जो कोई भी यूवी या प्रकाश मापन का दस्तावेज़ीकरण करता है, उसे यह बताना होता है कि उसका आशय किस राशि से है। विकिरण तीव्रता या रेडियंस, विकिरण मात्रा या उद्भासन समय, शिखर तरंगदैर्घ्य या प्रमुख तरंगदैर्घ्य – ये शब्द सुनने में समान लगते हैं परंतु भिन्न-भिन्न बातों का वर्णन करते हैं। यह शब्दावली 75 प्रकाशिक राशियों को एक साथ लाती है: प्रतीक, इकाई, एक संक्षिप्त परिभाषा और इस बात पर एक टिप्पणी के साथ कि इन्हें किन राशियों के साथ अधिकांशतः भ्रमित किया जाता है।
ये राशियाँ आठ समूहों में आती हैं: वर्णक्रमीय राशियाँ, रेडियोमेट्रिक, फोटोमेट्रिक और वर्णमितीय राशियाँ, फोटॉन-आधारित और भारित राशियाँ, संचरण एवं पदार्थ, तथा ज्यामिति एवं मापन प्रतिबंध। खोज सुविधा प्रतीकों, इकाइयों और पर्यायवाची शब्दों को भी कवर करती है – "CRI", "lux" या "λd" दर्ज कीजिए और आप सही प्रविष्टि पर पहुँच जाते हैं।
जहाँ कोई कैलकुलेटर उस राशि का रूपांतरण करता है या कोई ज्ञान पृष्ठ उसे विस्तार से कवर करता है, वहाँ लिंक प्रविष्टि के ठीक बगल में रखा गया है। इससे यह शब्दावली यूवी टूल्स की विषय-सूची बन जाती है: विकिरण तीव्रता से रेडियोमेट्री कैलकुलेटर तक, विकिरण मात्रा से यूवी डोज़ कैलकुलेटर तक, वर्णिकता से स्पेक्ट्रल डेटाबेस एक्सप्लोरर तक।
यह शब्दावली दिशानिर्देश के लिए है; यह न तो किसी मानक के पाठ का और न ही अंशांकित उपकरणों से की गई माप का स्थान लेती है। परिभाषाएँ व्यावहारिक उपयोग के लिए संक्षिप्त की गई हैं; जो मायने रखता है वह उस नियम के वर्तमान में मान्य संस्करण में दिया गया शब्दांकन है जिसका नाम प्रविष्टि के साथ दिया गया है। सीमा-मान भी हर जगह समान नहीं हैं – DIN/ISO 20473, IEC 62471 और ICNIRP दिशानिर्देश उन्हें कुछ स्थानों पर भिन्न रूप से निर्धारित करते हैं। जहाँ भी कोई आंकड़ा किसी प्रक्रिया की स्वीकृति या जोखिम आकलन तय करता है, वहाँ मूल पाठ का ही उपयोग किया जाना चाहिए।
सभी राशियाँ एक नज़र में
तरंगदैर्घ्य क्या होता है, स्पेक्ट्रम का वर्णन कैसे किया जाता है और इससे कौन-से अभिलाक्षणिक मान प्राप्त होते हैं।
| राशि | प्रतीक | इकाई |
|---|---|---|
| तरंगदैर्घ्य | λ | nm, µm, Å |
| आवृत्ति | ν | Hz, THz |
| तरंग संख्या | ṽ | cm⁻¹ |
| फोटॉन ऊर्जा | Ep | eV, J |
| वर्णक्रमीय वितरण | S(λ) | W/(m²·nm), या सापेक्ष |
| वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता | Eλ | W/(m²·nm), mW/(cm²·nm) |
| वर्णक्रमीय रेडियंस | Lλ | W/(m²·sr·nm) |
| शिखर तरंगदैर्घ्य | λp | nm |
| केन्द्रक तरंगदैर्घ्य | λc | nm |
| अर्ध-अधिकतम पूर्ण चौड़ाई | Δλ | nm, FWHM |
तरंगदैर्घ्य (λ) nm में
तरंगदैर्घ्य किसी तरंग की दो क्रमागत समान कलाओं के बीच की दूरी है, जिसे नैनोमीटर में मापा जाता है। यह λ = c/ν के माध्यम से आवृत्ति से जुड़ा है और यह निर्धारित करता है कि विकिरण क्या प्रभाव डालता है: लगभग 254 nm की UV-C तरंगदैर्घ्य सूक्ष्मजीवों को निष्क्रिय करती है, 365 nm प्रतिदीप्ति उत्तेजित करती है, 395 nm कोटिंग्स को क्योरिंग करती है। UV-C, UV-B, UV-A, दृश्य प्रकाश और अवरक्त में विभाजन DIN/ISO 20473 के अनुसार होता है।
इससे भ्रमित न करें: अकेले एक तरंगदैर्घ्य किसी स्रोत का वर्णन नहीं करती। एक "365 nm LED" लगभग 10 nm चौड़ी बैंड में उत्सर्जन करती है; इसे केवल शिखर तरंगदैर्घ्य, केन्द्रक तरंगदैर्घ्य और अर्ध-अधिकतम पूर्ण चौड़ाई मिलकर वर्णित करते हैं।
अधिशासित मानक: DIN/ISO 20473 · DIN 5031-7
प्रकाशीय विकिरण में UV-C, दृश्य प्रकाश और अवरक्त शामिल हैं। 280, 315 और 400 nm पर सीमाएँ DIN/ISO 20473 के अनुसार हैं।
आवृत्ति (ν) Hz में
आवृत्ति यह बताती है कि प्रति सेकंड किसी बिंदु से कितने तरंग चक्र गुजरते हैं। निर्वात में ν = c/λ, जहाँ c = 29,97,92,458 m/s। दृश्य प्रकाश लगभग 400 से 790 THz तक स्थित है, UV-C लगभग 1200 THz पर। तरंगदैर्घ्य के विपरीत, जब विकिरण किसी अन्य माध्यम में प्रवेश करता है तो आवृत्ति नहीं बदलती।
इससे भ्रमित न करें: प्रकाशीय मापन में लगभग हमेशा तरंगदैर्घ्य ही उद्धृत की जाती है। आवृत्ति वहाँ दिखाई देती है जहाँ फोटॉन की ऊर्जा की आवश्यकता होती है: E = h·ν।
अधिशासित मानक: DIN 5031-1
तरंग संख्या (ṽ) cm⁻¹ में
तरंग संख्या प्रति सेंटीमीटर तरंगदैर्घ्य की संख्या है: ṽ = 1/λ। 250 nm की तरंगदैर्घ्य 40,000 cm⁻¹ के अनुरूप है। चूँकि तरंग संख्या फोटॉन ऊर्जा के अनुपाती है, कंपन और आणविक स्पेक्ट्रा को cm⁻¹ में आलेखित किया जाता है।
इससे भ्रमित न करें: यूवी और प्रकाश मापन में तरंग संख्या असामान्य है; यह IR और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी से डेटा लेते समय सामने आती है।
अधिशासित मानक: DIN 5031-1
फोटॉन ऊर्जा (Ep) eV में
फोटॉन ऊर्जा E = h·ν = h·c/λ से प्राप्त होती है। व्यवहार में E[eV] ≈ 1239.84 / λ[nm]। 254 nm पर एक फोटॉन 4.88 eV वहन करता है, 365 nm पर 3.40 eV, और 550 nm पर केवल 2.25 eV। चूँकि सामान्य C–C बंध 3.6 eV पर और C–H बंध 4.3 eV पर स्थित हैं, UV-C वहाँ प्रकाशरासायनिक रूप से कार्य करती है जहाँ दृश्य प्रकाश कुछ नहीं करता।
इससे भ्रमित न करें: फोटॉन ऊर्जा यह बताती है कि कोई अभिक्रिया संभव है या नहीं – यह नहीं कि वह कितनी तेज़ी से होती है। यह कार्य फोटॉनों की संख्या अर्थात फोटॉन फ्लक्स का है।
अधिशासित मानक: DIN 5031-1
तरंगदैर्घ्य जितनी छोटी होगी, फोटॉन उतनी ही अधिक ऊर्जा वहन करता है। केवल लगभग 290 nm से नीचे यह C–H बंधों को तोड़ने के लिए पर्याप्त होती है।
वर्णक्रमीय वितरण (S(λ)) W/(m²·nm) में
वर्णक्रमीय वितरण S(λ) यह बताता है कि किसी स्रोत का विकिरण तरंगदैर्घ्य पर कैसे वितरित है। इसे या तो निरपेक्ष रूप में दिया जाता है, तब यह W/(m²·nm) में वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता होती है, या इसके अधिकतम के सापेक्ष सामान्यीकृत किया जाता है। प्रत्येक व्युत्पन्न राशि S(λ) से समाकलन और भारण द्वारा प्राप्त होती है: समाकलन से विकिरण तीव्रता, V(λ) से भारण करके प्रदीप्ति, वर्ण-मिलान फलनों से भारण करके वर्णिकता, और किसी क्रिया स्पेक्ट्रम से भारण करके प्रभावी विकिरण तीव्रता।
इससे भ्रमित न करें: एक व्यापक-बैंड विकिरणमापी एक ही संख्या देता है, जबकि स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर संपूर्ण वितरण। जैसे ही विभिन्न तकनीकों के स्रोतों की तुलना की जाती है या जीर्णन से स्पेक्ट्रम खिसकता है, S(λ) के बिना काम नहीं चलता।
अधिशासित मानक: DIN 5031-1 · CIE 015
वर्णक्रमीय वितरण प्रारंभिक बिंदु है: इसे समाकलित करने पर विकिरण तीव्रता, V(λ) से भारित करने पर प्रदीप्ति, वर्ण-मिलान फलनों से वर्णिकता, और s(λ) से प्रभावी विकिरण तीव्रता प्राप्त होती है।
वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता (Eλ) W/(m²·nm) में
वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता किसी संकीर्ण तरंगदैर्घ्य अंतराल में विकिरण तीव्रता और उस अंतराल की चौड़ाई का भागफल है। यह वर्णक्रमीय वितरण का निरपेक्ष रूप है। किसी तरंगदैर्घ्य परास पर समाकलन करने से उस परास की विकिरण तीव्रता प्राप्त होती है: E = ∫ Eλ dλ।
इससे भ्रमित न करें: संख्यात्मक मान अंतराल की इकाई पर निर्भर करता है। 1 W/(m²·nm), 1000 W/(m²·µm) के बराबर है – बाहरी डेटा शीट लेते समय यह सबसे सामान्य 1000-गुणक त्रुटि है।
अधिशासित मानक: DIN 5031-1 · CIE 015
वर्णक्रमीय रेडियंस (Lλ) W/(m²·sr·nm) में
वर्णक्रमीय रेडियंस यह वर्णित करता है कि कोई सतह प्रति घनकोण और प्रति तरंगदैर्घ्य अंतराल कितनी शक्ति उत्सर्जित करती है। यह वह राशि है जिसमें समाकलन गोलों को रेडियंस मानकों के रूप में अंशांकित किया जाता है, और IEC 62471 के अंतर्गत विस्तारित स्रोतों के मूल्यांकन का आधार है।
इससे भ्रमित न करें: वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता के विपरीत यह दूरी से स्वतंत्र है – यह स्रोत का वर्णन करती है, ग्राही का नहीं।
अधिशासित मानक: DIN 5031-1 · IEC 62471
शिखर तरंगदैर्घ्य (λp) nm में
