الفيزياء هي العلم المسؤول عن شرح الظواهر الطبيعية من خلال وضع المعادلات والقوانين التي توضح هذه الظواهر. ومن بين الظواهر الطبيعية التي يهتم بها العلماء هي ظاهرة الوضوء. تم وضع عدة نظريات علمية مختلفة تشرح كيفية انتشار الضوء في الفضاء وكيفية قياسه بدقة. ومن الأسئلة المتكررة التي يطرحها الدارسون في مادة الفيزياء: كيف يتم قياس التدفق الضوئي؟ ستجد إجابة مفصلة على هذا السؤال في هذا المقال على موقعنا الموسوعي.
التدفق الضوئي
التدفق الضوئي هو مصطلح مرتبط بالضوء وأنظمته، وتم تطويره من قبل علماء الفيزياء، ويشير إلى كيفية قياس سرعة وانتشار الضوء وحسابه. وفي العلوم، يجب فهم تأثير الضوء للوصول إلى معادلات دقيقة وقوانين علمية.
- دراسة الضوء تساعد في دراسة العديد من الظواهر الطبيعية الأخرى، ولذلك يولي علماء الفيزياء اهتماما خاصا لها.
- في حال رغبتك في معرفة كمية الضوء التي وصلت إلى منطقة معينة ونسبتها بدقة واحدة، يجب قياس التدفق الضوئي.
- التدفق الضوئي هو قدرة المصباح أو مصدر الإضاءة على الوصول إلى نقطة محددة، ويتم قياس التدفق الضوئي بدقة فائقة.
- من خلال دراسة تدفق الضوء، ستتمكن من التعرف على طبيعة المصابيح المضاءة وجميع أنظمة الإضاءة في المنطقة.
- من خلال وضع المعادلات العلمية والنظريات الفيزيائية المتعلقة بتدفق الضوء، تم التوصل إلى وحدة قياس هذه الظاهرة.
يقاس التدفق الضوئي بوحدة
- اللومن (IM).
- وهذه الوحدة هي التي تقوم بقياس نسبة السطوع وانتشار الإضاءة.
- وفسر العلماء هذا المصطلح بالمعادلة الآتية: 1 لومن = 1 شمعة ستراديان، lm = 1 cd × sr
درجات اللومن
بعد دراسة مصطلح التدفق الضوئي والوصول إلى المعادلة المستخدمة في قياس اللومن، اكتشف العلماء أن هذه النظرية ذات أهمية كبيرة جدا، وتستخدم في المقارنات الاقتصادية بين أنواع مختلفة من المصابيح. وباستخدام هذا المصطلح، يمكن التعرف على كمية التيار الكهربائي الذي يمر في المصباح ويؤثر عليه، مما يسهل تحديد إضاءة المصباح وشدته وانتشاره.
- LED: لتحقيق قوة 4 واط، يحتاج إلى 450 لومن، ولتحقيق قوة 10 واط يحتاج إلى 1100 لومن، ولتحقيق قوة 23 واط يحتاج إلى 2600 لومن، ولتحقيق قوة 50 واط يحتاج إلى 5800 لومن.
- CFL: للوصول إلى 9 واط يحتاج إلى 450 لومن، وللوصول إلى 19 واط يحتاج إلى 1100 لومن، وللوصول إلى 40 واط يحتاج إلى 2600 لومن، وللوصول إلى 85 واط يحتاج إلى 5800 لومن.
- STANDARD: للوصول إلى قوة 29 واط، يحتاج إلى 450 لومن، وللوصول إلى 53 واط، يحتاج إلى 1100 لومن، وللوصول إلى 150 واط، يحتاج إلى 2600 لومن، وللوصول إلى 300 واط، يحتاج إلى 5800 لومن.
- HALOGEN: للوصول إلى 40 واط، يحتاج إلى 450 لومن، وللوصول إلى 75 واط، يحتاج إلى 1100 لومن، وللوصول إلى 150 واط، يحتاج إلى 2600 لومن، وللوصول إلى 300 واط، يحتاج إلى 5800 لومن.
