חישוב עצמת קרינה נופלת מספקטרום באקסל

עצמת קרינה נופלת היא האינטגרל של עצמת הקרינה הספקטרלית על פני טווח אורכי גל – באקסל, לכן, זהו סכום הקריאות כפול רוחב הצעד הספקטרלי. עבור רוחב צעד של 0.5 nm, הנוסחה היא =SUM(B2:B100) * 0.5. יחידת המידה משתנה מ-W/(m²·nm) ל-W/m². גבולות הטווחים לפי CIE הם UV-A 315 עד 400 nm, UV-B 280 עד 315 nm ו-UV-C 100 עד 280 nm.

כדי לחשב את עצמת הקרינה הנופלת באקסל, יש לחשב את השטח שמתחת לעקומת עצמת הקרינה הספקטרלית על פני טווח אורכי גל מסוים. להלן הנחיות כיצד לעשות זאת עבור UV-A, UV-B ו-UV-C:

• הכנת הנתונים לספקטרום
  • עמודה A מכילה את אורך הגל (ב-nm).
  • עמודה B מכילה את עצמת הקרינה הספקטרלית (ב-W/m²/nm).
  • שורה 1 מכילה את כותרות העמודות אורך גל ב-nm ועצמת קרינה ספקטרלית E [W / ( m² nm)]
• חישוב עצמת הקרינה הכוללת
  • יש לבצע אינטגרציה של עצמת הקרינה הספקטרלית על פני טווח אורכי הגל המתאים.

יש לשים לב כי עצמת הקרינה בדוגמאות היא לצורך הדגמה בלבד. עצמת הקרינה תלויה, לדוגמה, במרחק מהמנורה ובהספק שלה.

הנחיות שלב-אחר-שלב לחישוב עצמת הקרינה הנופלת באקסל מספקטרום

• הורידו את הקובץ ופתחו אותו באקסל.
• קבעו את טווחי אורכי הגל הרצויים בהתאם ל-מילון התאורה הבינלאומי של CIE. אלה הם בדרך כלל
  • UV-A: 315 nm עד 400 nm
  • UV-B: 280 nm עד 315 nm
  • UV-C: 100 nm עד 280 nm
• בצעו אינטגרציה של עצמת הקרינה הספקטרלית
• באקסל או בתוכנת גיליונות אחרת, השתמשו בפונקציית הסכימה לשם כך. נוסחה: = Sum (B2:B100)
• כעת עליכם להתחשב ברוחב הצעד הספקטרלי. בדוגמאות שלנו, זהו בדרך כלל 0.5 nm לכל תא/שורה.
• לכן, הכפילו את הסכום במקרה זה ב-0.5: נוסחה: = Sum(B2:B100) * 0.5.
• התוצאה היא עצמת הקרינה הנופלת המשולבת מעקומת עצמת הקרינה הספקטרלית.
• יחידת המידה משתנה כתוצאה מהאינטגרציה. W/m²/nm הופכת ל-W/m². זה נכון, שכן הוכפלנו במרווח אורך הגל Δλ ב-nm.

הערה:

בנתוני הספקטרום שלנו, הזמינים למנורות ולנוריות LED רבות, רוחב הצעד הספקטרלי הוא בדרך כלל קבוע. ניתן להשיג זאת, לדוגמה, על ידי מדידה עם ספקטרומטר סורק או מונוכרומטור כפול. לעומת זאת, לספקטרומטרי מערך (array) יש רוחב צעד ספקטרלי המשתנה על פני טווח אורכי הגל.

כדי להתחשב בכך, צרו עמודת עזר לרוחב הצעד הספקטרלי.
זה נקרא דלתא אורך הגל.

הנחיות לחישוב עצמת הקרינה הנופלת באקסל עבור ספקטרומטר מערך (array)

• צרו עמודה חדשה C לדלתא אורך הגל:
• בשורה 3, תא C3, נוסחה: = A3-A2
• גררו את הנוסחה לשורה האחרונה.
• כעת התאימו את התא החסר C2: נוסחה: = C3
• כאן אנו מניחים רוחב צעד ספקטרלי זהה, ובכך נמנעים מתא ריק מצד אחד, אך גם מערך מספרי גבוה אם היינו מקבלים לחלופין הפרש שמתקרב ל-0 בסוף העמודה.
• כעת הכפילו את עצמת הקרינה הספקטרלית בעמודה B בדלתא אורך הגל בעמודה C עבור כל שורה, ורשמו את המכפלה בעמודה D. נוסחה בתא D2: = B2 * C2
• רק כעת חשבו את סכום עמודה D על פני טווח אורכי הגל הרצוי. נוסחה: =SUM(D2:D100)
• התוצאה היא שוב עצמת הקרינה הנופלת שהתקבלה באינטגרציה מעקומת עצמת הקרינה הספקטרלית עם רוחבי צעד ספקטרליים לא-שווים.

אם נתקלתם בקשיים בביצוע או נדרשים לכם פרטים נוספים, נשמח אם תפנו אלינו.