शिखर तरंगदैर्घ्य उच्चतम वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता की तरंगदैर्घ्य है। इसे पढ़ना आसान है और इसलिए यह UV LEDs का सामान्य प्रकार पदनाम है। यह जंक्शन तापमान और ड्राइव धारा के साथ खिसकती है: UV LEDs के लिए अनुमत तापमान परास पर 1 से 3 nm तक सामान्य है।
इससे भ्रमित न करें: असममित या बहु-शिखर स्पेक्ट्रा के लिए शिखर तरंगदैर्घ्य प्रभाव के बारे में बहुत कम बताती है। वहाँ केन्द्रक तरंगदैर्घ्य अधिक सटीक आंकड़ा है – और वर्ण प्रभाव के लिए प्रभावी तरंगदैर्घ्य।
अधिशासित मानक: DIN 5031-1 · CIE 127
एक ही हरी LED की शिखर, केन्द्रक और प्रभावी तरंगदैर्घ्य: तीन आंकड़े, तीन भिन्न मान। अर्ध-अधिकतम पूर्ण चौड़ाई स्पेक्ट्रम की आधी ऊँचाई पर चौड़ाई मापती है।
केन्द्रक तरंगदैर्घ्य (λc) nm में
केन्द्रक तरंगदैर्घ्य वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता से भारित माध्य तरंगदैर्घ्य है: λc = ∫λ·Eλdλ / ∫Eλdλ। UV LEDs के लिए यह आमतौर पर शिखर तरंगदैर्घ्य से कुछ नैनोमीटर ऊपर स्थित होती है, क्योंकि दीर्घ-तरंग किनारा धीरे-धीरे क्षीण होता है।
इससे भ्रमित न करें: दो उपकरणों की रीडिंग की तुलना करने वाले किसी को यह जाँचना चाहिए कि डेटा शीट इन दोनों में से किस आंकड़े को उद्धृत करती है – इस भ्रम से कई स्पष्ट विचलन समझाए जा सकते हैं।
अधिशासित मानक: CIE 127
अर्ध-अधिकतम पूर्ण चौड़ाई (Δλ) nm में
अर्ध-अधिकतम पूर्ण चौड़ाई उन दो तरंगदैर्घ्यों के बीच की दूरी है जिन पर वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता अपने अधिकतम मान की आधी तक घट गई है। UV LEDs सामान्यतः 9 और 15 nm के बीच स्थित होती हैं, लेज़र इससे कहीं कम, और मध्यम-दाब व ज़ेनॉन स्रोत इससे कहीं अधिक।
इससे भ्रमित न करें: किसी स्रोत की अर्ध-अधिकतम पूर्ण चौड़ाई को किसी उपकरण के वर्णक्रमीय विभेदन से भ्रमित नहीं करना चाहिए – उपकरण अपनी बैंडविड्थ के कारण संकीर्ण रेखाओं को चौड़ा कर देता है।
अधिशासित मानक: CIE 127
विकिरण का ऊर्जात्मक रूप से आकलन, चाहे आंख उसे देख सके या नहीं – यह हर यूवी मापन का आधार है।
| राशि | प्रतीक | इकाई |
|---|---|---|
| विकिरण फ्लक्स | Φe | W, mW |
| विकिरण तीव्रता (इंटेंसिटी) | Ie | W/sr, mW/sr |
| विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) | Ee | W/m², mW/cm² (1 mW/cm² = 10 W/m²) |
| प्रदीप्ति (रेडियंस) | Le | W/(m²·sr), mW/(cm²·sr) |
| विकिरण उद्भासन (विकिरण मात्रा) | He | J/m², mJ/cm² (1 mJ/cm² = 10 J/m²) |
| विकिरण ऊर्जा | Qe | J, Ws |
| फ्लुएंस और फ्लुएंस दर | H0, E0 | J/m², W/m² |
विकिरण फ्लक्स (Φe) W में
विकिरण फ्लक्स, जिसे विकिरण शक्ति भी कहा जाता है, वह कुल ऊर्जा है जो कोई स्रोत प्रति इकाई समय में सभी दिशाओं में विकिरित करता है। इसे समाकलन गोला (इंटीग्रेटिंग स्फीयर) में मापा जाता है। एक 60 वाट का तापदीप्त लैंप दृश्य और अवरक्त वर्णक्रम में फैले हुए लगभग 57 W को विकिरण फ्लक्स के रूप में उत्सर्जित करता है।
भ्रमित न करें: विकिरण फ्लक्स विद्युत इनपुट शक्ति नहीं है। दोनों के बीच विद्युत-प्रकाशीय दक्षता होती है, जो यूवी LED के लिए तरंगदैर्घ्य के अनुसार कुछ प्रतिशत से लेकर कुछ दर्जन प्रतिशत तक हो सकती है।
नियमन: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
एक ही विकिरण, चार संदर्भ: कुल रूप में (Φ), प्रति ठोस कोण (I), प्रति ग्राही क्षेत्र (E) और प्रति ठोस कोण तथा प्रक्षेपित स्रोत क्षेत्र (L)।
विकिरण तीव्रता (इंटेंसिटी) (Ie) W/sr में
विकिरण तीव्रता (इंटेंसिटी) किसी निश्चित दिशा में उत्सर्जित विकिरण फ्लक्स और ठोस कोण अवयव का भागफल है। 0.1 sr में उत्सर्जित 1 W विकिरण फ्लक्स वाला LED 10 W/sr तक पहुंचता है। इस प्रकार विकिरण तीव्रता (इंटेंसिटी) उस दिशिक वितरण का वर्णन करती है जिसे बीम पैटर्न आरेखों में दर्शाया जाता है।
भ्रमित न करें: विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) विकिरण तीव्रता (इंटेंसिटी) से केवल व्युत्क्रम-वर्ग नियम E = I/r² के माध्यम से प्राप्त होती है – और यह केवल प्रकाशमितीय सीमा दूरी से आगे ही लागू होता है।
नियमन: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) (Ee) W/m² में
विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) किसी सतह अवयव पर आपतित विकिरण शक्ति और उस अवयव के आकार का भागफल है। यह हर यूवी अनुप्रयोग की केंद्रीय प्रक्रिया राशि है और इसे विकिरणमापी (रेडियोमीटर) से मापा जाता है। साफ दिन में सूर्य पृथ्वी की सतह पर लगभग 1000 W/m² तक पहुंचता है।
भ्रमित न करें: विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) एक ग्राही राशि है और दूरी पर निर्भर करती है; प्रदीप्ति (रेडियंस) एक स्रोत राशि है और दूरी पर निर्भर नहीं करती। डेटा शीट अक्सर दूरी बताए बिना विकिरण तीव्रता दर्शाती हैं – दूरी के बिना यह मान बेकार है।
नियमन: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
प्रदीप्ति (रेडियंस) (Le) W/(m²·sr) में
प्रदीप्ति (रेडियंस) उत्सर्जित विकिरण फ्लक्स और क्षेत्र अवयव तथा ठोस कोण के गुणनफल का भागफल है। यह वर्णन करती है कि कोई स्रोत प्रति क्षेत्र और ठोस कोण कितना उत्सर्जित करता है और स्रोत से दूर जाने पर भी स्थिर रहती है। IEC 62471 के अंतर्गत विस्तारित स्रोतों के आकलन के लिए यह निर्णायक राशि है।
भ्रमित न करें: किसी प्रक्रिया को आरंभ करने के लिए कार्यबिंदु पर विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) मायने रखती है; विस्तारित स्रोतों के जोखिम आकलन के लिए प्रदीप्ति (रेडियंस) मायने रखती है। ये दोनों राशियाँ अलग-अलग प्रश्नों के उत्तर देती हैं।
नियमन: DIN 5031-1 · IEC 62471
विकिरण उद्भासन (विकिरण मात्रा) (He) J/m² में
विकिरण उद्भासन, विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) का कालिक समाकल है। स्थिर विकिरण तीव्रता पर H = E · t होता है। यह वह राशि है जो किसी यूवी प्रक्रिया की सफलता तय करती है: क्योरिंग (उपचारण), विसंक्रमण और जीर्णन विकिरण मात्रा प्रक्रियाएँ हैं। विकिरण तीव्रता केवल यह निर्धारित करती है कि विकिरण मात्रा कितनी तेजी से प्राप्त होती है।
भ्रमित न करें: केवल समय अकेले कोई प्रमाण नहीं है। दोनों राशियों – विकिरण तीव्रता और विकिरण मात्रा – को दस्तावेज़ीकरण में अलग-अलग दर्ज किया जाना चाहिए, क्योंकि एक जीर्ण हो चुका लैंप समान समय में कम विकिरण मात्रा प्रदान करता है।
नियमन: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
विकिरण मात्रा, समय के साथ विकिरण तीव्रता वक्र के नीचे का क्षेत्रफल है। एक जीर्ण लैंप को समान विकिरण मात्रा के लिए अधिक समय चाहिए।
विकिरण ऊर्जा (Qe) J में
विकिरण ऊर्जा, विकिरण फ्लक्स का कालिक समाकल है: Q = ∫Φ dt। यह वह मूल राशि है जिससे समय, क्षेत्र और ठोस कोण के संदर्भ से अन्य विकिरणमितीय राशियाँ व्युत्पन्न होती हैं। फ्लैश लैंप और स्पंदित प्रणालियों के लिए यह प्रति स्पंद का स्वाभाविक मान है।
भ्रमित न करें: विकिरण ऊर्जा स्रोत का समग्र रूप से वर्णन करती है, जबकि विकिरण उद्भासन यह वर्णन करता है कि किसी विशेष सतह पर क्या पहुंचता है।
नियमन: DIN 5031-1 · ISO 80000-7
फ्लुएंस और फ्लुएंस दर (H0, E0) J/m², W/m² में
फ्लुएंस दर, किसी छोटे गोले के संदर्भ में प्रति अनुप्रस्थ-काट क्षेत्र विकिरण शक्ति है; फ्लुएंस इसका कालिक समाकल है। विकिरण उद्भासन के विपरीत, जो एक समतल सतह को संदर्भित करता है और तिरछे आपतित विकिरण को कोसाइन से भारित करता है, यहाँ सभी दिशाओं से आने वाला विकिरण पूरी तरह गिना जाता है। यूवी विसंक्रमण में, फ्लुएंस जल में किसी सूक्ष्मजीव के लिए भौतिक रूप से सही विकिरण मात्रा राशि है।
भ्रमित न करें: किसी दिशिक विकिरण क्षेत्र में फ्लुएंस और विकिरण उद्भासन समान होते हैं; विसरित क्षेत्र में फ्लुएंस किसी समतल पर मापे गए उद्भासन से काफी अधिक हो सकता है।
नियमन: DVGW W 294 · DIN 19294
एक समतल सतह तिरछे विकिरण को कोसाइन से भारित करती है, जबकि एक छोटा गोला उसे सभी दिशाओं से पूरी तरह प्राप्त करता है। इसलिए जल रिएक्टर के विसरित क्षेत्र में फ्लुएंस विकिरण उद्भासन से अधिक होती है।
