Simgeler ve birimlerle fotometrik büyüklükler

Fotometrik büyüklükler, ışığı insan gözünün algıladığı şekliyle tanımlar: yaklaşık 380 ila 780 nm arasındaki görünür spektrumda ışık verim fonksiyonu V(λ) ile ağırlıklandırılmış ışınım. Dört temel büyüklük, lümen cinsinden ışık akısı Φ, lüks cinsinden aydınlık şiddeti E, parlaklık L ve ışık şiddeti I'dır. Bu alana fotometri denir; enerjik karşılıkları ise radyometrik büyüklüklerdir.

Aydınlatma teknolojisi ve fotometrik büyüklükler, bilimsel, endüstriyel ve günlük bağlamlarda ışığın ve UV ışınımın anlaşılması ve uygulanması için temel oluşturur.

Işık, yaklaşık 380 ila 780 nanometre arasındaki görünür spektrumda yer alan elektromanyetik ışınımın görünür biçimidir.

Aydınlatma teknolojisi, belirli görsel etkiler elde etmek, enerjiyi verimli kullanmak ve yaşam kalitesini artırmak amacıyla ışığın üretilmesi, dağıtılması ve uygulanmasıyla ilgilenir. Bu büyüklüklere fotometrik büyüklükler de denir. Uzmanlık alanı fotometri olarak adlandırılır.

Aşağıdaki diyagramda dört fotometrik büyüklük gösterilmektedir. Tablo, her büyüklük için görsel bir temsil, matematiksel tanım, birim ve kısa bir açıklama içermektedir.

1. Işık akısı Φ
2. Aydınlık şiddeti E
3. Parlaklık L
4. Işık şiddeti I

İndirmek için tablo: Fotometrik büyüklükler ve birimler (XLSX) – dönüşüm faktörleri, semboller ve katı açı ile birlikte. Enerjik karşılıkları radyometrik büyüklükler altında, renkle ilgili olanlar ise kolorimetrik büyüklükler altında listelenmiştir. Tüm büyüklükler – sembol, birim ve ilgili hesaplayıcıyla birlikte – optik büyüklükler sözlüğünde yer almaktadır.

Işık maruziyeti H_v – aydınlatma şiddetinin süreyle çarpımı – bu sayfada kendine ait bir bölümü olmayan beş büyüklükten tek olanıdır: özellikle ICH Q1B'nin 1,2 milyon lux·h talep ettiği fotostabilite testlerinde ortaya çıkar. Tanım ve sınırlandırma optik büyüklükler sözlüğünde bulunmaktadır.

Işık akısı

Işık akısı, bir ışık kaynağı tarafından tüm yönlere yayılan toplam görünür ışık çıkışını tanımlayan fotometrik bir büyüklüktür. Lümen (lm) birimiyle ölçülür. Işık akısı, bir kaynak tarafından birim zamanda yayılan ışık enerjisi miktarını gösterir ve bir ışık kaynağının parlaklığının bir ölçüsüdür.

• Formül simgesi: Φ
• Birim: lümen, lm
• Tanım: V(lambda) ile ağırlıklandırılmış ışınım gücü.

Işık akısı, bir ışık kaynağı tarafından yayılan toplam görünür ışık miktarıdır. Işığın yayıldığı tüm yönleri hesaba katar ve bu nedenle ışık kaynağının toplam parlaklığının bir ölçüsüdür.

Örnek:

60 watt güç tüketimine sahip geleneksel bir ampulün ışık akısı yaklaşık 900 lümendir. Bu, lambanın tüm yönlere toplam 900 lümen görünür ışık yaydığı anlamına gelir. Buna karşılık, aynı şekilde 900 lümen ışık akısına sahip bir LED lamba yalnızca yaklaşık 10 watt tüketir. 

Işık akısı bir integre küre ile ölçülür.

Aydınlık düzeyi

Aydınlık düzeyi (E), bir yüzeye çarpan ışık akısını tanımlayan fotometrik bir büyüklüktür. Birim alan başına düşen ışık akısı olarak tanımlanır ve lüks (lx) birimiyle ölçülür. Bir lüks, bir lümen bölü metrekareye (lm/m²) karşılık gelir.

• Formül simgesi: E
• Birim: lm/m², Lux, Lx
• Tanım: Gelen ışık akısının alan büyüklüğüne bölünmesiyle elde edilen bölüm.

Aydınlık düzeyi, belirli bir yüzeye ne kadar ışık akısı düştüğünü gösterir ve böylece bu yüzeyde algılanan parlaklığı tanımlar. Aydınlatma tasarımı ve teknolojisinde önemli bir parametredir.

Örnek:

Güneşli bir günde, açık havadaki aydınlık düzeyi yaklaşık 100.000 lüks olabilir. Bu çok yüksek bir aydınlık düzeyidir ve parlak, iyi aydınlatılmış koşullar sağlar.

Tipik bir ofiste, konforlu ve üretken bir çalışma ortamı oluşturmak için önerilen aydınlık düzeyi yaklaşık 500 lükstür. Bu genellikle tavan aydınlatmaları ve masa lambaları ile sağlanır.
 

Parlaklık

Parlaklık, fotometrik bir büyüklüktür ve belirli bir yönden bakıldığında bir ışık kaynağının insan gözünde bıraktığı parlaklık izlenimini tanımlar. Kaynağın birim yüzeyi ve birim katı açı başına düşen ışık akısı olarak tanımlanır. Parlaklığın birimi kandela bölü metrekaredir (cd/m²).

• Formül simgesi: L
• Birim: lm/(sr m²), cd/m²
• Tanım: Yayılan ışık akısının, yüzey elemanı ile katı açının çarpımına bölünmesiyle elde edilen bölüm.

Parlaklık, bir ışık kaynağının belirli bir noktadan bakıldığında ne kadar parlak göründüğünü gösterir. Işık kaynağının yönünü ve alanını hesaba katar ve algılanan parlaklığın bir ölçüsüdür.

Örnek:

Bir bilgisayar ekranının tipik parlaklığı yaklaşık 300 cd/m² olabilir. Bu, ekranın normal görüntüleme için konforlu ve yeterli bir parlaklık sağladığı anlamına gelir.

Işık şiddeti

Işık şiddeti, bir ışık kaynağının belirli bir yönde, bir katı açı içinde yaydığı ışık akısını tanımlayan fotometrik bir büyüklüktür. Kandela (cd) birimiyle ölçülür; bir kandela, bir lümen bölü steradyana (lm/sr) karşılık gelir.

• Formül simgesi: I
• Birim: lm/sr, cd
• Tanım: Belirli bir yönde yayılan ışık akısının, katı açı elemanına bölünmesiyle elde edilen bölüm.

Işık şiddeti, bir ışık kaynağından belirli bir yönde ne kadar ışık akısı yayıldığını gösterir. Özellikle ışığın yönsel dağılımını tanımlamak için kullanışlıdır.

Örnek:

Güçlü bir LED el feneri, uzağa ulaşan odaklanmış bir ışık huzmesi oluşturmak için 1.000 kandela ışık şiddetine sahip olabilir.