ביחידות µmol/(m²·s) ולא ב-W/m².

קרינה פעילה פוטוסינתטית (PAR) (PAR)

PAR מציין את התחום הספקטרלי מ-400 עד 700 nm שבו הכלורופיל מנצל פוטונים לפוטוסינתזה. לפיכך PAR אינו ערך מדידה אלא התחום שאליו מתייחסים PPFD, PPF ו-DLI. הגדרות מורחבות משתמשות ב-ePAR עד 750 nm כדי לכלול את אפקט אמרסון באדום הרחוק.

אין לבלבל עם: "ואט PAR" הוא נתון לא בהיר: בדרך כלל הכוונה לעצמת קרינה נופלת בתחום PAR, ולא לצפיפות שטף פוטונים. בהשוואת גופי תאורה כדאי לבדוק למה מהשניים הכוונה.

מוסדר לפי: ASABE S640

שטף פוטונים תפוקתי (YPF) (YPF) ביחידות µmol/s

YPF משקלל כל פוטון לפי עקומת הנצילות הקוונטית היחסית של McCree, שמגיעה לשיא באדום סביב 620 nm ויורדת בירוק. הוא מתאר את התפוקה הפוטוסינתטית בדיוק רב יותר מ-PPF הלא משוקלל, אך מצוטט לעתים רחוקות יותר משום שהעקומה נגזרה ממדידות עלים קצרות טווח של מינים בודדים.

אין לבלבל עם: YPF ו-PPFD אינם ברי השוואה. מי שמשווה גופי תאורה חייב להשתמש באותו גודל.

מוסדר לפי: ASABE S640

אינטגרל האור היומי (DLI) (DLI) ביחידות mol/(m²·d)

אינטגרל האור היומי הוא האינטגרל בזמן של PPFD על פני 24 שעות, ונתון ביחידות מול פוטונים למטר רבוע ליום. בתאורה קבועה DLI = PPFD · t / 10⁶ כאשר t נתון בשניות. חסה מסתפקת ב-12 עד 17 mol/(m²·d), ועגבניות דורשות יותר מ-20.

אין לבלבל עם: היחס בין DLI ל-PPFD דומה ליחס בין מנת קרינה לעצמת קרינה נופלת: אותה כמות יומית ניתנת להשגה בהרבה אור בזמן קצר או במעט אור בזמן ארוך – מבחינה ביולוגית אין הדבר תמיד שווה ערך.

מוסדר לפי: ASABE S640

אינטגרל האור היומי הוא השטח מתחת ל-PPFD על פני 24 שעות, ביחידות mol/(m²·d).

נצילות קוונטית (Φ)

הנצילות הקוונטית היא היחס בין מספר המולקולות שהומרו למספר הפוטונים שנבלעו. ערכים קטנים מאחד הם הכלל; בתגובות שרשרת כגון פוטופולימריזציה רדיקלית הוא יכול להיות גבוה בהרבה. היא מקשרת בין מנת הקרינה הנמדדת לבין ההמרה הכימית ומסבירה מדוע שתי נוסחאות מתקשות במידה שונה באותה מנת קרינה.

אין לבלבל עם: הנצילות הקוונטית היא תכונה של המערכת המורכבת מיוזם פוטוכימי, מטריצה ואורך גל – לא ניתן לקרוא אותה ממכשיר ולא ניתן להעביר אותה מיישום אחד לאחר.

מוסדר לפי: IUPAC Gold Book

קרינה משוקללת בפונקציית פעולה: אפקטיבית לאדמומיות (אריתמה), חיידקית, אקטינית.

פונקציית פעולה (s(λ))

פונקציית פעולה משקללת אורכי גל לפי יעילותם הביולוגית או הכימית, מנורמלת למקסימום שלה. דוגמאות מוכרות הן פונקציית הפעולה של אריתמה, פונקציית הפעולה החיידקית, פונקציית סיכון האקטיני של IEC 62471 ופונקציית היעילות האורית V(λ) – גם היא פונקציית פעולה, זו של הראייה.