वही राशियाँ जिन्हें आँख के दीप्ति-दक्षता फलन V(λ) से भारित किया जाता है: लुमेन, लक्स, कैंडेला।
| राशि | प्रतीक | इकाई |
|---|---|---|
| ज्योति फ्लक्स | Φv | lm, लुमेन |
| ज्योति तीव्रता | Iv | cd, कैंडेला = lm/sr |
| प्रदीप्ति (इल्यूमिनेंस) | Ev | lx, लक्स = lm/m² |
| ज्योतिस्तर (ल्यूमिनेंस) | Lv | cd/m², निट |
| ज्योति उद्भासन | Hv | lx·s, lx·h |
| ज्योति दक्षता | η | lm/W |
| दीप्ति-दक्षता फलन | V(λ) | —, V′(λ) |
| ज्योति दक्षता स्थिरांक | Km | lm/W |
| प्रकाशमितीय सीमा दूरी | rmin | m |
ज्योति फ्लक्स (Φv) की इकाई lm
ज्योति फ्लक्स वह विकिरण शक्ति है जिसे दीप्ति-दक्षता फलन V(λ) से भारित किया गया है, जिसे लुमेन में मापा जाता है। यह सभी दिशाओं को समाहित करता है और इसलिए किसी प्रकाश स्रोत की कुल चमक का मापदंड है। एक 60 वाट का तापदीप्त लैंप लगभग 900 lm प्रदान करता है; समान चमक वाले एक LED लैंप को केवल लगभग 10 W की आवश्यकता होती है।
इससे भ्रमित न करें: यूवी विकिरण के लिए ज्योति फ्लक्स निरर्थक है: V(λ) 380 nm से नीचे शून्य होता है। एक यूवी स्रोत की शक्ति चाहे जो भी हो, उसका ज्योति फ्लक्स शून्य लुमेन होता है।
नियंत्रक मानक: DIN 5031-3 · ISO 80000-7
ज्योति तीव्रता (Iv) की इकाई cd
ज्योति तीव्रता एक दिशा में उत्सर्जित ज्योति फ्लक्स और घन कोण अवयव का भागफल है। इसे कैंडेला में मापा जाता है, जो प्रकाशमिति की SI आधार इकाई है। एक शक्तिशाली टॉर्च किरण के अनुदिश 1000 cd तक पहुँचती है।
इससे भ्रमित न करें: कैंडेला एक दिशा का वर्णन करता है, जबकि लुमेन पूरे स्रोत का। उच्च कैंडेला मान वाले लैंप में यदि प्रकाश अत्यधिक केंद्रित हो तो उसका लुमेन कम हो सकता है।
नियंत्रक मानक: DIN 5031-3 · ISO 80000-7
प्रदीप्ति (Ev) की इकाई lx
प्रदीप्ति आपतित ज्योति फ्लक्स और क्षेत्रफल का भागफल है, जिसे लक्स में मापा जाता है। यह विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) का प्रकाशमितीय समकक्ष है। कार्यालयों में लगभग 500 lx अनुशंसित है; धूप वाले दिन बाहर 100,000 lx तक पहुँचा जाता है।
इससे भ्रमित न करें: लक्स को सामान्यतः W/m² में परिवर्तित नहीं किया जा सकता। यह गुणक वर्णक्रम पर निर्भर करता है – यह रूपांतरण केवल किसी ज्ञात स्रोत के लिए स्वीकार्य है जिसका वर्णक्रमीय वितरण मापा गया हो।
नियंत्रक मानक: DIN 5031-3 · DIN EN 12464-1
ज्योतिस्तर (Lv) की इकाई cd/m²
ज्योतिस्तर उत्सर्जित ज्योति फ्लक्स और क्षेत्रफल अवयव तथा घन कोण के गुणनफल का भागफल है। यह एकमात्र प्रकाशमितीय राशि है जो सीधे चमक की अनुभूति से मेल खाती है, और यह दूरी से स्वतंत्र है। एक कंप्यूटर डिस्प्ले सामान्यतः लगभग 300 cd/m² पर होता है।
इससे भ्रमित न करें: ज्योतिस्तर माप मापन क्षेत्र कोण पर निर्भर करते हैं: बहुत बड़ा स्पॉट पृष्ठभूमि का औसत ले लेता है और परिणाम वास्तविक से कम आता है।
नियंत्रक मानक: DIN 5031-3 · ISO 80000-7
ज्योति उद्भासन (Hv) की इकाई lx·s
ज्योति उद्भासन प्रदीप्ति का कालिक समाकल है और इस प्रकार विकिरण उद्भासन का प्रकाशमितीय समकक्ष है। यह वहाँ प्रकट होता है जहाँ प्रकाश-प्रेरित परिवर्तन संचयी होता है: औषधीय प्रकाश स्थायित्व परीक्षण में, संग्रहालय प्रकाशन में और रंगों के फीके पड़ने में।
इससे भ्रमित न करें: ICH Q1B के अनुसार निकट यूवी में कम से कम 200 W·h/m² की यूवी विकिरण मात्रा भी आवश्यक है – केवल lx·h पर्याप्त नहीं हैं।
नियंत्रक मानक: DIN 5031-3 · ICH Q1B
ज्योति दक्षता (η) की इकाई lm/W
ज्योति दक्षता ज्योति फ्लक्स और विद्युत इनपुट शक्ति का भागफल है। तापदीप्त लैंप लगभग 15 lm/W तक पहुँचते हैं, फ्लोरोसेंट लैंप 60 से 100 lm/W तक, और आज के श्वेत LED 150 lm/W से अधिक। 555 nm पर एकवर्णीय विकिरण के लिए सैद्धांतिक ऊपरी सीमा 683 lm/W है।
इससे भ्रमित न करें: किसी लैंप की ज्योति दक्षता विद्युत शक्ति के संदर्भ में होती है, जबकि विकिरण की ज्योति दक्षता विकिरण फ्लक्स के संदर्भ में – समान इकाई वाले दो भिन्न मान।
नियंत्रक मानक: DIN 5031-3
दीप्ति-दक्षता फलन (V(λ))
V(λ) प्रकाशाधिक्य दृष्टि (फोटोपिक विज़न) में आँख की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता का वर्णन करता है। यह 555 nm पर शिखर पर होता है, 380 और 780 nm पर लगभग शून्य हो जाता है, और 1924 से CIE द्वारा परिभाषित है। V′(λ) मंद प्रकाश दृष्टि (स्कोटोपिक विज़न) पर लागू होता है जिसका अधिकतम मान 507 nm पर है। प्रत्येक प्रकाशमितीय राशि अपनी विकिरणमितीय समकक्ष राशि का V(λ)-भारित संस्करण है।
इससे भ्रमित न करें: कोई लक्स मीटर V(λ) को कितनी निकटता से पुनरुत्पादित करता है, यह वर्णक्रमीय बेमेल f₁′ द्वारा वर्णित किया जाता है। LED प्रकाश के साथ खराब मिलान का प्रभाव तापदीप्त प्रकाश की तुलना में अधिक होता है।
नियंत्रक मानक: CIE 018 · DIN 5031-3
प्रकाशमितीय राशियाँ विकिरण को आँख की दीप्ति-दक्षता से भारित करती हैं। 380 nm से नीचे V(λ) शून्य है – इसलिए एक यूवी स्रोत का व्यावहारिक रूप से कोई ज्योति फ्लक्स नहीं होता, और एक लक्स मीटर यूवी नहीं मापता।
ज्योति दक्षता स्थिरांक (Km) की इकाई lm/W
Km = 683 lm/W, 555 nm पर दीप्ति-दक्षता फलन के शिखर पर विकिरण शक्ति और ज्योति फ्लक्स के बीच रूपांतरण गुणक है। ज्योति फ्लक्स Φv = Km · ∫Φe,λ·V(λ)dλ से प्राप्त होता है। 2019 के SI संशोधन के बाद से कैंडेला को इसी संख्यात्मक मान के माध्यम से परिभाषित किया जाता है।
इससे भ्रमित न करें: 683 lm/W केवल 555 nm पर लागू होता है। किसी भी वास्तविक स्रोत के लिए रूपांतरण गुणक कम होता है, और यह वर्णक्रम पर निर्भर करता है।
नियंत्रक मानक: SI-Einheitensystem · CIE 018
प्रकाशमितीय सीमा दूरी (rmin) की इकाई m
प्रकाशमितीय सीमा दूरी वह न्यूनतम दूरी है जिसके परे व्युत्क्रम-वर्ग नियम की त्रुटि एक निर्धारित सीमा से नीचे रहती है। एक अंगूठे के नियम के रूप में यह सबसे बड़े ज्योतिर्मय आयाम का पाँच से दस गुना होती है; 1 % त्रुटि सीमा के लिए यह दस गुना होती है। इसके नीचे स्रोत अब बिंदु स्रोत नहीं रह जाता।
इससे भ्रमित न करें: सीमा दूरी के भीतर – सीधे किसी यूवी LED सरणी के नीचे या किसी क्षेत्र ल्यूमिनेयर के नीचे – विकिरण तीव्रता 1/r² की तुलना में कहीं अधिक धीरे-धीरे घटती है। वहाँ व्युत्क्रम-वर्ग नियम लागू करना काफी हद तक त्रुटिपूर्ण है।
नियंत्रक मानक: DIN 5032-1
वर्णिकता, वर्ण तापमान, वर्ण प्रतिपादन – एक स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर किसी प्रकाश स्रोत के रंग के बारे में क्या बताता है।
| राशि | संकेत | इकाई |
|---|---|---|
| त्रि-उद्दीपन मान | X, Y, Z | — |
| मानक प्रेक्षक (2° और 10°) | CIE 1931 / CIE 1964 | — |
| वर्णिकता निर्देशांक | x, y | — |
| CIE 1960 UCS वर्णिकता | u, v | — |
| CIE 1976 UCS वर्णिकता | u′, v′ | — |
| CIELAB वर्ण अवकाश | L*, a*, b* | — |
| DIN99 वर्ण अवकाश (Lab99) | L99, a99, b99 | — |
| वर्ण अंतर | ΔE | — |
| वर्ण तापमान और संबंधित वर्ण तापमान | T, Tn | K, CCT |
| प्लांकियन रेखा से दूरी | Δuv | — |
| सामान्य वर्ण प्रतिपादन सूचकांक | Ra | —, CRI |
| विशेष वर्ण प्रतिपादन सूचकांक | R1 से R15 | — |
| IES TM-30 की निष्ठा सूचकांक | Rf | — |
| IES TM-30 की परास सूचकांक | Rg | — |
| संतृप्ति और वर्णता | S, C* | — |
| वर्ण कोण | h | °, hab |
| प्रमुख तरंगदैर्घ्य | λd | nm |
| वर्ण शुद्धता | pe | % |
| मैकएडम दीर्घवृत्त | SDCM | Stufen |
त्रि-उद्दीपन मान (X, Y, Z)
त्रि-उद्दीपन मान वर्णक्रमीय वितरण को तीन वर्ण मिलान फलनों x̄(λ), ȳ(λ) और z̄(λ) से भारित करके तथा समाकलन करके प्राप्त होते हैं: X = k·∫S(λ)·x̄(λ)dλ, इसी प्रकार Y और Z के लिए भी। Y को इस प्रकार परिभाषित किया गया है कि यह चमक के संगत हो – प्रकाश स्रोतों के लिए Y प्रदीप्ति के अनुपाती होता है। हर अन्य वर्णमापी राशि X, Y और Z से रूपांतरित होती है।
