سطوع الضوء

من طرف **سامح عسكر** الأحد يناير 23, 2011 9:43 pm

سطوع الضوء

استخدم العلماء وحدات مختلفة لقياس سطوع مصدر الضوء وكمية الطاقة في شعاع الضوء الآتي من ذلك المصدر.

تُسمى كمية الضوء المنتجة بوساطة أي مصدر ضوئي شدة الاستضاءة لذلك المصدر،
والوحدة المستخدمة لقياس شدة الاستضاءة تسمى الشمعة. وأُخذَت شدة الاستضاءة
المنتجة بوساطة شمعة بحجم معيّن مصنوعة من زيت الحوت، لسنوات عديدة، وحدة
قياس ثابتةً وسُميّت هذه الوحدة الشمعة، ومع ذلك لم توفر شمعة زيت الحوت
استخدامًا بسيطًا وثابتًا لقياسات الضوء. وتعرف الشمعة الواحدة الآن بأنها
كمية الضوء المنطلقة من مصدر يبعث عند تردّد محدّد (540 مليون مليون هرتز)،
وعند شدة محددة ( 1/683 واط لكل وحدة مساحة تسمى ستيراديان).

ولا تشير شدة ضوء المصدر بالشموع إلى مدى سطوع الضوء عندما يصل إلى سطح جسم
مثل كتاب أو منضدة. وقبل أن نقيس كثافة التدفق الضوئي أو الدفق الضيائي
(الضوء الساقط على السطح)، يجب علينا أن نقيس مسافة انتقال الضوء خلال
الفراغ بين المصدر والجسم. ويمكننا قياس شعاع الضوء بوحدة تُسمّى لومن.
ولمعرفة كيفية قياس اللومن، تصوّر أن هناك مصدرًا ضوئيًا في وسط تجويف
كروي. وفي السطح الداخلي للجسم الكروي مساحة تساوي مربع نصف قطر الجسم
الكروي. فإذا كان نصف القطر مترًا واحدًا، على سبيل المثال، و كان مصدر
الضوء له شدة إضاءة تساوي شمعة واحدة، فإن المساحة المقطوعة سوف تحصل على
فيض ضوئي (سرعة تدفق الضوء) يقدر بلومن واحد.

ويقيس المهندسون في النظام المتري كثافة التدفق الضوئي بوحدات تُسمّى لكس
وينتج كثافة تدفق ضوئي مقدارها لكس واحد، لومنًا واحدًا من الضوء على مساحة
متر مربع واحد. ويستخدم في النظام الإمبراطوري وحدات تُسمّى قدم ـ شمعة.
وينتج كثافة تدفق ضوئي مقدارها قدم ـ شمعة واحدة بلومن واحد من الضوء يسقط
على مسافة مقدارها قدم مربع واحد.

تتغير شدة الضوء الساقط على مساحة ما عكسيًا مع مربع المسافة التي بين
المصدر والسطح. ولهذا إذا زادت المسافة فإن كثافة التدفق الضوئي تقل بمقدار
مربع تلك الزيادة، وتُسمّى هذه العلاقة بقانون التربيع العكسي. فإذا كان
السطح يحصل على لكس واحد من الضوء على بعد مسافة مقدارها متر واحد من
المصدر، ثم أزيح لمسافة مترين مربعين من المصدر، فإنّ هذا السطح سوف يحصل
على (½)² أو¼ لكس من الضوء. ويحدث هذا لأن الضوء ينتشر خارجًا من المصدر.