אין לבלבל עם: הסימון S(λ) משמש בשני הקשרים: ב-IEC 62471 זו פונקציית הסיכון האקטיני, ברדיומטריה זהו ההתפלגות הספקטרלית של מקור. יש להבהיר מההקשר למה הכוונה.

מוסדר על ידי: IEC 62471 · ISO/CIE 17166 · CIE 015

עצמת הקרינה האפקטיבית נוצרת על ידי הכפלת ספקטרום המקור בפונקציית הפעולה, אורך גל אחר אורך גל. נשאר רק החלק שבו השניים חופפים.

עצמת קרינה אפקטיבית (E_eff) ב-W/m²

עצמת קרינה אפקטיבית נוצרת על ידי שקלול עצמת הקרינה הספקטרלית בפונקציית פעולה ואינטגרציה: E_eff = ∫E_λ·s(λ)dλ. רק כך ניתן להשוות מקורות בעלי ספקטרום שונה ביחס לאפקט מסוים. כמעט כל ערך גבול חשיפה תעסוקתי ודרישות המנה בחיטוי UV מתייחסים לכמות משוקללת כזו; היוצא מן הכלל הוא גבול UV-A הלא-משוקלל.

אין לבלבל עם: עצמת קרינה אפקטיבית ללא ציון פונקציית הפעולה חסרת משמעות. לאותה מנורה יש שלושה ערכים שונים - אריתמלי, חיידקי ואקטיני.

מוסדר על ידי: IEC 62471 · DIN EN 14255-1 · OStrV

עצמת קרינה אפקטיבית לאדמומיות ומדד UV (E_er, UVI) ב-W/m²

עצמת הקרינה האפקטיבית לאדמומיות משקללת את הקרינה בפונקציית הפעולה של אריתמה לפי ISO/CIE 17166, שמגיעה לשיא ב-UV-B ויורדת בכמה סדרי גודל ב-UV-A. מדד ה-UV הוא הערך המתייחס ל-25 mW/m²: UVI = E_er[W/m²] · 40. מדד UV של 8 מתאים ל-0.2 W/m² אפקטיביים לאדמומיות.

אין לבלבל עם: מדד ה-UV חל על השמש בחוץ. הוא אינו ישים למקורות UV מלאכותיים במקום העבודה - שם חלים ערכי הגבול של ה-OStrV הגרמני.

מוסדר על ידי: ISO/CIE 17166 · DIN EN 14255-1

פונקציית הפעולה של אריתמה יורדת בשלושה עד ארבעה סדרי גודל מ-UV-B ל-UV-A. מדד ה-UV נגזר מעצמת הקרינה המשוקללת לאריתמה.

חשיפה אפקטיבית לחיטוי חיידקי (H_germ) ב-J/m²

החשיפה האפקטיבית לחיטוי חיידקי היא המנה המשוקללת בפונקציית הפעולה החיידקית, שהמקסימום שלה קרוב לשיא הבליעה של DNA סביב 260 nm. תקן ה-DVGW W 294 ותקן DIN 19294 דורשים לפחות 400 J/m² (40 mJ/cm²) כמנת קרינה לחיטוי מי שתייה, כפי שהודגם בשיטה ביו-דוזימטרית.

אין לבלבל עם: עבור נוריות LED מסוג UV-C ב-265 או 275 nm, השקלול קריטי: מדידה מכוילת ב-254 nm תראה ערך נמוך מדי עבור נורית LED של 275 nm אם אי-ההתאמה הספקטרלית אינה נלקחת בחשבון.

מוסדר על ידי: DVGW W 294 · DIN 19294 · ÖNORM M 5873

האפקט החיידקי עוקב אחר בליעת DNA עם מקסימום ב-265 nm. קו ה-Hg ב-254 nm ונורית LED מסוג UV-C ב-275 nm שניהם קרובים למקסימום.

