آشنایی با واحد های روشنایی lux و lumen

آشنایی با واحد های روشنایی lux و lumen

اندازه گیری روشنایی برای بررسی طرح های روشنایی، صرفه جویی در مصرف انرژی و … کاربرد دارد. این اندازه گیری معمولا  با توجه به حساسیت چشم انسان به نور با طول موج های مختلف انجام می شود. چشم انسان به طور طبیعی به برخی نورها مثل سبز با حساسیت بیشتری پاسخ می دهد تا نوری مثل قرمز.

یکی از واحد های اندازه گیری SI واحدی به نام Lux است که برای روشنایی(illuminance) به کار می رود. یک اندازه گیری مرتبط دیگر با نور، شار نورانی(luminous flux) است که با واحد lumen سنجیده می شود. شار نورانی بیان کننده ی میزان نور است که یک منبع نورانی فراهم می کند در حالی که روشنایی، میزان نور بر اساس مساحت سطحی است که نور به آن تابیده می شود و بر همین اساس واحد lux معادل با واحد lumen/m2 است. برای مثال، یک لامپ ۶۰ رشته ای میزان نوری برابر ۸۵۰lumens تولید می کند. این میزان به محل نصب لامپ بستگی ندارد. حال اگر نور این لامپ به سطحی به مساحت ۱۶ متر مربع تابانده شود، روشنایی حدود ۵۳lux ایجاد می کند که برای روشنایی راهروها کافی است. اگر این نور به سطحی به مساحت ۱ متر مربع تابانده شود، روشنایی ۸۵۰lux ایجاد می کند که برای انجام کارهای دقیق مناسب است.

همانطور که بیان شد، کمیت روشنایی با توجه به حساسیت چشم انسان به نور با طول موج های مختلف اندازه گیری می شود. بنابراین اگه در شرایط فیزیکی یکسان، روشنایی ایجاد شده با دو لامپ قرمز و سبز مساوی و برابر ۱lux اندازه گیری شود به این معنا نیست که هر دوی این لامپ ها، میزان نور مساوی ساطع می کنند بلکه، لامپ قرمز نور بیشتری ساطع می کند چون چشم انسان به نور قرمز حساسیت کمتری دارد.
به نمودار حساسیت چشم انسان به طول موج های مختلف نگاه کنید. مطابق این نمودار، اگر دو لامپ با طول موج های ۵۵۵ و ۴۵۰ نانومتر به میزان مساوی نور ساطع کنند، چشم انسان لامپ با طول موج ۴۵۰ نانومتر را حدود ۲۰ برابر کم نور تر از لامپ با طول موج ۵۵۵ نانومتر می بیند.

نمودار حساسیت چشم انسان به طول موج های مختلف

برای منابع نور کمیتی به نام شدت تابش (irradiance) تعریف می کنند که واحد آن مشابه روشنایی lux می باشد. با توجه به اینکه روشنایی بر اساس پاسخ فرکانسی چشم انسان اندازه گیری می شود اما شدت تابش این گونه نیست، در شرایط فیزیکی یکسان(محل نصب و سطح تابش و…) لامپی که نور آن حوالی طول موج ۵۵۵ نانومتر باشید، بیشترین نسبت تابش به روشنایی را ایجاد می کند. اما این به آن معنا نیست که چنین لامپی برای استفاده مناسب تر است چون انسان به طور طبیعی ترجیح می دهد که در نورهای متنوع تری زندگی کند و نه فقط نور سبز رنگ (طول موج ۵۵۵ نانومتر)

در زیر نمونه هایی از مقادیر روشنایی در محیط های مختلف ارائه شده که یک دید کلی نسبت به واحد lux بدست می دهد. برای اندازه گیری نور محیط از ابزاری به نام لوکس متر استفاده می شود.

نور سپیده دم: ۱۰ لوکس
نور خانه ها در شب: ۳۰ لوکس
نور راهروهای ساختمان اداری: ۲۰۰ لوکس
نور دفاتر کار استاندارد: ۵۰۰ لوکس
نور روز ابری: ۱۰۰۰ لوکس
نور روز با آسمان صاف: ۱۰۰۰۰ الی ۲۰۰۰۰ لوکس
نور خورشید به طور مستقیم: ۱۰۰۰۰۰ لوکس