प्रकाश की शक्ति और इसकी गणना के सूत्र के बारे में क्या जाना जाता है
हमारी दुनिया की सबसे दिलचस्प और विवादास्पद घटना में से एक प्रकाश है। भौतिकी के लिए, यह कई गणनाओं के मूलभूत मापदंडों में से एक है। प्रकाश की मदद से, वैज्ञानिक हमारे ब्रह्मांड के अस्तित्व का सुराग खोजने की उम्मीद करते हैं, साथ ही मानवता के लिए नए अवसर भी खोलते हैं। रोजमर्रा की जिंदगी में, प्रकाश का भी बहुत महत्व है, खासकर विभिन्न कमरों में उच्च गुणवत्ता वाली रोशनी बनाते समय।
प्रकाश के महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक इसकी ताकत है, जो इस घटना की शक्ति की विशेषता है। यह प्रकाश की ताकत और इस पैरामीटर की गणना है जिसके लिए यह लेख समर्पित होगा।
अवधारणा के बारे में सामान्य जानकारी
भौतिकी में, चमकदार तीव्रता (Iv) का अर्थ है एक विशिष्ट ठोस कोण के भीतर निर्धारित चमकदार प्रवाह की शक्ति। इस अवधारणा से यह निष्कर्ष निकलता है कि इस पैरामीटर का अर्थ अंतरिक्ष में उपलब्ध सभी प्रकाश से नहीं है, बल्कि इसका केवल वह हिस्सा है जो एक निश्चित दिशा में विकीर्ण होता है।
उपलब्ध विकिरण स्रोत के आधार पर, यह पैरामीटर बढ़ेगा या घटेगा। इसके परिवर्तन सीधे ठोस कोण के मान से प्रभावित होंगे।
टिप्पणी! कुछ स्थितियों में, किसी भी कोण के लिए प्रकाश की तीव्रता समान होगी। यह उन स्थितियों में संभव है जहां प्रकाश विकिरण का स्रोत अंतरिक्ष की एक समान रोशनी पैदा करता है।
यह पैरामीटर प्रकाश की भौतिक संपत्ति को दर्शाता है, जो इसे चमक जैसे माप से अलग बनाता है, जो व्यक्तिपरक संवेदनाओं को दर्शाता है। इसके अलावा, भौतिकी में प्रकाश की शक्ति को शक्ति माना जाता है। अधिक सटीक होने के लिए, इसे शक्ति की एक इकाई के रूप में अनुमानित किया जाता है। वहीं, यहां की शक्ति अपनी सामान्य अवधारणा से अलग है। यहां, शक्ति न केवल उस ऊर्जा पर निर्भर करती है जो प्रकाश स्थापना उत्सर्जित करती है, बल्कि तरंग दैर्ध्य जैसी चीज पर भी निर्भर करती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रकाश विकिरण के प्रति लोगों की संवेदनशीलता सीधे तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करती है। यह निर्भरता वर्णक्रमीय चमकदार दक्षता के एक कार्य में परिलक्षित होती है। इस मामले में, चमकदार तीव्रता स्वयं चमकदार दक्षता पर निर्भर मात्रा है। 550 नैनोमीटर (हरा) के तरंग दैर्ध्य पर, यह पैरामीटर अपना अधिकतम मान लेगा। नतीजतन, मानव आंख विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश प्रवाह के प्रति कमोबेश संवेदनशील होगी।
इस सूचक के लिए माप की इकाई कैंडेला (सीडी) है।
टिप्पणी! एक मोमबत्ती से आने वाले विकिरण की शक्ति लगभग एक मोमबत्ती के बराबर होगी। पहले गणना सूत्र के लिए उपयोग किया जाने वाला अंतर्राष्ट्रीय कैंडलस्टिक 1.005 सीडी था।
एक मोमबत्ती की चमक