קרינה משוקללת אור כחול (L_B) ב-W/(m²·sr)

L_B משקללת את הקרינה הספקטרלית בפונקציה B(λ), שמגיעה לשיא בין 400 ל-500 nm, ובכך מעריכה את הסיכון הפוטוכימי לרשתית. מ-L_B ומשך החשיפה המותר נגזר סיווג המנורה לקבוצה הפטורה או לקבוצות סיכון 1 עד 3.

אין לבלבל עם: עבור מקורות קטנים וזמני צפייה קצרים משתמשים בעצמת הקרינה המשוקללת לאור כחול E_B במקום בקרינה. הכמות הרלוונטית תלויה בזווית הראייה של המקור.

מוסדר על ידי: IEC 62471 · DIN EN 62471

סיכון UV אקטיני (E_S) ב-W/m²

הסיכון האקטיני של UV משקלל את עצמת הקרינה בפונקציה S(λ) של IEC 62471 ו-ICNIRP, המשלבת דלקת קרנית פוטוכימית ואדמומיות עור. זוהי הכמות שכנגדה נבדק ערך הגבול של 30 J/m² ליום עבודה, ונקודת המוצא הרגילה של כל הערכת סיכונים בציוד UV.

אין לבלבל עם: ההערכה האקטינית מכסה את UV-A רק חלקית. חל גם גבול נפרד ולא-משוקלל עבור UV-A.

מוסדר על ידי: IEC 62471 · ICNIRP · TROS IOS

עצמת קרינה UV-A (E_UVA) ב-W/m²

E_UVA היא עצמת הקרינה המשולבת ללא שקלול על פני הטווח 315 עד 400 nm. ערך הגבול הוא 10,000 J/m² ליום עבודה עבור העין; ב-10 W/m² נותן זאת משך מותר של כ-17 דקות. בבדיקת פלואורסצנציה ובבדיקת חדירת נוזלים ערך זה הוא המגביל, ולא ההערכה האקטינית.

אין לבלבל עם: גבולות הטווח נבדלים לפי תקן: DIN 5031-7 ו-CIE מגדירים UV-A בין 315 ל-400 nm, DIN/ISO 20473 בין 315 ל-380 nm, מקורות אמריקאיים מ-320 nm. בהשוואת מדידות יש לציין את הגבול שנעשה בו שימוש.

מוסדר על ידי: TROS IOS · ICNIRP · DIN/ISO 20473

ערך גבול חשיפה (H_eff) ב-J/m²

ערך גבול החשיפה מגביל את חשיפת העובדים על פני יום עבודה בן שמונה שעות. עבור קרינת UV לא-קוהרנטית חל H_eff = 30 J/m² משוקלל אקטינית, בתוספת 10,000 J/m² עבור UV-A. מ-E_eff הנמדד נגזר משך השהייה המותר t = H_eff/E_eff - ב-1 W/m² אקטיני זה 30 שניות.

אין לבלבל עם: הגבול אינו יעד אלא תקרה עליונה. הוא חל על הסכום היומי של כל החשיפות, לא על אירוע בודד.

מוסדר על ידי: OStrV · TROS IOS · RL 2006/25/EG · ICNIRP

חלוקת ערך הגבול של 30 J/m² (משוקלל אקטינית) בעצמת הקרינה האפקטיבית נותנת את משך החשיפה המותר ליום עבודה.

מנת הקשיה (H_UV) ב-mJ/cm²

מנת ההקשיה היא החשיפה הקרינתית הדרושה לשרשור מלא, המתייחסת לטווח הבליעה של הפוטואיניציאטור בו נעשה שימוש. ערכים אופייניים נעים בין 200 ל-2000 mJ/cm². מכיוון שפוטואיניציאטורים בולעים בפסים צרים, טווח אורך הגל של המדידה חייב להילוות תמיד לערך המנה.

