Valgusvoog: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Resümee puudub |
|||
1. rida:
{| class="wikitable" style="float: right"
| Suuruse nimi: valgusvoog
|-
| Suuruse tähis: ''Φ'' või ''Φ''<sub>v</sub>
|-
| [[SI]] ühiku nimi: [[luumen]]
|-
| SI ühiku tähis: lm
|}
'''Valgusvoog''' (ingl k ''luminous flux'') on [[fotomeetria]] suurus, mis väljendab [[kiirgusvoog | kiirgusvoo]] valguslikku toimet [[silm]]ale. <ref> Eesti Entsüklopeedia, 10. kd, lk 185 </ref>
[[Valgusallikas]] muundab mingit liiki energia (peamiselt [[elektrienergia]]) [[elektromagnetiline kiirgus | elektromagnetkiirguseks]]. Valgusallika valgusvoog väljendab selle kiirguse nähtava, valgusliku osa [[võimsus]]t, seepärast lisataksevalgusvoo tähisele ''Φ'' tarbe korral indeks v (ladina k sõnast ''visus'' ’nägemine’), et seda voogu eristada [[kiirgusvoog|kiirgusvoost]] ''Φ''<sub>e</sub>.
[[Kategooria:Optika]]▼
Kiirgusvoogu mõõdetakse [[vatt]]ides (nagu muudegi [[energia]]suuruste võimsust), valgusvoo mõõtühik aga on [[luumen]]. Valgusvoog luumenites sõltub niisiis sellest, kuidas kiirguse valguslik toime silmale oleneb kiirguse lainepikkusest (valguse värvist).
== Valgusvoo matemaatiline määrang ==
[[Pilt:V-lambda-phot-scot.svg|pisi|350px|Suhteline spektraalne [[valgusefektiivsus]] päevanägemisel ''V(λ)'' (punane kõver) ja öönägemisel ''V'(λ)'' (sininekõver)]]
[[Valgustugevus]]e ühiku [[kandela]] (kui [[SI]] ühe põhiühiku) definitsioonist tuleneb vahetult, et kui monokromaatilise (ühevärvilise) valguse kiirgusvõimsus lainepikkusel 540·10<sup>12</sup> [[Hz]] (vastav [[lainepikkus]] õhus 555 [[nm]]) on 1 [[vatt]], siis on vastav valgusvoo väärtus 683 luumenit. Nimetatud lainepikkusel on silm kõige tundlikum. Muudel valguse lainepikkustel väheneb valgustundlikkus vastavalt [[valgusefektiivsus]]e kõveratele, mis on päeva- ja öönägemise jaoks kindlaks määranud [[Rahvusvaheline Valgustuskomisjon]] CIE (lühend prantsuse k nimest Commission Internationale de l'Éclairage).
Kui nt valguse lainepikkus on 430 nm, siis eelmärgitud 1-vatise kiirgusvõimsuse korral on suhteline valgusefektiivsus 0,2 × 683 = 136,6 luumenit. Elektromagnetkiirgus lainepikkustel alla 380 nm ja üle 780 nm silmas enam valgusaistingut esile ei kutsu.
Valgusvoo tuletamiseks [[kiirgusvoog|kiirgusvoost]] <math>\Phi_\mathrm{e}(\lambda)</math> tuleb spektraalne kiirgusvoog <math>\textstyle \frac{\mathrm{d}\Phi_\mathrm{e}(\lambda)} {\mathrm{d}\lambda}</math> iga lainepikkuse (<math>\lambda</math>) jaoks korrutada fotomeetrilise kiirgusekvivalendiga <math>K_\mathrm{m} V(\lambda)</math>, kus <math>K_\mathrm{m}</math> on kiirguse maksimaalne valgusefektiivsus ja <math> V(\lambda)</math> suhteline valgusefektiivsus. Siis avaldub valgusvoog [[integraal]]ina antud lainepikkuste vahemikus (nt 380 nm kuni 780 nm: <ref> http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=845-01-25 </ref>
:<math>\Phi_\mathrm{v} = K_\mathrm m \int_{0}^{\infty} V(\lambda)\ \frac{\mathrm{d}\Phi_\mathrm{e}(\lambda)}{\mathrm{d}\lambda}\ \mathrm{d}\lambda\ .</math>
Maksimaalne valgusefektiivsus <math>\textstyle K_\mathrm m \, = \, 683 \ \frac{\mathrm{lm}}{\mathrm{W}}</math> ja kõver <math>V(\lambda)</math> (vt joonis) kirjeldavad silma tundlikkust päevanägemisel. Öönägemise puhul on vastavad suurused <math>\textstyle K'_\mathrm m \, = \, 1699 \ \frac{\mathrm{lm}}{\mathrm{W}}</math> ja <math>V'(\lambda)</math>.