الفرق بين اللومن والوات
يحدث الالتباس بين اللومن والواط، وكلاهما وحدات لقياس الطاقة الكهربائية والطاقة الضوئية، ولكن هناك اختلافات كبيرة بينهما، والفرق بين اللومن والواط يعود إلى:
- الواط هو: الوحدة التي يتم من خلالها قياس كمية الطاقة التي يحتاجها المصباح لتوفير الإضاءة.
- اللومن: هي الوحدة التي تقيس كمية الإضاءة المنبعثة في النهاية.
- تطبيق عملي:
- القدرة الكهربائية والتدفق الضوئي يؤثران مباشرة على كفاءة المصباح وإضاءته.
- وإذا كان لديك مصباح كهربائي يكون جهده حوالي 230 فولت، يتم حساب الشدة والكفاءة على النحو التالي.
- القدرة الكهربائية: ٤٠ واط، ٤٣٠ لومن التدفق الضوئي، ١٠.٨ لومن/ واط كفاءة الإضاءة.
- القدرة الكهربائية: القوة الكهربائية: 60 واط، السطوع: 730 لومن، كفاءة الإضاءة: 12.2 لومن/ واط.
- القدرة الكهربائية: 100 واط، تدفق ضوئي: 1380 لومن، كفاءة إضاءة: 13.8 لومن / واط.
- القدرة الكهربائية: القدرة: 500 واط، التدفق الضوئي: 8499 لومن، كفاءة الإضاءة: 16.8 لومن/واط.
طريقة اختيار مصدر الإضاءة
أوضح علماء الفيزياء بعض الأساليب التي ستساعدك بشكل كبير في اختيار أفضل مصدر للإضاءة، يمنحك أعلى كفاءة وأفضل إضاءة ممكنة، وتم وضع هذه النظريات بناء على دراسات متعمقة لمختلف أنواع المصابيح المتوفرة في الأسواق.
- في الفترة الأخيرة شهدت المصابيح LED إقبالا شديدا للغاية، فهي الخيار الأكثر توفيرا للطاقة والكهرباء.
- كما يساعد في تحقيق الإضاءة المطلوبة وانتشار الضوء بالشكل المطلوب، مما يسهم في تحقيق الراحة التي يحتاجها الشخص.
- عند اختيار المصباح، يجب عليك أولا قياس شدة الإضاءة باستخدام وحدة اللومين، حيث ستحصل على نتائج أكثر دقة وأفضل بكثير من الواط.
- لم يعد الاعتماد فقط على القوة الكهربائية المقاسة بالواط كافيا، بل أصبح من الضروري أيضا قياس سطوح المصباح وقدرته على إضاءة المكان بشكل جيد.
- عند مقارنة مصباح LED مع المصابيح المتوهجة، نجد أن استهلاك الـ LED للطاقة أقل بكثير وتستهلك عددا أقل من الواط.
- إلى جانب سطوح المصباح وكثافته، يجب عليك اختيار لون المصباح الذي يوفر لك الراحة، وهناك العديد من الألوان المتوفرة للمصابيح بدءا من اللون الأحمر إلى اللون الأصفر والأبيض.
- على سبيل المثال، اللون الأبيض هو الأنسب والأفضل لأماكن العمل، أما اللون الأصفر فهو الإضاءة المثالية في المنازل ويخلق شعورا بالدفء.
- العامل المؤثر على درجة اللون في المصابيح هو وحدة كلفن.
- ما يميز مصابيح LED أكثر هو حرارتها المعتدلة وأقلها بشكل ملحوظ من المصابيح المنافسة، ولذلك فهي الخيار الأنسب للكثير من الناس.
وبهذا قد أشرنا إلى إجابة سؤال “كيف يتم قياس التدفق الضوئي؟” وشرحنا كل ما يتعلق بوحدة قياس الضوء وتعريفاتها وأهم المقارنات المرتبطة بها.
يمكنك الاطلاع على مقالات مشابهة من خلال موقع الموسوعة العربية الشاملة عبر الروابط التالية:
- ما هي تفاصيل وحدة قياس الاستضاءة ووحدة قياس الضوء
- ما هي مصادر الضوء اذكرها
- تم تقسيم سرعة الضوء في الفراغ على سرعة الضوء في الوسط
- بحث عن الضوء ومصادره