אין לבלבל עם: ערך מנה ללא ציון הפס חסר ערך: 500 mJ/cm² UV-A ו-500 mJ/cm² UV-C מתארים תהליכים שונים לחלוטין. רדיומטרים מסוג רצועה מודדים לכן בערוצים נפרדים.

מוסדר על ידי: DIN EN 13523-25

מה מתאבד בדרך מהמקור למטרה: תמסורת, החזרה, בליעה.

מקדם תמסורת (τ)

מקדם התמסורת הוא היחס בין ההספק הקרינתי המועבר לזה הפוגע, τ = Φ_t/Φ₀. הוא תלוי באורך הגל: קוורץ מתמסר UV-C, זכוכית בורוסיליקט כמעט לא, זכוכית חלון רגילה כלל לא. בתהליך UV, מקדם התמסורת של השפופרת המגנה או החלון קובע במישרין את עצמת הקרינה הנופלת בנקודת הפעולה.

אין לבלבל עם: מקדם התמסורת הנמדד כולל את אבדני ההחזרה בשני המשטחים. חלק החומר הטהור - התמסורת הפנימית - גבוה יותר.

מוסדר לפי: DIN 5036-3 · DIN EN 410

לפי חוק למברט-בר, מקדם התמסורת יורד באופן אקספוננציאלי עם אורך המסלול. כל יחידת צפיפות אופטית מקטינה אותו לעשירית.

מקדם החזרה (ρ)

מקדם ההחזרה הוא היחס בין ההספק הקרינתי המוחזר לזה הפוגע. בתחום ה-UV, החומרים נבדלים מאוד זה מזה: PTFE וגופרת בריום מגיעים למקדם החזרה מפוזר של מעל 95 % אף מתחת ל-250 nm, אלומיניום מחומצן (אנודי) מגיע לפחות מכך בהרבה, וצבעים לבנים רגילים קורסים בתחום ה-UV. בתאי הקרנה, ההחזרה תורמת באופן משמעותי לעצמת הקרינה.

אין לבלבל עם: יש להבחין בין החזרה ספקולרית להחזרה מפוזרת: מראה מחזירה קרינה באופן כיווני, ואילו משטח PTFE מחזיר אותה באופן שווה לכל ההמיספרה. רק החזרה מפוזרת שמישה לכדורי אינטגרציה.

מוסדר לפי: DIN 5036-3 · CIE 130

מקדם בליעה (α)

מקדם הבליעה הוא היחס בין ההספק הקרינתי הנבלע לזה הפוגע. יחד עם התמסורת וההחזרה מתקיים מאזן האנרגיה τ + ρ + α = 1. קרינה נבלעת היא הקרינה היחידה שיכולה להשפיע פוטוכימית - קרינה המועברת או מוחזרת אינה עושה דבר.

אין לבלבל עם: מקדם הבליעה הוא חד-ממדי ומתייחס להספק הנופל; מקדם הבליעה (a), לעומת זאת, מתאר את מהירות דעיכת הקרינה בחומר ונמדד ביחידות 1/m.

מוסדר לפי: DIN 5036-3

צפיפות אופטית (OD)

הצפיפות האופטית היא הלוגריתם העשרוני השלילי של מקדם התמסורת: OD = −log₁₀τ. OD 1 מעביר 10 %, OD 2 אחוז אחד, OD 3 אחד לאלף. מכיוון שהצפיפויות האופטיות של מסננים בטור מצטברות, זהו הגודל המעשי לערימות מסננים ולמשקפי מגן.

אין לבלבל עם: בתחום האנליטיקה נקרא אותו גודל הכחדה או ספיגה A. במשקפי מגן, רמת ההגנה מצוינת לכל תחום אורכי גל בנפרד - ערך OD יחיד אינו מספיק שם.