इससे भ्रमित न करें: समान त्रि-उद्दीपन मान वाले दो स्पेक्ट्रम भौतिक रूप से भिन्न होते हुए भी एक समान दिखते हैं – यही मेटामेरिज्म है। इसीलिए किसी प्रकाश स्रोत का आकलन करने के लिए केवल वर्णिकता पर्याप्त नहीं है; वर्ण प्रतिपादन भी इसके साथ आवश्यक है।
नियमन: CIE 015 · DIN 5033-2
मानक प्रेक्षक (2° और 10°) (CIE 1931 / CIE 1964)
2° मानक प्रेक्षक (CIE 1931) दो डिग्री के क्षेत्र में वर्ण दृष्टि का वर्णन करता है, जैसे सामान्य दूरी से किसी छोटे क्षेत्र को देखना। 10° मानक प्रेक्षक (CIE 1964) बड़े क्षेत्रों पर लागू होता है और विस्तृत सतहों का बेहतर वर्णन करता है। दोनों समान स्पेक्ट्रम के लिए थोड़ी भिन्न वर्णिकता देते हैं; यह अंतर संकीर्ण-बैंड LED स्पेक्ट्रम के लिए सबसे अधिक होता है।
इससे भ्रमित न करें: विभिन्न प्रेक्षकों से प्राप्त वर्णिकता, वर्ण तापमान और वर्ण अंतर की तुलना नहीं की जानी चाहिए। किसका उपयोग किया गया, यह हर मापन रिकॉर्ड में होना चाहिए।
नियमन: CIE 015 · DIN 5033-2 · ISO/CIE 11664-1
2° प्रेक्षक (CIE 1931) छोटे क्षेत्रों पर लागू होता है, 10° प्रेक्षक (CIE 1964) बड़े क्षेत्रों पर। वर्ण मान तभी तुलनीय होते हैं जब प्रेक्षक बताया गया हो।
वर्णिकता निर्देशांक (x, y)
वर्णिकता निर्देशांक त्रि-उद्दीपन मानों को उनके योग से सामान्यीकृत करके प्राप्त होते हैं: x = X/(X+Y+Z), y = Y/(X+Y+Z)। यह युग्म चमक से स्वतंत्र रूप से वर्णिकता का वर्णन करता है और नाल के आकार के वर्णिकता आरेख में आंकित किया जाता है। श्वेत बिंदु लगभग x = 0.33, y = 0.33 पर स्थित होते हैं।
इससे भ्रमित न करें: वर्णिकता आरेख प्रत्यक्षतः समान नहीं है: हरे क्षेत्र में समान ज्यामितीय दूरी नीले क्षेत्र की तुलना में बहुत कम अनुभूत अंतर दर्शाती है। दूरी के आकलन के लिए u′v′ या CIELAB का उपयोग किया जाना चाहिए।
नियमन: CIE 015 · DIN 5033-3
x, y वर्णिकता आरेख और u′, v′ UCS आरेख समान रंग दर्शाते हैं। u′, v′ में समान दूरियाँ समान अनुभूत वर्ण अंतर के अधिक निकट होती हैं।
CIE 1960 UCS वर्णिकता (u, v)
CIE 1960 UCS आरेख रूपांतरण u = 4X/(X+15Y+3Z) और v = 6Y/(X+15Y+3Z) से प्राप्त होता है। इसे 1976 में u′v′ द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया था परंतु यह अभी भी आवश्यक है: संबंधित वर्ण तापमान और प्लांकियन रेखा से दूरी Δuv आज भी इस आरेख में परिभाषित की जाती है।
इससे भ्रमित न करें: u दोनों आरेखों में समान है, v नहीं: v′ = 1.5·v। मानों को गड़बड़ाने से वर्ण तापमान गलत निकलता है।
नियमन: CIE 015 · DIN 5033-3
CIE 1976 UCS वर्णिकता (u′, v′)
CIE 1976 UCS आरेख में वर्णिकता u′ = 4X/(X+15Y+3Z) और v′ = 9Y/(X+15Y+3Z) से निकलती है। यह आरेख xy आरेख की तुलना में काफी अधिक समान है: Δu′v′ की 0.0054 दूरी लगभग हर जगह विभेदन सीमा के संगत होती है। यह LED बैचों के प्रसार और लुमिनेयर की सहनशीलता निर्दिष्टीकरण के लिए सामान्य माप है।
इससे भ्रमित न करें: समान होने का अर्थ सटीक नहीं है: u′v′ भी अनुभूति का केवल सन्निकटन करता है। वस्तु वर्णों के लिए CIELAB अधिक सटीक विकल्प है।
नियमन: CIE 015 · ISO/CIE 11664-5
CIELAB वर्ण अवकाश (L*, a*, b*)
CIELAB वर्ण अवकाश त्रि-उद्दीपन मानों को घनमूल फलन के माध्यम से तीन अक्षों पर मैप करता है: चमक के लिए L*, 0 से 100 तक, लाल बनाम हरे के लिए a*, पीले बनाम नीले के लिए b*। रूपांतरण के लिए एक संदर्भ श्वेत की आवश्यकता होती है, आमतौर पर मानक प्रदीपक D65 या D50। दो बिंदुओं के बीच की यूक्लिडियन दूरी वर्ण अंतर ΔE*ab है।
इससे भ्रमित न करें: CIELAB किसी प्रदीपन के अंतर्गत वस्तु के वर्ण का वर्णन करता है, प्रकाश स्रोत का नहीं। प्रकाश स्रोतों के लिए वर्णिकता, वर्ण तापमान और वर्ण प्रतिपादन उचित राशियाँ हैं।
नियमन: ISO/CIE 11664-4 · DIN EN ISO 11664-4
a*b* तल में, वर्णता C* उद्गम से दूरी है और वर्ण कोण h दिशा है। वर्ण अंतर ΔE*ab L*a*b* अवकाश में दो बिंदुओं के बीच की दूरी है।
DIN99 वर्ण अवकाश (Lab99) (L99, a99, b99)
DIN 6176 का DIN99 वर्ण अवकाश CIELAB को इस तरह विरूपित करता है कि ΔE00 के जटिल भारण फलनों के बिना ही अनुभूति समानता प्राप्त हो जाती है। तब वर्ण अंतर बस यूक्लिडियन दूरी ΔE99 होता है। इसका उपयोग मुख्यतः कोटिंग, वस्त्र और वाहन उद्योगों में किया जाता है।
इससे भ्रमित न करें: इसके कई प्रकार हैं (DIN99, DIN99b, DIN99c, DIN99d)। किसका उपयोग किया गया, यह बताया जाना चाहिए, अन्यथा आंकड़े तुलनीय नहीं हैं।
नियमन: DIN 6176
वर्ण अंतर (ΔE)
वर्ण अंतर किसी समान वर्ण अवकाश में दो वर्णिकताओं के बीच की दूरी है। ΔE*ab CIELAB में यूक्लिडियन दूरी है, ΔE00 चमक, वर्णता और वर्ण कोण के लिए भारण फलनों के साथ परिष्कृत CIEDE2000 सूत्र है। ΔE का मान 1 न्यूनतम अनुभूत अंतर माना जाता है; औद्योगिक व्यवहार में 3 से कम का ΔE आमतौर पर पर्याप्त माना जाता है।
इससे भ्रमित न करें: कौन सा सूत्र लागू है, यह बताया जाना चाहिए: ΔE*ab, ΔE94, ΔE00 और ΔE99 समान दो रंगों के लिए भिन्न संख्याएँ देते हैं।
नियमन: ISO/CIE 11664-4 · ISO/CIE 11664-6 · DIN 6176
वर्ण तापमान और संबंधित वर्ण तापमान (T, Tn) K में
वर्ण तापमान T एक प्लांकियन विकिरक का तापमान है जिसकी वर्णिकता स्रोत की वर्णिकता से मेल खाती है। क्योंकि वास्तविक लैंपों के लिए यह लगभग कभी भी सटीक रूप से सत्य नहीं होता, संबंधित वर्ण तापमान Tn (CCT) का उपयोग किया जाता है: CIE 1960 UCS आरेख में सबसे कम दूरी पर स्थित प्लांकियन विकिरक का तापमान। गर्म श्वेत लगभग 2700 से 3000 K तक रहता है, तटस्थ श्वेत 4000 K पर, दिवालोक श्वेत 5300 K से ऊपर।
इससे भ्रमित न करें: संबंधित वर्ण तापमान केवल तभी अर्थपूर्ण है जब वर्णिकता प्लांकियन रेखा के निकट हो – सामान्य कसौटी है |Δuv| ≤ 0.005। इससे अधिक दूर, समान CCT वाले दो स्रोत दृश्यतः भिन्न रंग दर्शाते हैं।
नियमन: DIN 5031-8 · CIE 015 · ANSI C78.377
संबंधित वर्ण तापमान समताप रेखा से पढ़ा जाता है, Δuv प्लांकियन रेखा से दूरी देता है। समान CCT वाले दो स्रोत हरिताभ या गुलाबी दिख सकते हैं।
प्लांकियन रेखा से दूरी (Δuv)
Δuv CIE 1960 UCS आरेख में प्लांकियन रेखा से वर्णिकता की लांबिक दूरी है, चिह्न सहित: धनात्मक मान रेखा के ऊपर स्थित होते हैं और हरिताभ दिखते हैं, ऋणात्मक मान नीचे स्थित होते हैं और गुलाबी दिखते हैं। ANSI C78.377 श्वेत LED उत्पादों के लिए स्वीकार्य विचलन को ±0.006 तक सीमित करता है।
इससे भ्रमित न करें: समान वर्ण तापमान वाले दो लैंप Δuv में काफी भिन्न हो सकते हैं और तब दृश्यतः भिन्न दिख सकते हैं। Δuv के बिना CCT बताना अपूर्ण है।
नियमन: ANSI C78.377 · DIN 5031-8
सामान्य वर्ण प्रतिपादन सूचकांक (Ra)
CIE 13.3:1995 का सामान्य वर्ण प्रतिपादन सूचकांक परीक्षण स्रोत के अंतर्गत आठ मानकीकृत परीक्षण वर्णों की वर्णिकताओं की तुलना समान वर्ण तापमान के एक संदर्भ स्रोत के अंतर्गत उनसे करता है – 5000 K से नीचे एक प्लांकियन विकिरक, इससे ऊपर एक दिवालोक प्रदीपक। माध्य वर्ण अंतर से Ra = 100 − 4.6·ΔE̅ प्राप्त होता है। 90 से ऊपर के मान बहुत अच्छे माने जाते हैं, 80 से नीचे के मान अंदरूनी उपयोग के लिए अपर्याप्त।
इससे भ्रमित न करें: Ra आठ कमज़ोर संतृप्त वर्णों का औसत है। एक LED Ra 85 तक पहुँच सकता है और फिर भी संतृप्त लाल को धुँधला प्रस्तुत कर सकता है – इसी के लिए R9 है। संकीर्ण-बैंड स्रोतों के लिए TM-30 अधिक सूचनाप्रद पद्धति है।
नियमन: CIE 13.3:1995 · DIN 6169
Ra, R1 से R8 तक विशेष सूचकांकों का माध्य है: आठ मध्यम संतृप्त परीक्षण वर्ण, प्रत्येक की तुलना संदर्भ और परीक्षण प्रकाश के अंतर्गत की जाती है।
विशेष वर्ण प्रतिपादन सूचकांक (R1 बीस R15)
R1 से R8 वे आठ कमज़ोर संतृप्त परीक्षण वर्ण हैं जिनसे Ra का औसत निकाला जाता है। R9 से R15 अतिरिक्त हैं: R9 संतृप्त लाल, R10 संतृप्त पीला, R11 संतृप्त हरा, R12 संतृप्त नीला, R13 हल्की त्वचा रंगत, R14 पत्ती हरा, R15 एशियाई त्वचा रंगत। R9 महत्वपूर्ण मान है: कमज़ोर लाल घटक वाले श्वेत LED के लिए यह अक्सर 20 से नीचे गिर जाता है बिना कि Ra स्पष्ट रूप से घटे।
