ویکی‌زوم: nit ،Lumen ،Lux و Candela چه مفهومی دارند؟

زوميت / بارها براي ما پيش آمده با لغتي مواجه شويم که معناي دقيق آن را نمي‌دانيم اما آنقدر هم براي ما بي معني نيست که براي يافتن معني دقيق و علمي آن به يک منبع مناسب مراجعه کنيم. به زبان ساده بگويم، حوصله اينکه صد در صد با اين مفهوم آشنا بشويم را نداريم. بخش جديد «ويکي‌زوم» به بررسي اينگونه لغات مي‌پردازد. در اولين بخش با معناي دقيقتر واحدهاي اندازه گيري نور آشنا خواهيم شد تا از اين پس هنگام خواندن بررسي هاي مختلف و ليست مشخصات محصولات متفاوت، سر در گم نشويم و بتوانيم به طور مثال روشنايي يک تلويزيون را با يک پروژکتور مقايسه کنيم. عکس اصلي تا حد زيادي مي ‌تواند معني سه واحد معروف روشنايي را توضيح دهد. اما بگذاريد که هر کدام را با مقداري توضيحات بيشتر توصيف نماييم. مفهوم Candela واحد cd يا به زبان فارسي شمع، که در گذشته با Candle يا همان لغت انگليسي شمع شناخته مي‌شد اما بعدا به Candela تغيير نام پيدا کرد، نشان دهنده ميزان قدرت نور است و به نوعي چگالي نور طلقي مي‌شود. مسلما اين واحد به فاصله يا مساحت ناحيه روشن شده ارتباطي نداشته و تنها به قدرت منبع نور و زاويه تابش آن وابستگي دارد. هرچه قدرت نور منبع بالاتر و زاويه خروجي نور کمتر باشد، ميزان Candela بيشتر و به عبارتي چگالي و شدت نور بيشتر خواهد بود. مفهوم Lumen واژه Lumen واحدي است که عمدتا براي پروژکتورها به کار مي‌رود و ميزان نور خروجي کل را توصيف مي‌نمايد. رابطه Lumen با Candela بسيار ساده است. Candela چگالي نور است که اگر در زاويه استراديان تابش نور ضرب شود ميزان نور خروجي کل را نتيجه مي‌دهد. زاويه استراديان در واقع مفهوم سه بعدي زاويه معمولي است. به اين صورت که اگر زاويه دو بعدي انتشار نور ۳۰ درجه باشد، زاويه سه بعدي آن ميزان مساحت مشترک يک مخروط با زاويه ۳۰ درجه و يک کره با شعاع واحد است که البته رأس مخروط و مرکز کره در يک نقطه قرار دارند. واحد اين زاويه سه بعدي استراديان است که با Ω نمايش داده مي‌شود. حد کثر مقدار آن زوايه سه‌بعدي 4π است که معادل کل مساحت کره با شعاع واحد است. در تصوير مي‌توانيد يک استراديان را مشاهده کنيد. در برخي موارد عبارت ANSI را در کنار عبارت Lumen در ليست مشخصات پروژکتورها مشاهده مي‌کنيد که منظور مؤسسه استاندارد ملي آمريکا و همان Lumen مي‌باشد. مفهوم Lux ؛ واحد lx ميزان روشنايي سطح يا ميزان نور تابيده شده به آن است. واحد آن با lx نشان داده مي‌شود و از تقسيم ميزان Lumen به سطح به دست مي‌آيد. تفاوت آن با Candela در اين است که به فاصله و مساحت ارتباط دارد. هرچه فاصله منبع نور از سطح بيشتر باشد ميزان Lux کاهش مي‌يابد چرا که Lumen يا روشنايي کل در سطح بزرگتري پراکنده مي‌شود. اما Candela به فاصله ارتباطي ندارد چون در مخرج کسر زاويه استراديان است که تعريف ثابتي دارد. همانطور که گفتيم تعريف استراديان مساحت مورد هدف قرار گرفته منبع نور