מוסדר לפי: DIN EN 170 · DIN 5036-3

מקדם בליעה (a) ב-1/m

לפי חוק למברט-בר, עצמת הקרינה דועכת באופן אקספוננציאלי בתווך הומוגני: E(d) = E₀·e^−a·d. מקדם הבליעה a הוא קבוע הדעיכה הספציפי לחומר לכל יחידת אורך מסלול. בטיפול במים נובע ממנו עומק החדירה: ב-a = 10 1/m נותר רק שליש מהקרינה לאחר 10 cm.

אין לבלבל עם: קיימת צורה טבעית (בסיס e) וצורה עשרונית (בסיס 10); הן נבדלות בגורם ln 10 = 2.303. בעת שימוש בערכים יש לבדוק את הבסיס.

מוסדר לפי: DIN 38404-3

מקדם בליעה ספקטרלי ב-254 nm (SAK₂₅₄) ב-1/m

SAK₂₅₄ הוא מקדם הבליעה העשרוני של מים ב-254 nm, הנמדד לפי DIN 38404-3. מי שתייה מצויים בדרך כלל בטווח 1 עד 5 1/m, מי שופכין גבוה בהרבה מכך. הוא לעיתים קרובות מצוין כתמסורת UV על פני מסלול של 1 cm: SAK 5 1/m מתאים לכ-89 % UVT.

אין לבלבל עם: SAK₂₅₄ מתאר בליעה, לא עכירות. חלקיקים מפזרים בנוסף ויכולים להגן על מיקרואורגניזמים מבלי לשנות את ה-SAK באופן משמעותי.

מוסדר לפי: DIN 38404-3 · DVGW W 294

זווית מרחבית, חוק הריבוע ההפוך, שגיאת קוסינוס, אי-ודאות – מדוע שני מכשירים מציגים ערכים שונים.

זווית מרחבית (Ω) ב-sr

זווית מרחבית היא המנה בין השטח שחותך חרוט משטח הכדור לבין ריבוע רדיוס הכדור: Ω = A/r². לכדור המלא יש 4π ≈ 12.57 sr, ולחצי הכדור 2π sr. זווית קרן של 10 מעלות מתאימה לכ-0.024 sr.

אין לבלבל עם: זווית קרן חצי וזווית קרן מלאה מתבלבלות לעיתים קרובות. בהמרה לסטרדיאן, בלבול זה מוביל לגורם של ארבע.

מוגדר לפי: ISO 80000-3

הזווית המרחבית היא שטח הכדור החתוך חלקי ריבוע הרדיוס. לכדור המלא יש 4π sr.

חוק הריבוע ההפוך (E ~ 1/r²)

עבור מקור נקודתי E = I/r²: עצמת הקרינה הנופלת פוחתת עם ריבוע המרחק, מכיוון שאותו הספק מתפזר על שטח הגדל באופן ריבועי. חוק זה הוא הבסיס לכל המרת מרחק בתכנון מערכות.

אין לבלבל עם: החוק חל רק מעבר למרחק הגבול הפוטומטרי. מתחת למערך LED, מנורה צינורית או בתוך תא הקרנה הוא מוביל לשגיאות גסות – רק סימולציה או מדידה יכולים לעזור שם.

מוגדר לפי: DIN 5032-1

חוק הריבוע ההפוך חל רק מעבר למרחק הגבול, שבו ניתן להתייחס למקור כאל נקודה.

שגיאת קוסינוס (f₂) ב-%

קולט קרינה אידיאלי משקלל קרינה הפוגעת בזווית ε לפי cos ε. הערך f₂ מתאר את הסטייה מכך. לפי DIN 5032-7, f₂ מותר להיות לכל היותר 1.5 % במחלקה L ו-3 % במחלקה A. בהקרנה מפוזרת או ממקורות בשטח גדול, מענה קוסינוס לקוי מוזרם ישירות לתוך התוצאה הנמדדת.