इससे भ्रमित न करें: विशेष सूचकांक ऋणात्मक हो सकते हैं। मांस, वस्त्र या त्वचा का आकलन करने वालों को Ra पर निर्भर होने के बजाय R9, R13 और R15 माँगना चाहिए।
नियमन: CIE 13.3:1995 · DIN 6169
एक उच्च Ra एक कमज़ोर R9 को छिपा सकता है। संतृप्त लाल औसत में बिल्कुल शामिल नहीं होता।
IES TM-30 की निष्ठा सूचकांक (Rf)
IES TM-30-15 का Rf यह आकलन करता है कि कोई प्रकाश स्रोत संदर्भ की तुलना में वर्णों को कितनी सटीकता से प्रस्तुत करता है। Ra के विपरीत, यह सूचकांक 99 वर्ण नमूनों पर आधारित है जो वास्तविक सतहों और संपूर्ण वर्ण अवकाश को समान रूप से आवृत करते हैं, और यह समान CAM02-UCS में परिकलित होता है। पैमाना 0 से 100 तक चलता है।
इससे भ्रमित न करें: Rf और Ra समान संख्या नहीं हैं और एक-दूसरे में रूपांतरित नहीं की जा सकतीं। संकीर्ण-बैंड स्रोतों के लिए Rf आमतौर पर कुछ कम आता है और अनुभूति के अधिक निकट होता है।
नियमन: IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20 · CIE 224:2017
Rf 99 परीक्षण वर्णों पर वर्ण निष्ठा का आकलन करता है, Rg संतृप्ति का। वर्ण सदिश आरेखिकी दर्शाती है कि किन वर्ण-कोण खंडों में कोई स्रोत रंगों को विस्थापित करता है।
IES TM-30 की परास सूचकांक (Rg)
Rg परीक्षण और संदर्भ स्रोत के अंतर्गत वर्ण अवकाश में 99 परीक्षण वर्णों द्वारा घेरे गए क्षेत्रफल की तुलना करता है। 100 से ऊपर के मान का अर्थ है कि वर्ण अधिक संतृप्त दिखते हैं, इससे नीचे के मान का अर्थ है वे अधिक फीके दिखते हैं। सामान्यतः Rg 60 से 140 के बीच रहता है।
इससे भ्रमित न करें: केवल Rg अपने आप में गुणवत्ता नहीं है: उच्च मान अत्यधिक संतृप्त लाल से आ सकता है जो ध्यान आकर्षित करता है परंतु निष्ठापूर्ण नहीं होता। केवल Rf और Rg मिलकर वर्ण सदिश आरेखिकी के साथ ही एक चित्र देते हैं।
नियमन: IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20
संतृप्ति और वर्णता (S, C*)
वर्णता C* किसी वर्ण की तटस्थ अक्ष से दूरी है: CIELAB में C*ab = √(a*² + b*²)। संतृप्ति S इस वर्णता को चमक से संबंधित करती है, S = C*/L*, और इस प्रकार वर्ण की प्रभाविता का वर्णन करती है, इस बात से स्वतंत्र कि वर्ण कितना उज्ज्वल है। वर्ण कोण h के साथ यह CIELAB अवकाश का ध्रुवीय निरूपण देता है।
इससे भ्रमित न करें: रोज़मर्रा के उपयोग में वर्णता और संतृप्ति को समान माना जाता है परंतु ये समान नहीं हैं: भिन्न चमक पर समान संतृप्ति वाले दो क्षेत्रों की वर्णता भिन्न होती है।
नियमन: ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1
वर्ण कोण (h) ° में
वर्ण कोण CIELAB के a*b* तल में वर्ण का ध्रुवीय कोण है: hab = arctan(b*/a*), 0 से 360 डिग्री तक दिया जाता है। यह वर्ण को चमक और वर्णता से अलग करता है और इसलिए वह राशि है जिसके बारे में लोग रंग की बात करते समय बात करते हैं: "थोड़ा और पीलापन" का अर्थ है एक बड़ा वर्ण कोण।
इससे भ्रमित न करें: तटस्थ अक्ष के निकट वर्ण कोण अनिर्धारित हो जाता है: बहुत कम वर्णता पर यह वर्ण की प्रभाविता में बदलाव के बिना ही अत्यधिक उतार-चढ़ाव दिखाता है।
नियमन: ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1
प्रमुख तरंगदैर्घ्य (λd) nm में
प्रमुख तरंगदैर्घ्य ज्यामितीय रूप से प्राप्त होती है: श्वेत बिंदु से स्रोत की वर्णिकता के माध्यम से एक रेखा खींची जाती है और वर्णिकता आरेख की स्पेक्ट्रम रेखा तक बढ़ाई जाती है। प्रतिच्छेदन बिंदु की तरंगदैर्घ्य λd है। यह अनुभूत वर्ण का वर्णन करती है और इसलिए रंगीन LED के लिए निर्णायक बिनिंग राशि है।
इससे भ्रमित न करें: शिखर तरंगदैर्घ्य और प्रमुख तरंगदैर्घ्य समान नहीं हैं और किसी LED के लिए कई नैनोमीटर से भिन्न हो सकती हैं: λp स्पेक्ट्रम की भौतिकी से आती है, λd अनुभूति से। पर्पल रंगों के लिए कोई प्रतिच्छेदन नहीं होता; इसके बदले पूरक तरंगदैर्घ्य दी जाती है।
नियमन: CIE 015 · DIN 5033-3
श्वेत बिंदु से वर्णिकता के माध्यम से गई रेखा स्पेक्ट्रम रेखा से प्रमुख तरंगदैर्घ्य पर मिलती है। इस रेखा पर वर्णिकता कितनी दूर स्थित है, यह वर्णमापी शुद्धता है।
वर्ण शुद्धता (pe) % में
वर्ण शुद्धता श्वेत बिंदु से वर्णिकता की दूरी और श्वेत बिंदु से स्पेक्ट्रम रेखा की दूरी का अनुपात है, वही रेखा पर जो प्रमुख तरंगदैर्घ्य देती है। श्वेत का मान 0 % है, एक शुद्ध वर्णक्रमीय वर्ण का 100 %। λd के साथ यह चमक को छोड़कर वर्ण की प्रभाविता का पूर्ण वर्णन करती है।
इससे भ्रमित न करें: इसकी दो परिभाषाएँ हैं: वर्णिकता आरेख के माध्यम से उत्तेजन शुद्धता और त्रि-उद्दीपन मानों के माध्यम से वर्णमापी शुद्धता। संख्यात्मक मान भिन्न होते हैं।
नियमन: CIE 015 · DIN 5033-3
मैकएडम दीर्घवृत्त (SDCM) Stufen में
मैकएडम दीर्घवृत्त वर्णिकता आरेख में उन क्षेत्रों का वर्णन करते हैं जिनके भीतर दो वर्णिकताओं को अलग नहीं किया जा सकता। एक चरण (1 SDCM, standard deviation of colour matching) उस विभेदन सीमा का दीर्घवृत्त है। लुमिनेयर आमतौर पर 3- या 5-चरण की सहनशीलता में दिए जाते हैं; अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए 3 चरण या उससे कम की आवश्यकता होती है।
इससे भ्रमित न करें: चरण आंकड़ा वर्णिकता पर लागू होता है, वर्ण प्रतिपादन पर नहीं। समान 3-चरण बिन में दो LED R9 में काफी भिन्न हो सकती हैं।
नियमन: ANSI C78.377 · IEC 60081
1-चरण दीर्घवृत्त के भीतर, वर्ण अंतर मुश्किल से अनुभव में आते हैं। LED डेटाशीट अक्सर बिनिंग सहनशीलता को 3 या 5 चरणों के रूप में देती हैं।
ऊर्जा नहीं बल्कि कण गणना – यह दृष्टिकोण प्रकाश रसायन विज्ञान और उद्यान प्रकाश व्यवस्था में अपनाया जाता है।
| राशि | प्रतीक | इकाई |
|---|---|---|
| फोटॉन फ्लक्स | Φp | µmol/s, फोटॉन/s |
| प्रकाश-संश्लेषी फोटॉन फ्लक्स घनत्व (PPFD) | PPFD | µmol/(m²·s) |
| प्रकाश-संश्लेषी सक्रिय विकिरण (PAR) | PAR | —, 400–700 nm |
| लब्धि फोटॉन फ्लक्स (YPF) | YPF | µmol/s |
| दैनिक प्रकाश समाकल (DLI) | DLI | mol/(m²·d) |
| क्वांटम लब्धि | Φ | — |
फोटॉन फ्लक्स (Φp) की इकाई µmol/s
फोटॉन फ्लक्स प्रकाश क्वांटा की गणना करता है, न कि उनकी ऊर्जा की। यह विकिरणी फ्लक्स से Φp = Φe·λ/(h·c·NA) के माध्यम से निकलता है। जहाँ भी कोई अभिक्रिया प्रति अवशोषित फोटॉन के अनुसार आगे बढ़ती है - प्रकाश रसायन विज्ञान, प्रकाश बहुलकीकरण और प्रकाश संश्लेषण में - वहाँ फोटॉन गणना ही सही संदर्भ है, वाट नहीं।
इसके साथ भ्रमित न करें: वाट और µmol के बीच रूपांतरण तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करता है: 660 nm पर एक फोटॉन में 330 nm के फोटॉन की केवल आधी ऊर्जा होती है। ज्ञात वर्णक्रम के बिना यह रूपांतरण अद्वितीय नहीं होता।
नियंत्रित करने वाला मानक: DIN 5031-1
प्रकाश-संश्लेषी फोटॉन फ्लक्स घनत्व (PPFD) (PPFD) की इकाई µmol/(m²·s)
प्रकाश-संश्लेषी फोटॉन फ्लक्स घनत्व यह बताता है कि 400 से 700 nm तक की सीमा में कितने फोटॉन प्रति सेकंड एक वर्ग मीटर पर पड़ते हैं। यह फोटॉन गणना में विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) के समतुल्य है और इसे क्वांटम सेंसर से मापा जाता है। दोपहर के समय सूर्यप्रकाश 2,000 µmol/(m²·s) तक पहुँचता है; ग्रीनहाउस प्रकाश व्यवस्था सामान्यतः 200 से 800 तक होती है।
इसके साथ भ्रमित न करें: PPFD को लक्स में बदलना अस्वीकार्य है: लक्स आँख की संवेदनशीलता के अनुसार भारांकित करता है, जो लाल और नीले रंग में लगभग कुछ भी नहीं गिनती - ठीक वहीं जहाँ पौधे कार्य करते हैं।
नियंत्रित करने वाला मानक: ASABE S640
एक वाट लाल प्रकाश में एक वाट नीले प्रकाश की तुलना में अधिक फोटॉन होते हैं। पौधों के लिए फोटॉन गणना महत्वपूर्ण है, इसलिए PPFD को W/m² के बजाय µmol/(m²·s) में मापा जाता है।
प्रकाश-संश्लेषी सक्रिय विकिरण (PAR) (PAR)
PAR 400 से 700 nm तक की वर्णक्रमीय सीमा को दर्शाता है जिसमें क्लोरोफिल प्रकाश संश्लेषण के लिए फोटॉनों का उपयोग करता है। इसलिए PAR कोई मापा गया मान नहीं है, बल्कि वह सीमा है जिससे PPFD, PPF और DLI संबंधित हैं। विस्तारित परिभाषाओं में दूर लाल क्षेत्र में एमर्सन प्रभाव को दर्ज करने के लिए ePAR का उपयोग 750 nm तक किया जाता है।