दुर्लभ मामलों में, माप की एक पुरानी इकाई का उपयोग किया जाता है - अंतर्राष्ट्रीय मोमबत्ती। लेकिन आधुनिक दुनिया में, इस मात्रा के लिए माप की इकाई, कैंडेला, लगभग हर जगह पहले से ही उपयोग की जाती है।
फोटोमेट्रिक पैरामीटर आरेख
IV सबसे महत्वपूर्ण फोटोमेट्रिक पैरामीटर है। इस मान के अलावा, सबसे महत्वपूर्ण फोटोमेट्रिक मापदंडों में चमक, साथ ही रोशनी शामिल है। विभिन्न प्रकार के कमरों में प्रकाश व्यवस्था बनाते समय इन सभी चार मूल्यों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। उनके बिना, प्रत्येक व्यक्तिगत स्थिति के लिए आवश्यक रोशनी के स्तर का अनुमान लगाना असंभव है।
चार सबसे महत्वपूर्ण प्रकाश विशेषताएँ
इस भौतिक घटना को समझने में आसानी के लिए, एक आरेख पर विचार करना आवश्यक है जो एक विमान को दर्शाता है जो प्रकाश के प्रसार को दर्शाता है।
प्रकाश की तीव्रता के लिए चार्ट
आरेख से पता चलता है कि Iv विकिरण स्रोत की दिशा पर निर्भर करता है। इसका मतलब यह है कि एक एलईडी बल्ब के लिए, जिसके लिए अधिकतम विकिरण की दिशा 0 ° के रूप में ली जाएगी, फिर 180 ° की दिशा में हमें जो मान चाहिए, उसे मापने पर 0 ° की दिशा की तुलना में एक छोटा मान प्राप्त होगा।
जैसा कि आप देख सकते हैं, आरेख में, दो स्रोतों (पीला और लाल) द्वारा प्रचारित विकिरण एक समान क्षेत्र को कवर करेगा। इस मामले में, मोमबत्ती की रोशनी के अनुरूप, पीला विकिरण बिखरा हुआ होगा। इसकी शक्ति लगभग 100 सीडी के बराबर होगी। इसके अलावा, इस मान का मान सभी दिशाओं में समान होगा। वहीं, रेड डायरेक्शनल रहेगा। 0° स्थिति में, इसका अधिकतम मान 225 cd होगा। इस मामले में, 0° से विचलन के मामले में यह मान घट जाएगा।
एसआई पैरामीटर संकेतन
चूँकि Iv एक भौतिक राशि है, इसलिए इसकी गणना की जा सकती है। इसके लिए एक विशेष सूत्र का उपयोग किया जाता है। लेकिन सूत्र तक पहुँचने से पहले यह समझना आवश्यक है कि SI प्रणाली में वांछित मान कैसे लिखा जाता है। इस प्रणाली में, हमारे मान को J के रूप में प्रदर्शित किया जाएगा (कभी-कभी इसे I के रूप में दर्शाया जाता है), जिसकी इकाई candela (cd) होगी। माप की इकाई दर्शाती है कि Iv 1/600,000 m2 के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र पर एक पूर्ण रेडिएटर द्वारा उत्सर्जित होता है। दिए गए अनुभाग के लंबवत दिशा में निर्देशित किया जाएगा। इस मामले में, उत्सर्जक का तापमान उस स्तर के करीब होगा, जिस पर 101325 Pa के दबाव पर, प्लैटिनम का जमना देखा जाएगा।
टिप्पणी! कैंडेला के माध्यम से, आप बाकी फोटोमेट्रिक इकाइयों को निर्धारित कर सकते हैं।
चूंकि अंतरिक्ष में प्रकाश प्रवाह असमान रूप से वितरित किया जाता है, इसलिए इस तरह की अवधारणा को एक ठोस कोण के रूप में पेश करना आवश्यक है। यह आमतौर पर प्रतीक द्वारा निरूपित किया जाता है।