Samamoodi saab avaldada elektromagnetkiirguse nähtavat osa (valgust fotomeetrilises tähenduses) ka teiste valgussuuruste korral, kusjuures <math>\Phi_\mathrm{v}</math> ja <math>\Phi_\mathrm{e}</math> asendatakse näiteks vastavalt suurustega <math>I_\mathrm{v}</math> ja <math>I_\mathrm{e}</math> ([[valgustugevus]]e arvutustes) või suurustega <math>E_\mathrm{v}</math> ja <math>E_\mathrm{e}</math> ([[valgustustihedus]]e korral).
[[Pilt:Luminance Chamber.jpg|pisi|200px|Valgusvoo mõõtur avatult]]
== Valgusvoo mõõtmine ==
Valgusvoogu mõõdetakse peamiselt nn Ulbrichti kuuliga (ingl k ''integrating sphere''). [[:de: Friedrich Richard Ulbricht | F. R. Ulbricht]] oli Saksamaa Dresdeni Tehnikaülikooli professor, kes aastal 1900 esitas valgusvoo fotomeetri ehituspõhimõtte.<ref> [http://www.spektrum.de/lexikon/optik/lichtstrommessung/1861 Lichtstrommessung] </ref> Eestis võeti seda liiki fotomeeter (läbimõõduga 0,5 m) esmakordselt kasutusele 1923. a Riiklikus Katsekojas. <ref> [http://wise.ee/demo-minotec/uncategorized/valgusallikate-uued-uurimisvoimalused-tallinna-tehnikaulikoolis/ Valgusallikate uued uurimisvõimalused Tallinna Tehnikaülikoolis] </ref>
Nimetatud kuul kujutab endast kahest poolest koosnevat õõneskera, mille sisepind on värvitud mattvalgeks. Uuritav valgusallikas paigutatakse kera sisse ja valgustab korduva peegeldumise teel kogu sisepinda ühtlaselt. [[Fotoelektriline andur | Fotoanduriga]] mõõdetakse selle pinna ''A'' [[valgustustihedus]]t, mis on võrdeline valgusallika integraalse (kogu) valgusvooga:
:<math>\Phi_\mathrm{v} \sim \int_{A} E \,\mathrm{d} A.</math>
== Valgusvoo <math>\mathit{\Phi}_\mathrm{v}</math> seoseid teiste [[fotomeetria]] ja [[radiomeetria]] suurustega ==
{| class="wikitable"
|-
! Valgussuurus !! Suuruse <br> tähis!! Valem !! Mõõtühik <br> (tähis)!! Vastav suurus <br> [[radiomeetria]]s <br> (mõõtühik)
|-
| [[Valgustugevus]]
| <math>I_\mathrm{v}</math>
| <math>I_\mathrm{v} \, = \, \frac{\mathrm{d}\Phi_\mathrm{v}}{\mathrm{d}\Omega}</math>
| [[kandela]] <br> (cd)
| | [[Kiirgustugevus]] <math>I _\mathrm{e}</math> <br> (W/sr)
|-
| [[Valgustustihedus]]
| <math>E_\mathrm{v}</math>
| <math>E_\mathrm{v} \, = \, \frac{\mathrm{d}\Phi_\mathrm{v}}{\mathrm{d}A}</math>
| [[luks]] <br> (lx)
| [[Kiiritustihedus]] <math>E_\mathrm{e}</math> <br> (W/m²)
|-
| [[Heledus]]
| <math>L_\mathrm{v}</math>
| <math> L_\text{v} = \frac{\mathrm{d} \Phi_\text{v}}{\mathrm{d}A \ \text{cos} \vartheta \ \mathrm{d}\Omega}</math>
| kandela ruutmeetri kohta <br> (cd/m²)
| [[Kirkus]] <math>L_\mathrm{e}</math> <br> (W/(m²∙sr)
|}
== Valgusallikate valgusvoo näiteid ==
{| class = wikitable
|-
|[[Hõõglamp|'''Hõõglambid''']]<br>'''(230 V)'''<br>40 W: 410–470 lm<br>60 W: 700–800 lm<br>75 W: 920–1050 lm<br>100 W: 1300–1530 lm || [[Leedlamp | '''Leedlambid''']]<br>3–4 W: 220–250 lm <br>5–7 W: 410–470 lm <br>8–10 W: 700–800 lm <br>11–12 W: 900–1050 lm <br>13–14 W: 1300–1500 lm || [[Luminofoorlamp | '''Luminofoorlambid''']]<br>'''(Ø 26 mm torud)'''<br>15 W: 650 lm<br>30 W: 1600 lm<br>36 W: 3550 lm<br>58 W: 5200 lm || [[Halogeenlamp | '''Halogeenlambid''']] <br>'''(12 V)'''<br>10 W: 140 lm<br>20 W: 350 lm<br>50 W: 950 lm<br>100 W: 2300 lm<br> || '''Muud''' <br>Jaanimardikas: 0,014 lm/cm<sup>2</sup><br>Leedindikaator: 0,001–1 lm<br>Küünal: ≈ 10 lm<br>Päike: 3,7·10<sup>28</sup> lm
|}
== Viited ==
{{Viited}}
| |||