इसके साथ भ्रमित न करें: "PAR watts" एक अस्पष्ट आँकड़ा है: इसका सामान्यतः अर्थ PAR सीमा में विकिरण तीव्रता होता है, न कि फोटॉन फ्लक्स घनत्व। ल्यूमिनेयरों की तुलना करते समय यह जाँचना उचित है कि इन दोनों में से किसे संदर्भित किया जा रहा है।
नियंत्रित करने वाला मानक: ASABE S640
लब्धि फोटॉन फ्लक्स (YPF) (YPF) की इकाई µmol/s
YPF प्रत्येक फोटॉन को McCree के बाद सापेक्ष क्वांटम लब्धि वक्र के साथ भारांकित करता है, जो लगभग 620 nm पर लाल रंग में शिखर पर होता है और हरे रंग में गिरता है। यह अभारांकित PPF की तुलना में प्रकाश-संश्लेषी प्रदर्शन का अधिक सटीक वर्णन करता है, लेकिन इसका उल्लेख कम बार किया जाता है क्योंकि यह वक्र व्यक्तिगत प्रजातियों की अल्पकालिक पत्ती मापों से प्राप्त किया गया था।
इसके साथ भ्रमित न करें: YPF और PPFD तुलनीय नहीं हैं। ल्यूमिनेयरों की तुलना करने वाले किसी भी व्यक्ति को समान राशि का उपयोग करना चाहिए।
नियंत्रित करने वाला मानक: ASABE S640
दैनिक प्रकाश समाकल (DLI) (DLI) की इकाई mol/(m²·d)
दैनिक प्रकाश समाकल 24 घंटों में PPFD का कालिक समाकल है, जिसे प्रति वर्ग मीटर प्रति दिन मोल फोटॉनों में दिया जाता है। स्थिर प्रकाश व्यवस्था पर DLI = PPFD · t / 10⁶ होता है, जहाँ t सेकंड में है। सलाद पत्ता 12 से 17 mol/(m²·d) तक में काम चला लेता है, जबकि टमाटर को 20 से अधिक की आवश्यकता होती है।
इसके साथ भ्रमित न करें: DLI का संबंध PPFD से वैसा ही है जैसा विकिरण मात्रा का संबंध विकिरण तीव्रता से है: वही दैनिक मात्रा कम समय में अधिक प्रकाश से या लंबे समय में कम प्रकाश से प्राप्त की जा सकती है - जैविक रूप से यह हमेशा समतुल्य नहीं होता।
नियंत्रित करने वाला मानक: ASABE S640
दैनिक प्रकाश समाकल 24 घंटों में PPFD के नीचे का क्षेत्र है, जिसे mol/(m²·d) में मापा जाता है।
क्वांटम लब्धि (Φ)
क्वांटम लब्धि परिवर्तित अणुओं की संख्या और अवशोषित फोटॉनों की संख्या का अनुपात है। एक से कम मान सामान्य नियम हैं; रेडिकल प्रकाश बहुलकीकरण जैसी श्रृंखला अभिक्रियाओं में यह बहुत अधिक हो सकता है। यह मापी गई विकिरण मात्रा को रासायनिक रूपांतरण से जोड़ता है और स्पष्ट करता है कि समान विकिरण मात्रा पर दो फॉर्मूलेशन अलग-अलग स्तर तक क्यों क्योर होते हैं।
इसके साथ भ्रमित न करें: क्वांटम लब्धि फोटोइनिशिएटर, मैट्रिक्स और तरंगदैर्घ्य की प्रणाली की विशेषता है - इसे किसी उपकरण से नहीं पढ़ा जा सकता और इसे एक अनुप्रयोग से दूसरे में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता।
नियंत्रित करने वाला मानक: IUPAC Gold Book
क्रिया वर्णक्रम (action spectrum) से भारित विकिरण: एरिथेमली प्रभावी, कीटाणुनाशक (जर्मिसाइडल), एक्टिनिक।
| राशि | प्रतीक | इकाई |
|---|---|---|
| क्रिया वर्णक्रम | s(λ) | — |
| प्रभावी विकिरण तीव्रता | Eeff | W/m², mW/cm² |
| एरिथेमली प्रभावी विकिरण तीव्रता और यूवी सूचकांक | Eer, UVI | W/m² |
| कीटाणुनाशक प्रभावी विकिरण उद्भासन | Hgerm | J/m², mJ/cm² |
| नीली-रोशनी भारित रेडियंस | LB | W/(m²·sr) |
| एक्टिनिक यूवी खतरा | ES | W/m² |
| UV-A विकिरण तीव्रता | EUVA | W/m² |
| उद्भासन सीमा मान | Heff | J/m² |
| क्योरिंग विकिरण मात्रा | HUV | mJ/cm², J/m² |
क्रिया वर्णक्रम (s(λ))
क्रिया वर्णक्रम तरंगदैर्घ्यों को उनकी जैविक या रासायनिक प्रभावशीलता के अनुसार भारित करता है, जिसे उसके अधिकतम मान पर सामान्यीकृत किया जाता है। सुपरिचित उदाहरण हैं एरिथेमा क्रिया वर्णक्रम, कीटाणुनाशक क्रिया वर्णक्रम, IEC 62471 का एक्टिनिक खतरा फलन तथा दीप्ति दक्षता फलन V(λ) – यह भी एक क्रिया वर्णक्रम है, अर्थात दृष्टि के लिए।
इसके साथ भ्रमित न करें: प्रतीक S(λ) का दो बार उपयोग होता है: IEC 62471 में यह एक्टिनिक खतरा फलन है, जबकि रेडियोमेट्री में यह किसी स्रोत का वर्णक्रमीय वितरण है। संदर्भ से यह स्पष्ट होना चाहिए कि किसका आशय है।
नियंत्रित मानक: IEC 62471 · ISO/CIE 17166 · CIE 015
प्रभावी विकिरण तीव्रता स्रोत वर्णक्रम को क्रिया वर्णक्रम से, तरंगदैर्घ्य दर तरंगदैर्घ्य, गुणा करने से प्राप्त होती है। केवल वही भाग शेष रहता है जहाँ दोनों अतिव्यापन करते हैं।
प्रभावी विकिरण तीव्रता (Eeff) W/m² में
प्रभावी विकिरण तीव्रता वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता को किसी क्रिया वर्णक्रम से भारित करके तथा समाकलन करके प्राप्त होती है: Eeff = ∫Eλ·s(λ)dλ। केवल इसी प्रकार भिन्न वर्णक्रम वाले स्रोतों की किसी प्रभाव के संबंध में तुलना की जा सकती है। लगभग प्रत्येक व्यावसायिक उद्भासन सीमा तथा यूवी विसंक्रमण में विकिरण मात्रा आवश्यकताएँ ऐसी ही भारित राशि को संदर्भित करती हैं; अपवाद अभारित UV-A सीमा है।
इसके साथ भ्रमित न करें: क्रिया वर्णक्रम बताए बिना प्रभावी विकिरण तीव्रता निरर्थक है। एक ही लैंप के एरिथेमली, कीटाणुनाशक और एक्टिनिक रूप से तीन भिन्न मान होते हैं।
नियंत्रित मानक: IEC 62471 · DIN EN 14255-1 · OStrV
एरिथेमली प्रभावी विकिरण तीव्रता और यूवी सूचकांक (Eer, UVI) W/m² में
एरिथेमली प्रभावी विकिरण तीव्रता विकिरण को ISO/CIE 17166 के एरिथेमा क्रिया वर्णक्रम से भारित करती है, जो UV-B में शिखर पर होता है और UV-A में कई कोटियों तक घट जाता है। यूवी सूचकांक 25 mW/m² के संदर्भ में दिया गया मान है: UVI = Eer[W/m²] · 40। यूवी सूचकांक 8, 0.2 W/m² एरिथेमली प्रभावी विकिरण तीव्रता के अनुरूप है।
इसके साथ भ्रमित न करें: यूवी सूचकांक बाहरी वातावरण में सूर्य पर लागू होता है। यह कार्यस्थल पर कृत्रिम यूवी स्रोतों पर लागू नहीं होता – वहाँ जर्मन OStrV की उद्भासन सीमाएँ लागू होती हैं।
नियंत्रित मानक: ISO/CIE 17166 · DIN EN 14255-1
एरिथेमा क्रिया वर्णक्रम UV-B से UV-A तक तीन से चार कोटियों तक घट जाता है। यूवी सूचकांक एरिथेमली भारित विकिरण तीव्रता से प्राप्त होता है।
कीटाणुनाशक प्रभावी विकिरण उद्भासन (Hgerm) J/m² में
कीटाणुनाशक प्रभावी विकिरण उद्भासन वह विकिरण मात्रा है जो कीटाणुनाशक क्रिया वर्णक्रम से भारित होती है, जिसका अधिकतम मान लगभग 260 nm पर DNA अवशोषण शिखर के निकट होता है। DVGW कोड W 294 और DIN 19294 पेयजल विसंक्रमण के लिए फ्लुएंस के रूप में कम से कम 400 J/m² (40 mJ/cm²) की आवश्यकता रखते हैं, जिसे बायोडोसिमेट्रिक रूप से प्रदर्शित किया जाता है।
इसके साथ भ्रमित न करें: 265 या 275 nm पर UV-C LED के साथ भारण निर्णायक होता है: यदि वर्णक्रमीय बेमेल का ध्यान न रखा जाए, तो 254 nm पर अंशांकित मापन 275 nm LED के लिए बहुत कम दिखाता है।
नियंत्रित मानक: DVGW W 294 · DIN 19294 · ÖNORM M 5873
कीटाणुनाशक प्रभाव DNA अवशोषण का अनुसरण करता है, जिसका अधिकतम मान 265 nm पर है। 254 nm पर Hg लाइन और 275 nm पर UV-C LED दोनों ही अधिकतम के निकट स्थित हैं।
नीली-रोशनी भारित रेडियंस (LB) W/(m²·sr) में
LB वर्णक्रमीय रेडियंस को फलन B(λ) से भारित करता है, जो 400 से 500 nm के बीच शिखर पर होता है, और इस प्रकार फोटोकेमिकल रेटिनल खतरे का आकलन करता है। LB और अनुमत उद्भासन अवधि से किसी लैंप का छूट प्राप्त समूह या जोखिम समूह 1 से 3 में वर्गीकरण प्राप्त होता है।
इसके साथ भ्रमित न करें: छोटे स्रोतों और कम अवलोकन समय के लिए रेडियंस के स्थान पर नीली-रोशनी भारित विकिरण तीव्रता EB का उपयोग किया जाता है। कौन सी राशि लागू होती है यह स्रोत के कोणीय विस्तार पर निर्भर करता है।
नियंत्रित मानक: IEC 62471 · DIN EN 62471
एक्टिनिक यूवी खतरा (ES) W/m² में
एक्टिनिक यूवी खतरा विकिरण तीव्रता को IEC 62471 और ICNIRP के फलन S(λ) से भारित करता है, जो फोटोकेराटाइटिस और त्वचा की लालिमा को संयुक्त करता है। यह वह राशि है जिसके विरुद्ध प्रति कार्य दिवस 30 J/m² की उद्भासन सीमा की जाँच की जाती है, और यह यूवी उपकरणों पर प्रत्येक जोखिम आकलन का सामान्य प्रारंभिक बिंदु है।
इसके साथ भ्रमित न करें: एक्टिनिक आकलन UV-A को केवल आंशिक रूप से कवर करता है। इसके अतिरिक्त UV-A पर एक अलग, अभारित सीमा लागू होती है।