जब आयाम सूत्र लागू किया जाता है तो गणना के लिए प्रकाश की तीव्रता का उपयोग किया जाता है।इस मामले में, यह मान सूत्रों के माध्यम से चमकदार प्रवाह से संबंधित है। ऐसी स्थिति में, चमकदार फ्लक्स, Iv और ठोस कोण का गुणनफल होगा, जिससे विकिरण फैलेगा।
चमकदार प्रवाह (Фv) चमकदार तीव्रता और ठोस कोण का उत्पाद है जिसमें प्रवाह फैलता है। = मैं ।
चमकदार प्रवाह सूत्र
इस सूत्र से यह पता चलता है कि Fv एक कैंडेला में Iv की उपस्थिति में एक विशिष्ट ठोस कोण (एक स्टेरेडियन) के भीतर प्रचारित आंतरिक प्रवाह है।
टिप्पणी! स्टेरेडियन एक ठोस कोण होता है जो एक गोले की सतह पर एक खंड को काटता है जो इस गोले की त्रिज्या के वर्ग के बराबर होता है।
इस मामले में, प्रकाश विकिरण के माध्यम से IV और शक्ति को जोड़ा जा सकता है। आखिरकार, Fv को एक ऐसे मूल्य के रूप में भी समझा जाता है जो प्रकाश विकिरण के उत्सर्जन की शक्ति को दर्शाता है जब इसे औसत मानव आंख द्वारा माना जाता है, जिसमें एक निश्चित आवृत्ति के विकिरण के प्रति संवेदनशीलता होती है। नतीजतन, निम्नलिखित समीकरण उपरोक्त सूत्र से प्राप्त किया जा सकता है:
प्रकाश की तीव्रता का सूत्र
यह एलईडी के उदाहरण में स्पष्ट रूप से देखा गया है। प्रकाश विकिरण के ऐसे स्रोतों में, इसकी शक्ति आमतौर पर खपत की गई शक्ति के बराबर होती है। नतीजतन, बिजली की खपत जितनी अधिक होगी, विकिरण स्तर उतना ही अधिक होगा।
जैसा कि आप देख सकते हैं, हमें जिस मूल्य की आवश्यकता है उसकी गणना करने का सूत्र इतना जटिल नहीं है।
अतिरिक्त गणना विकल्प
चूंकि वास्तविक स्रोत से अंतरिक्ष में आने वाले विकिरण का वितरण असमान होगा, इसलिए v अब स्रोत की संपूर्ण विशेषता के रूप में कार्य करने में सक्षम नहीं होगा। लेकिन केवल उस स्थिति के अपवाद के साथ जब, एक ही समय में, विभिन्न दिशाओं में उत्सर्जित विकिरण का वितरण निर्धारित नहीं किया जाएगा।
भौतिकी में वितरण Фv को चिह्नित करने के लिए, अंतरिक्ष की विभिन्न दिशाओं के लिए प्रकाश प्रवाह के विकिरण के स्थानिक घनत्व जैसी अवधारणा का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, Iv के लिए, पहले से ही परिचित सूत्र का उपयोग करना आवश्यक है, लेकिन थोड़े पूरक रूप में:
गणना करने का दूसरा सूत्र
यह सूत्र आपको विभिन्न दिशाओं में वांछित मूल्य का अनुमान लगाने की अनुमति देगा।
निष्कर्ष
प्रकाश की शक्ति न केवल भौतिकी में, बल्कि अधिक सांसारिक, रोजमर्रा के क्षणों में भी महत्वपूर्ण स्थान रखती है। यह पैरामीटर प्रकाश व्यवस्था के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जिसके बिना हमारे परिचित दुनिया का अस्तित्व असंभव है। इसी समय, इस मूल्य का उपयोग न केवल अधिक अनुकूल तकनीकी विशेषताओं वाले नए प्रकाश उपकरणों के विकास में किया जाता है, बल्कि प्रकाश व्यवस्था के संगठन से संबंधित कुछ गणनाओं में भी किया जाता है।
ग्राउंड लैंप के साथ इमारतों की रोशनी - सबसे लोकप्रिय, स्थापना का अवलोकन
एक लड़की के कमरे के लिए बच्चों के झूमर: चयन मानदंड