אין לבלבל עם: בפגיעה ניצבת ממרחק גדול שגיאת הקוסינוס כמעט לא ניכרת. זו בדיוק הסיבה שמדידות במעבדה ובמתקן לרוב אינן מתאימות זו לזו.

מוגדר לפי: DIN 5032-7 · DIN EN 13032-1

קולט אידיאלי משקלל קרינה הפוגעת בשיפוע לפי cos θ. הסטייה מכך היא שגיאת הקוסינוס.

אי-התאמה ספקטרלית (f₁′) ב-%

f₁′ מודד את הסטייה של הרגישות הספקטרלית היחסית של מכשיר מעקומת המטרה, לדוגמה V(λ) עבור מדי תאורה או ספקטרום פעולה עבור רדיומטרים של UV. חיישן עם f₁′ קטן מציג תוצאה נכונה גם עבור ספקטרומים לא מוכרים; עם f₁′ גדול, מקדם הכיול תקף רק עבור המקור שכנגדו הוא כויל.

אין לבלבל עם: זו הסיבה שהשאלה "כנגד איזו מנורה כויל המכשיר?" היא המכרעת עבור כל רדיומטר רחב-פס. מי שמחליף טכנולוגיית מקור – למשל ממנורת אדי מרקורי ל-UV LED – נדרש לכיול מחדש או לספקטרורדיומטר.

מוגדר לפי: DIN 5032-7 · CIE 220

אם הספקטרום של המנורה הנמדדת שונה מספקטרום הכיול, הרדיומטר יציג תוצאה שגויה – ביתר שאת ככל שרגישותו פחות עוקבת אחר עקומת המטרה.

לינאריות (f₃) ב-%

הערך f₃ מתאר את הסטייה מקשר לינארי בין עצמת הקרינה הנופלת לבין התוצאה הנמדדת. הוא נבדק בכמה נקודות בטווח המדידה. בעצמות קרינה גבוהות, כפי שמתרחשות מתחת למערכי UV LED או במערכות הקשיה, זו התכונה המגבילה – החיישנים נכנסים לרוויה שם.

אין לבלבל עם: מכשיר המציג תוצאה נכונה ב-10 mW/cm² עלול לסטות באחוזים ב-2 W/cm². על כן טווח המדידה הוא חלק מהותי מבחירת החיישן ומתעודת הכיול.

מוגדר לפי: DIN 5032-7

זווית שדה המדידה (α) ב-°

זווית שדה המדידה מגדירה איזה חלק מהמקור נתפס על ידי מד קרינות או מד בהירות. ערכים נפוצים הם מעלה אחת או חמישית מעלה. בהערכות לפי IEC 62471 היא נקבעת, מכיוון שקבוצת הסיכון תלויה בזווית שעליה מבוצע הממוצע.

אין לבלבל עם: אם שדה המדידה גדול מהמקור, רקע חשוך נכלל בממוצע והקרינות נמדדת נמוכה מדי. אם הוא קטן יותר, נמדד שיא מקומי.

מוגדר לפי: IEC 62471 · DIN 5032-7

רזולוציה ספקטרלית (Δλ_FWHM) ב-nm

רזולוציה ספקטרלית היא הרוחב המלא במחצית הגובה (FWHM) של פונקציית המכשיר, כלומר הרוחב שאליו המכשיר מרחיב קו צר לאינסוף. היא נקבעת על ידי רוחב הסדק, הסבכה ופיקסלי הגלאי. להערכת מקורות פס-קו כגון מנורות אדי מרקורי, היא צריכה להיות קטנה בהרבה ממרחק הקווים.

אין לבלבל עם: רוחב הצעד של נקודות הנתונים אינו הרזולוציה. מכשיר יכול לפלוט נתונים בצעדים של 0.5 nm ועדיין לפתור רק 5 nm.

מוגדר לפי: CIE 214 · DIN 5032-1

רוחב הסדק, הסבכה והגלאי קובעים את הרזולוציה הספקטרלית של ספקטרורדיומטר.