नियंत्रित मानक: IEC 62471 · ICNIRP · TROS IOS
UV-A विकिरण तीव्रता (EUVA) W/m² में
EUVA वह विकिरण तीव्रता है जो 315 से 400 nm तक की सीमा में अभारित रूप से समाकलित की जाती है। आँख के लिए उद्भासन सीमा प्रति कार्य दिवस 10,000 J/m² है; 10 W/m² पर इससे लगभग 17 मिनट की अनुमत अवधि प्राप्त होती है। फ्लोरोसेंट और पेनेट्रेंट निरीक्षण में यही मान सीमाकारी है, न कि एक्टिनिक आकलन।
इसके साथ भ्रमित न करें: सीमा मान मानक के अनुसार भिन्न होते हैं: DIN 5031-7 और CIE, UV-A को 315 से 400 nm पर रखते हैं, DIN/ISO 20473 इसे 315 से 380 nm पर रखता है, और अमेरिकी स्रोत 320 nm से मानते हैं। पाठों की तुलना करते समय, प्रयुक्त सीमा का उल्लेख उनके साथ होना चाहिए।
नियंत्रित मानक: TROS IOS · ICNIRP · DIN/ISO 20473
उद्भासन सीमा मान (Heff) J/m² में
उद्भासन सीमा मान आठ घंटे के कार्य दिवस में कर्मचारियों के उद्भासन की ऊपरी सीमा तय करता है। असंसक्त (इनकोहेरेंट) यूवी विकिरण के लिए एक्टिनिक रूप से भारित Heff = 30 J/m² लागू होता है, साथ ही UV-A के लिए 10,000 J/m²। मापी गई Eeff से अनुमत ठहराव समय t = Heff/Eeff प्राप्त होता है – 1 W/m² एक्टिनिक पर यह 30 s है।
इसके साथ भ्रमित न करें: यह सीमा कोई लक्ष्य नहीं बल्कि एक ऊपरी सीमा है। यह सभी उद्भासनों के दैनिक योग पर लागू होती है, न कि किसी एक घटना पर।
नियंत्रित मानक: OStrV · TROS IOS · RL 2006/25/EG · ICNIRP
30 J/m² (एक्टिनिक रूप से भारित) की सीमा को प्रभावी विकिरण तीव्रता से भाग देने पर प्रति कार्य दिवस अनुमत उद्भासन समय प्राप्त होता है।
क्योरिंग विकिरण मात्रा (HUV) mJ/cm² में
क्योरिंग विकिरण मात्रा वह विकिरण उद्भासन है जो प्रयुक्त फोटोइनिशिएटर के अवशोषण परास के संदर्भ में पूर्ण क्रॉस-लिंकिंग के लिए आवश्यक है। सामान्य मान 200 से 2000 mJ/cm² के बीच होते हैं। चूँकि फोटोइनिशिएटर संकीर्ण बैंडों में अवशोषण करते हैं, इसलिए मापन का तरंगदैर्घ्य परास सदैव विकिरण मात्रा के मान के साथ दिया जाना चाहिए।
इसके साथ भ्रमित न करें: बैंड के बिना दिया गया विकिरण मात्रा का मान निरर्थक है: 500 mJ/cm² UV-A और 500 mJ/cm² UV-C पूर्णतः भिन्न प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं। इसलिए बेल्ट रेडियोमीटर अलग-अलग चैनलों में मापन करते हैं।
नियंत्रित मानक: DIN EN 13523-25
स्रोत से लक्ष्य तक के मार्ग में क्या खो जाता है: पारगमन, परावर्तन, अवशोषण।
| राशि | प्रतीक | इकाई |
|---|---|---|
| पारगमन गुणांक | τ | —, % |
| परावर्तन गुणांक | ρ | —, % |
| अवशोषण गुणांक | α | —, % |
| प्रकाशीय घनत्व | OD | —, A (Extinktion) |
| अवशोषण गुणांक | a | 1/m, 1/cm |
| 254 nm पर वर्णक्रमीय अवशोषण गुणांक | SAK254 | 1/m, UVT % में |
पारगमन गुणांक (τ)
पारगमन गुणांक आपतित विकिरण शक्ति और पारगमित विकिरण शक्ति का अनुपात है, τ = Φt/Φ0। यह तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करता है: फ्यूज्ड सिलिका UV-C पारगमित करता है, बोरोसिलिकेट कांच बमुश्किल, और साधारण खिड़की का कांच बिल्कुल नहीं। किसी यूवी प्रक्रिया के लिए सुरक्षा ट्यूब या विंडो का पारगमन गुणांक कार्य बिंदु पर विकिरण तीव्रता को सीधे निर्धारित करता है।
इसे इससे भ्रमित न करें: मापा गया पारगमन गुणांक दोनों सतहों पर होने वाली परावर्तन हानियों को शामिल करता है। शुद्ध सामग्री का हिस्सा – आंतरिक पारगमन गुणांक – अधिक होता है।
नियंत्रित मानक: DIN 5036-3 · DIN EN 410
लैम्बर्ट-बीयर के अनुसार, पारगमन गुणांक पथ लंबाई के साथ चरघातांकी रूप से घटता है। प्रकाशीय घनत्व की हर इकाई इसे दसवें भाग तक कम कर देती है।
परावर्तन गुणांक (ρ)
परावर्तन गुणांक आपतित विकिरण शक्ति और परावर्तित विकिरण शक्ति का अनुपात है। यूवी में, सामग्रियां व्यापक रूप से भिन्न होती हैं: PTFE और बेरियम सल्फेट 250 nm से नीचे भी 95 % से अधिक विसरित परावर्तन प्राप्त करते हैं, एनोडाइज्ड एल्युमिनियम काफी कम, साधारण सफेद रंग यूवी में गिर जाते हैं। विकिरणन कक्षों में परावर्तन विकिरण तीव्रता में महत्वपूर्ण योगदान देता है।
इसे इससे भ्रमित न करें: दर्पण-सम (specular) और विसरित (diffuse) परावर्तन में अंतर करना आवश्यक है: दर्पण विकिरण को दिशात्मक रूप से वापस फेंकता है, जबकि PTFE सतह इसे समान रूप से गोलार्ध में फैलाती है। समाकलन गोला के लिए केवल विसरित परावर्तन ही उपयोगी है।
नियंत्रित मानक: DIN 5036-3 · CIE 130
अवशोषण गुणांक (α)
अवशोषण गुणांक आपतित विकिरण शक्ति और अवशोषित विकिरण शक्ति का अनुपात है। पारगमन और परावर्तन के साथ मिलकर ऊर्जा संतुलन τ + ρ + α = 1 लागू होता है। अवशोषित विकिरण ही एकमात्र ऐसी विकिरण है जिसका प्रकाशरासायनिक प्रभाव हो सकता है – पारगमित या परावर्तित विकिरण का कोई प्रभाव नहीं होता।
इसे इससे भ्रमित न करें: अवशोषण गुणांक विमाहीन होता है और आपतित शक्ति के संदर्भ में होता है; इसके विपरीत, अवशोषण गुणांक (a) यह वर्णन करता है कि सामग्री में विकिरण कितनी तेज़ी से क्षय होता है और इसकी इकाई 1/m है।
नियंत्रित मानक: DIN 5036-3
प्रकाशीय घनत्व (OD)
प्रकाशीय घनत्व पारगमन गुणांक का ऋणात्मक दशमिक लघुगणक है: OD = −log₁₀τ। OD 1, 10 % पारगमित करता है, OD 2 एक प्रतिशत, OD 3 एक प्रति सहस्र। चूंकि श्रृंखला में लगे फिल्टरों के प्रकाशीय घनत्व जुड़ जाते हैं, यह फिल्टर स्टैक और सुरक्षा चश्मों के लिए व्यावहारिक राशि है।
इसे इससे भ्रमित न करें: विश्लेषण में इसी राशि को एक्सटिंक्शन या अवशोषण A कहा जाता है। सुरक्षा चश्मों के लिए सुरक्षा स्तर प्रत्येक तरंगदैर्घ्य श्रेणी के लिए दिया जाता है – वहां एक अकेला OD मान पर्याप्त नहीं है।
नियंत्रित मानक: DIN EN 170 · DIN 5036-3
अवशोषण गुणांक (a), 1/m में
लैम्बर्ट-बीयर नियम के अनुसार, एक समांगी माध्यम में विकिरण तीव्रता चरघातांकी रूप से क्षय होती है: E(d) = E₀·e−a·d। अवशोषण गुणांक a सामग्री-विशिष्ट क्षय स्थिरांक है जो पथ लंबाई प्रति है। जल उपचार में इससे प्रवेश गहराई ज्ञात होती है: a = 10 1/m पर 10 cm के बाद विकिरण का केवल एक-तिहाई भाग शेष रहता है।
इसे इससे भ्रमित न करें: एक प्राकृतिक (आधार e) और एक दशमिक (आधार 10) रूप होता है; वे ln 10 = 2.303 के गुणक से भिन्न होते हैं। मान लेते समय आधार की जांच अवश्य करनी चाहिए।
नियंत्रित मानक: DIN 38404-3
254 nm पर वर्णक्रमीय अवशोषण गुणांक (SAK254), 1/m में
SAK₂₅₄, DIN 38404-3 के अनुसार मापा गया, 254 nm पर जल का दशमिक अवशोषण गुणांक है। पेयजल सामान्यतः 1 से 5 1/m तक होता है, अपशिष्ट जल इससे काफी अधिक। इसे प्रायः 1 cm पथ पर UV पारगमन गुणांक के रूप में उद्धृत किया जाता है: SAK 5 1/m लगभग 89 % UVT के अनुरूप है।
इसे इससे भ्रमित न करें: SAK₂₅₄ अवशोषण का वर्णन करता है, न कि गंदलेपन का। कण अतिरिक्त रूप से प्रकीर्णन करते हैं और SAK को अधिक बदले बिना सूक्ष्मजीवों को छिपा सकते हैं।
नियंत्रित मानक: DIN 38404-3 · DVGW W 294
घन कोण, व्युत्क्रम-वर्ग नियम, कोसाइन त्रुटि, अनिश्चितता – दो उपकरण अलग-अलग मान क्यों दिखाते हैं।
| राशि | संकेत | इकाई |
|---|---|---|
| घन कोण | Ω | sr, स्टेरेडियन |
| व्युत्क्रम-वर्ग नियम | E ~ 1/r² | — |
| कोसाइन त्रुटि | f₂ | % |
| वर्णक्रमीय बेमेल | f₁′ | % |
| रैखिकता | f₃ | % |
| मापन क्षेत्र कोण | α | ° |
| वर्णक्रमीय विभेदन | ΔλFWHM | nm |
| मापन अनिश्चितता | U | % |
| मापीय अनुरेखणीयता | — | — |
घन कोण (Ω) की इकाई sr में
घन कोण एक शंकु द्वारा गोले की सतह से काटे गए क्षेत्रफल और गोले की त्रिज्या के वर्ग का भागफल है: Ω = A/r²। पूर्ण गोले में लगभग 4π ≈ 12.57 sr होता है, अर्धगोले में 2π sr। 10 डिग्री के किरण कोण के लिए यह लगभग 0.024 sr के बराबर होता है।
इससे भ्रमित न हों: अर्ध किरण कोण और पूर्ण किरण कोण को अक्सर मिला दिया जाता है। स्टेरेडियन में परिवर्तित करने पर इससे चार गुना का अंतर आ जाता है।
मानक: ISO 80000-3