بر روي يک دايره به شعاع يک متر است. بنابراين اگر فاصله سطح مورد نظر از منبع نور ۱ متر باشد مقدار Candela و Lux برابر مي‌شود چرا که مساحت زير کسر Lux همان مقدار استراديان خواهد شد. مفهوم Luminance ؛ واحد nit اين واحد از تقسيم چگالي نور يا Candela بر مساحت به دست مي‌آيد و ميزان نور منتشر شده از يک سطح را توصيف مي‌نمايد. بهترين کاربرد آن سطوحي هستند که به يک ميزان در کل سطح خود روشنايي ايجاد مي‌نمايند و به همين دليل است که از آن براي توصيف روشنايي نمايشگر استفاده مي‌شود.اين واحد نيز همانند Candela به فاصله از منبع نور ارتباطي ندارد. عبارت درست واحد آن cd/m2 است اما به صورت غير رسمي از کلمه nit هم استفاده مي‌شود. هر کدام از اين واحدها را ما در ليست مشخصات محصولات مختلف مشاهده مي‌کنيم و بايد بدانيم که هر دو دقيقا يک معنا را توصيف مي‌نمايند. حال رابطه nit با Lux به اين آساني نيست. اگر يک صفحه انعکاس بدون نقصي داشته باشد (رنگ سفيد بدون نقص) و نوري با شدت واحد 314 lux به آن بتابد، شدت نوري معادل 100 nit را در يک جهت منتشر مي‌کند و با صفحه نمايشي با اين قدرت روشنايي برابري خواهد کرد. در واقع اگر منبع نوري مانند پروژکتور روي يک سطح انعکاسي بدون نقص بتابد، رابطه Lux آن منبع با nit سطح منعکس کننده به صورت زير است. Lux = nit * π حال دانستن اين واحدها کجا به کار ما خواهد آمد؟ اول اينکه ديگر با ديدن آنها به طور دقيق تر مفهوم آن را درک خواهيم کرد و دوم اينکه حال قدرت مقايسه يک پروژکتور با يک تلويزيون را داريم. براي اين کار بايد رابطه ميان Lumen و nit را بدست آوريم. براي اين کار بايد مقدار Lumen پروژکتور را بدانيم. بگذاريد از پروژکتور دوست‌داشتني B1M شرکت ايسوس به عنوان مثال استفاده کنيم. فرض کنيد که کل 700 lumen اين پروژکتور بر روي يک سطح ۵۰ اينچي تابيده شده است که معادل ۰.۷۵ متر مربع مساحت دارد. ميزان Lux اين سطح معادل مقدار زير مي‌شود: 700 lumen / 0.75 m^2 = 933 lx (Lux) حال اگر اين پروژکتور به يک سطح سفيد منعکس کننده بدون نقص تابيده شود معادل يک پنل LED تلويزيون 50 اينچي با روشنايي زير خواهد بود : 933 lx / 3.1415926(Pi)=300 nit اين مقدار همانطور که مشاهده مي‌کنيد بسيار مناسب است و در رده بهترين تلويزيون ها قرار مي‌گيرد. اما با اين حال در نور شديد نه تلويزيون و نه پروژکتور قادر به ايجاد تصوير مناسب نيستند. براي شما تعدادي عدد و رقم جالب داريم که در ادامه مي‌توانيد مشاده کنيد: قدرت نور منتشر شده از سوي پرده سينما : ۴۰ تا ۶۰ nit قدرت نور منتشر شده توسط سطوح زير نور آفتاب : ۳۲۰۰۰ nit روشنايي آسمان : ۲۰۰۰ تا ۷۰۰۰ nit قدرت نور منتشر شده از خورشيد : ۱.۶۵ ميليارد nit و حالا تعدادي ديگر : نوري که از ستاره به سطح زمين ميرسد : يک ميلي Lux يا Lumen بر مترمربع نوري که از ماه کامل به سطح زمين مي‌رسد : ۰.۱ lux نوري که از تابش مستقيم خورشيد به زمين ميرسد : ۱۰۰ هزار lux يا Lumen بر مترمربع!