אי-ודאות המדידה (U) ב-%

אי-הודאות המורחבת של המדידה U מחושבת מהתרומות הבודדות לפי GUM ומצוינת עם מקדם כיסוי k = 2, המתאים להסתברות כיסוי של כ-95 %. ברדיומטריית UV, כיולים מוסמכים נעים בדרך כלל בין שני לשישה אחוזים בהתאם לאורך הגל ולגודל הנמדד; אי-הודאות של מדידה במתקן גדולה בדרך כלל יותר.

אין לבלבל עם: אי-הודאות המצוינת בתעודת הכיול חלה על תנאי מעבדה. בתהליך מצטרפים לכך שגיאת קוסינוס, אי-התאמה ספקטרלית, לכלוך וטמפרטורה.

מוגדר לפי: GUM / JCGM 100 · DIN EN ISO/IEC 17025

עקיבות מטרולוגית

עקיבות פירושה שתוצאת מדידה מיוחסת לתקן לאומי או בין-לאומי באמצעות שרשרת השוואות מתועדת ורצופה, כל אחת עם אי-ודאות מוצהרת – בגרמניה ל-PTB. מעבדת כיול מוסמכת לפי DIN EN ISO/IEC 17025 מדגימה שרשרת זו באמצעות תעודת כיול ISO 17025.

אין לבלבל עם: תעודת בית חרושת אינה כיול עם עקיבות. לשם שחרור תהליכים, ביקורות והערכות סיכונים נדרשת בדרך כלל התעודה המוסמכת.

מוגדר לפי: DIN EN ISO/IEC 17025 · VIM / JCGM 200

מדידה בעלת עקיבות היא כזו שבה שרשרת רצופה של כיולים עם אי-ודאות מוצהרת מובילה לתקן הלאומי.

גדלים רדיומטריים מעריכים קרינה מבחינה אנרגטית, על פני כל תחום הספקטרום ובאופן בלתי תלוי בעין. גדלים פוטומטריים הם אותם גדלים משוקללים בפונקציית הבהירות היחסית V(λ) — ולכן הם מוגדרים רק בתחום הנראה, מ-380 עד 780 nm. לכן למקור UV יש עוצמת אור של אפס לומן, ללא קשר להספק שהוא פולט. ניתן להמיר לוקס ל-W/m² רק כאשר הספקטרום ידוע.

Ra הוא הממוצע על פני שמונה צבעי בדיקה בעלי רוויה חלשה לפי CIE 13.3:1995. נורת LED יכולה להגיע ל-Ra 85 ועדיין להציג אדום רווי כעמום — רק מדד המיוחד R9 מראה זאת. במקום זאת, IES TM-30-15 מתבסס על 99 דגימות צבע ומפריד בין נאמנות (Rf) לבין תחום גוונים (Rg); עבור ספקטרות LED צרות-פס זוהי ההערכה האינפורמטיבית יותר.

רדיומטר רחב-פס מספיק כל עוד המקור ידוע ויציב ספקטרלית והחיישן כויל מול אותו מקור בדיוק. ברגע שמשווים בין טכנולוגיות מקור שונות, הספקטרום מתעתע בעקבות הזדקנות, יש להחיל ספקטרום פעולה או לקבוע כרומטיות - אין דרך להתחמק מהתפלגות הספקטרלית S(λ). השגיאה הבסיסית לכך נקראת חוסר התאמה ספקטרלית (spectral mismatch).

בדרך כלל מנת הקרינה, כלומר החשיפה הקרינתית H ב-J/m² או mJ/cm², הנמדדת בתחום אורך הגל של האפקט. עצמת הקרינה הנופלת E קובעת רק את המהירות שבה מגיעים למנת הקרינה. שני הערכים צריכים להירשם בנפרד בתיעוד, כי מנורה המזדקנת מספקת מנת קרינה נמוכה יותר לאחר אותו זמן.