घन कोण, कटे हुए गोलीय क्षेत्रफल को त्रिज्या के वर्ग से विभाजित करने पर प्राप्त होता है। पूर्ण गोले में 4π sr होता है।
व्युत्क्रम-वर्ग नियम (E ~ 1/r²)
एक बिंदु स्रोत के लिए E = I/r²: विकिरण तीव्रता दूरी के वर्ग के साथ घटती है, क्योंकि समान शक्ति एक ऐसे क्षेत्रफल पर फैलती है जो वर्गाकार रूप से बढ़ता है। यह नियम सिस्टम डिज़ाइन में हर दूरी परिवर्तन का आधार है।
इससे भ्रमित न हों: यह केवल प्रकाशमितीय सीमांत दूरी से परे लागू होता है। एक LED सरणी के नीचे, एक ट्यूबलर लैंप के नीचे या विकिरणन कक्ष के भीतर यह बड़ी त्रुटियों का कारण बनता है – वहां केवल एक सिमुलेशन या एक मापन ही सहायक होता है।
मानक: DIN 5032-1
व्युत्क्रम-वर्ग नियम केवल सीमांत दूरी से परे लागू होता है, जहाँ स्रोत को एक बिंदु के रूप में माना जा सकता है।
कोसाइन त्रुटि (f₂) की इकाई % में
एक आदर्श विकिरण तीव्रता ग्राही ε कोण पर आपतित विकिरण को cos ε से भारित करता है। f₂ आंकड़ा इससे विचलन का वर्णन करता है। DIN 5032-7 के अनुसार, कक्षा L में f₂ अधिकतम 1.5 % और कक्षा A में 3 % हो सकता है। विसरित विकिरणन या बड़े क्षेत्रफल के स्रोतों के साथ एक खराब कोसाइन प्रतिक्रिया सीधे पठन में आ जाती है।
इससे भ्रमित न हों: बड़ी दूरी से लंबवत आपतन पर कोसाइन त्रुटि मुश्किल से दिखाई देती है। यही कारण है कि प्रयोगशाला और संयंत्र मापन अक्सर मेल नहीं खाते।
मानक: DIN 5032-7 · DIN EN 13032-1
एक आदर्श ग्राही तिरछे आपतित विकिरण को cos θ से भारित करता है। इससे विचलन ही कोसाइन त्रुटि है।
वर्णक्रमीय बेमेल (f₁′) की इकाई % में
f₁′ किसी उपकरण की सापेक्ष वर्णक्रमीय अनुक्रियाशीलता के लक्ष्य वक्र से विचलन को मापता है, उदाहरण के लिए लक्स मीटर के लिए V(λ) या यूवी विकिरणमापी के लिए एक क्रिया वर्णक्रम। छोटे f₁′ वाला सेंसर अपरिचित वर्णक्रमों के लिए भी सही पठन देता है; बड़े f₁′ के साथ अंशांकन गुणांक केवल उस स्रोत के लिए मान्य होता है जिसके विरुद्ध इसे अंशांकित किया गया था।
इससे भ्रमित न हों: यही कारण है कि "यह किस लैंप के विरुद्ध अंशांकित किया गया था?" प्रश्न हर व्यापक-बैंड विकिरणमापी के लिए निर्णायक होता है। जो कोई भी स्रोत तकनीक बदलता है – मान लीजिए पारद वाष्प से यूवी LED में – उसे नए अंशांकन या एक स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर की आवश्यकता होती है।
मानक: DIN 5032-7 · CIE 220
यदि मापे गए लैंप का वर्णक्रम अंशांकन वर्णक्रम से भिन्न होता है, तो एक विकिरणमापी गलत पठन देता है – जितना कम इसकी अनुक्रियाशीलता लक्ष्य वक्र का अनुसरण करती है, उतना ही अधिक।
रैखिकता (f₃) की इकाई % में
f₃ आंकड़ा विकिरण तीव्रता और पठन के बीच रैखिक संबंध से विचलन का वर्णन करता है। इसे मापन सीमा के कई बिंदुओं पर जाँचा जाता है। उच्च विकिरण तीव्रताओं पर, जैसा कि यूवी LED सरणियों के नीचे या क्योरिंग सिस्टम में होता है, यह सीमित गुण है – वहाँ सेंसर संतृप्त हो जाते हैं।
इससे भ्रमित न हों: एक उपकरण जो 10 mW/cm² पर सही पठन देता है, वह 2 W/cm² पर प्रतिशत के अनुसार गलत हो सकता है। इसलिए मापन सीमा सेंसर के चयन और अंशांकन प्रमाणपत्र का हिस्सा है।
मानक: DIN 5032-7
मापन क्षेत्र कोण (α) की इकाई ° में
मापन क्षेत्र कोण यह परिभाषित करता है कि एक रेडियंस या ल्युमिनेंस मीटर स्रोत का कौन सा भाग ग्रहण करता है। सामान्य मान एक डिग्री या एक डिग्री का पाँचवाँ भाग हैं। IEC 62471 के तहत आकलनों में यह निर्धारित है, क्योंकि जोखिम समूह उस कोण पर निर्भर करता है जिस पर औसत लिया जाता है।
इससे भ्रमित न हों: यदि मापन क्षेत्र स्रोत से बड़ा है, तो अंधेरी पृष्ठभूमि भी औसत में शामिल हो जाती है और रेडियंस बहुत कम पढ़ी जाती है। यदि यह छोटा है, तो एक स्थानीय शिखर मापा जाता है।
मानक: IEC 62471 · DIN 5032-7
वर्णक्रमीय विभेदन (ΔλFWHM) की इकाई nm में
वर्णक्रमीय विभेदन उपकरण फलन की अर्ध-अधिकतम पर पूर्ण चौड़ाई है, अर्थात वह चौड़ाई जिस तक उपकरण एक अनंत रूप से संकीर्ण रेखा को चौड़ा कर देता है। यह स्लिट की चौड़ाई, ग्रेटिंग और डिटेक्टर पिक्सेल द्वारा निर्धारित होता है। पारद वाष्प लैंप जैसे रेखा उत्सर्जकों का आकलन करने के लिए यह रेखा दूरी से काफी छोटा होना चाहिए।
इससे भ्रमित न हों: डेटा बिंदुओं की चरण चौड़ाई विभेदन नहीं है। एक उपकरण 0.5 nm चरणों में आउटपुट दे सकता है और फिर भी केवल 5 nm को विभेदित कर सकता है।
मानक: CIE 214 · DIN 5032-1
स्लिट की चौड़ाई, ग्रेटिंग और डिटेक्टर एक स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर के वर्णक्रमीय विभेदन को निर्धारित करते हैं।
मापन अनिश्चितता (U) की इकाई % में
विस्तारित मापन अनिश्चितता U की गणना GUM के अनुसार व्यक्तिगत योगदानों से की जाती है और इसे k = 2 के कवरेज गुणांक के साथ बताया जाता है, जो लगभग 95 % कवरेज संभावना के अनुरूप है। यूवी रेडियोमेट्री में, मान्यता प्राप्त अंशांकन आम तौर पर तरंगदैर्घ्य और राशि के आधार पर दो से छह प्रतिशत के बीच होते हैं; संयंत्र में एक मापन की अनिश्चितता नियमित रूप से अधिक होती है।
इससे भ्रमित न हों: अंशांकन प्रमाणपत्र पर दी गई अनिश्चितता प्रयोगशाला परिस्थितियों पर लागू होती है। प्रक्रिया में, कोसाइन त्रुटि, वर्णक्रमीय बेमेल, संदूषण और तापमान इसके ऊपर जुड़ जाते हैं।
मानक: GUM / JCGM 100 · DIN EN ISO/IEC 17025
मापीय अनुरेखणीयता
अनुरेखणीयता का अर्थ है कि एक मापन परिणाम एक दस्तावेज़ीकृत, अटूट तुलनाओं की श्रृंखला के माध्यम से एक राष्ट्रीय या अंतरराष्ट्रीय मानक से संबंधित होता है, जिनमें से प्रत्येक की एक बताई गई अनिश्चितता होती है – जर्मनी में PTB तक। DIN EN ISO/IEC 17025 के तहत एक मान्यता प्राप्त अंशांकन प्रयोगशाला इस श्रृंखला को ISO 17025 अंशांकन प्रमाणपत्र के साथ प्रदर्शित करती है।
इससे भ्रमित न हों: एक फैक्ट्री प्रमाणपत्र एक अनुरेखणीय अंशांकन नहीं है। प्रक्रिया अनुमोदनों, ऑडिट और जोखिम आकलनों के लिए आमतौर पर मान्यता प्राप्त प्रमाणपत्र आवश्यक होता है।
मानक: DIN EN ISO/IEC 17025 · VIM / JCGM 200
एक मापन तब अनुरेखणीय होता है जब बताई गई अनिश्चितता के साथ अंशांकनों की एक अटूट श्रृंखला राष्ट्रीय मानक तक ले जाती है।
प्रकाशिकीय राशियों के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
रेडियोमेट्रिक राशियाँ विकिरण का आकलन ऊर्जात्मक रूप से, संपूर्ण वर्णक्रमीय परिसर में और आँख से स्वतंत्र होकर करती हैं। फोटोमेट्रिक राशियाँ वही राशियाँ हैं जिन्हें ल्यूमिनस एफिशिएंसी फलन V(λ) से भारित किया जाता है — और इसलिए ये केवल दृश्य परिसर 380 से 780 nm तक ही परिभाषित हैं। इस प्रकार एक यूवी स्रोत चाहे कितनी भी शक्ति उत्सर्जित करे, उसका lumen शून्य होता है। lux को W/m² में तभी परिवर्तित किया जा सकता है जब स्पेक्ट्रम ज्ञात हो।
Ra CIE 13.3:1995 के अनुसार आठ अल्प-संतृप्त परीक्षण रंगों का औसत है। एक LED Ra 85 तक पहुँच सकती है और फिर भी संतृप्त लाल रंग को फीका प्रस्तुत कर सकती है — यह केवल विशेष सूचकांक R9 से पता चलता है। इसके विपरीत, IES TM-30-15, 99 रंग नमूनों पर आधारित है और निष्ठा (Rf) को वर्ण-परिसर (Rg) से अलग करता है; संकीर्ण-बैंड LED स्पेक्ट्रा के लिए यह अधिक सूचनाप्रद आकलन है।
ब्रॉडबैंड विकिरणमापी (रेडियोमीटर) तब तक पर्याप्त है जब तक स्रोत ज्ञात और वर्णक्रमीय रूप से स्थिर है और सेंसर को उसी स्रोत के विरुद्ध अंशांकित किया गया था। जैसे ही स्रोत प्रौद्योगिकियों की तुलना की जाती है, जीर्णन के कारण स्पेक्ट्रम में बदलाव आता है, किसी क्रिया स्पेक्ट्रम को लागू करना पड़ता है या वर्णिकता निर्धारित करनी पड़ती है, तो वर्णक्रमीय वितरण S(λ) के बिना काम नहीं चलता। इस अंतर्निहित त्रुटि को स्पेक्ट्रल मिसमैच कहा जाता है।
सामान्यतः विकिरण मात्रा, अर्थात प्रभाव की तरंगदैर्घ्य सीमा में मापी गई विकिरण उद्भासन H, जो J/m² या mJ/cm² में होती है। विकिरण तीव्रता E केवल यह निर्धारित करती है कि विकिरण मात्रा कितनी तेज़ी से पहुँचती है। दोनों मान दस्तावेज़ीकरण में अलग-अलग दर्ज किए जाने चाहिए, क्योंकि जीर्ण होता हुआ लैंप समान समय में कम विकिरण मात्रा प्रदान करता है।