Valgusvoog

Allikas: Vikipeedia
Suuruse nimi: valgusvoog
Suuruse tähis: Φ või Φv
SI ühiku nimi: luumen
SI ühiku tähis: lm

Valgusvoog (ingl k luminous flux) on valgussuurus, mis väljendab kiirgusvoo valguslikku toimet silmale. [1]

Valgusallikas muundab mingit liiki energia (peamiselt elektrienergia) elektromagnetkiirguseks. Valgusallika valgusvoog väljendab selle kiirguse nähtava, valgusliku osa võimsust, seepärast lisataksevalgusvoo tähisele Φ tarbe korral indeks v (ladina k sõnast visus ’nägemine’), et seda voogu eristada kiirgusvoost Φe.

Kiirgusvoogu mõõdetakse vattides (nagu muudegi energiasuuruste võimsust), valgusvoo mõõtühik aga on luumen. Valgusvoog luumenites sõltub niisiis sellest, kuidas kiirguse valguslik toime silmale oleneb kiirguse lainepikkusest (valguse värvist).

Valgusvoo matemaatiline määrang[muuda | muuda lähteteksti]

Suhteline spektraalne valgusefektiivsus päevanägemisel V(λ) (punane kõver) ja öönägemisel V'(λ) (sininekõver)

Valgustugevuse ühiku kandela (kui SI ühe põhiühiku) definitsioonist tuleneb vahetult, et kui monokromaatilise (ühevärvilise) valguse kiirgusvõimsus lainepikkusel 540·1012 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 valgusefektiivsuse 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 kiirgusvoost tuleb spektraalne kiirgusvoog iga lainepikkuse () jaoks korrutada fotomeetrilise kiirgusekvivalendiga , kus on kiirguse maksimaalne valgusefektiivsus ja suhteline valgusefektiivsus. Siis avaldub valgusvoog integraalina antud lainepikkuste vahemikus (nt 380 nm kuni 780 nm: [2]

Maksimaalne valgusefektiivsus ja kõver (vt joonis) kirjeldavad silma tundlikkust päevanägemisel. Öönägemise puhul on vastavad suurused ja .

Samamoodi saab avaldada elektromagnetkiirguse nähtavat osa (valgust fotomeetrilises tähenduses) ka teiste valgussuuruste korral, kusjuures ja asendatakse näiteks vastavalt suurustega ja (valgustugevuse arvutustes) või suurustega ja (valgustustiheduse korral).

Valgusvoo mõõtur avatult

Valgusvoo mõõtmine[muuda | muuda lähteteksti]

Valgusvoogu mõõdetakse peamiselt nn Ulbrichti kuuliga (ingl k integrating sphere). F. R. Ulbricht oli Saksamaa Dresdeni Tehnikaülikooli professor, kes aastal 1900 esitas valgusvoo fotomeetri ehituspõhimõtte.[3] Eestis võeti seda liiki fotomeeter (läbimõõduga 0,5 m) esmakordselt kasutusele 1923. a Riiklikus Katsekojas. [4]

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. Fotoanduriga mõõdetakse selle pinna A valgustustihedust, mis on võrdeline valgusallika integraalse (kogu) valgusvooga:

Valgusvoo seoseid teiste fotomeetria ja radiomeetria suurustega[muuda | muuda lähteteksti]

Valgussuurus Suuruse
tähis
Valem Mõõtühik
(tähis)
Vastav suurus
radiomeetrias
(mõõtühik)
Valgustugevus kandela
(cd)
Kiirgustugevus
(W/sr)
Valgustustihedus luks
(lx)
Kiiritustihedus
(W/m²)
Heledus kandela ruutmeetri kohta
(cd/m²)
Kirkus
(W/(m²∙sr)

Valgusallikate valgusvoo näiteid[muuda | muuda lähteteksti]

Hõõglambid
(230 V)
40 W: 410–470 lm
60 W: 700–800 lm
75 W: 920–1050 lm
100 W: 1300–1530 lm
Leedlambid
3–4 W: 220–250 lm
5–7 W: 410–470 lm
8–10 W: 700–800 lm
11–12 W: 900–1050 lm
13–14 W: 1300–1500 lm
Luminofoorlambid
(Ø 26 mm torud)
15 W: 650 lm
30 W: 1600 lm
36 W: 3550 lm
58 W: 5200 lm
Halogeenlambid
(12 V)
10 W: 140 lm
20 W: 350 lm
50 W: 950 lm
100 W: 2300 lm
Muud
Jaanimardikas: 0,014 lm/cm2
Leedindikaator: 0,001–1 lm
Küünal: ≈ 10 lm
Päike: 3,7·1028 lm

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]