Aydınlanma şiddeti

Bir ışık kaynağı tarafından aydınlatılan birim yüzeye düşen ışık akısının miktarı. (Illuminance) Birimi MKS sisteminde lüks, CGS sisteminde ise phot'tur.

Işık akısı ve aydınlanma şiddeti

Işık kaynağından çevreye yayılan elektromanyetik gücün bir bölümü insan gözü tarafından alıgılanır. Işık akısı insan gözü tarafından algılanan bu güçtür. Akının birimi lumendir.

Işık akısının noktasal bir kaynaktan yayıldığı ve her yöne eşit dağıldığı varsayılırsa, bu akının kaynak çevresinde yer alan sanal bir kürenin iç yüzeyini aydınlattığı söylenebilir. Böyle bir kürenin yüzey alanı

${\displaystyle S=4\cdot \pi \cdot r^{2}}$

ile verilir. Şu halde toplam ışık akısının birim yüzeye düşen miktarını bulmak için akı yüzey alanına bölünmelidir.

${\displaystyle E={\frac {\Phi }{4\cdot \pi \cdot r^{2}}}}$

Burada E ile aydınlanma şiddeti, Φ ile ışık akı ve r ile yarıçap, yani kaynak ile aydınlatılan yüzey arasındaki uzaklık gösterilmiştir.

Işık şiddeti ve aydınlanma şiddeti

Işık akısının bir steradyanlık katı açı içine düşen miktarına ışık şiddeti denilir.

Birimi candela (kandela) dır. (Kandela uluslararası SI birimler arasında yedi temel birimden biridir.)

${\displaystyle I={\frac {\Phi }{4\cdot \pi }}}$

ve

${\displaystyle \Phi =I\cdot 4\cdot \pi }$

Bu ifadelerde I ışık şiddetidir.

Aydınlanma şiddeti kaynağın ışık şiddeti cinsinden;

${\displaystyle E={\frac {\Phi }{4\cdot \pi \cdot r^{2}}}={\frac {I\cdot 4\cdot \pi }{4\cdot \pi \cdot r^{2}}}={\frac {I}{r^{2}}}}$

Dünya'nın aydınlanma şiddeti ve insan gözü

Dünya'da öğle saatlerinde Güneş ışığının dik geldiği yerlerde aydınlanma 10⁵ lüks dolaylarındadır.

İnsan gözü bundan 1000 defa daha yüksek aydınlık düzeylerini görebilir. (Ancak bu kadar parlak aydınlık düzeyleri göze zarar verebilir.) İnsanın görebildiği en düşük aydınlık ise 5•10⁻⁵lüks dolaylarındadır. (Şüphesiz bu kadar düşük aydınlık düzeyini göz ancak belli bir uyum süresi sonunda görebilir.) Sağlıklı bir gözün görebildiği aydınlık farkları arasındaki 2 trilyon misline varan bu büyük farklılık, gözün uyum yeteneğinin bir sonucudur.

Dik olmayan yüzey

Yukarıda verilmiş olan ilişkiler ışık akısına dik olan yüzeyler için geçerlidir. Şayet yüzey akı geliş yönüne dik değilse

${\displaystyle E={\frac {\Phi \cdot sin(\theta )}{4\cdot \pi \cdot r^{2}}}}$

${\displaystyle E={\frac {I\cdot sin(\theta )}{r^{2}}}}$

Burada θ ışık geliş yönüyle yüzey arasındaki açıdır.

Yüzey açıklık veya koyuluğu

Yüzeyin açık veya koyu görünmesi sadece birim yüzey üzerine düşen ışık akısına bağlı değildir. Bunda ayrıca yüzeyin yapı ve rengi de rol oynar. Koyu renkler yüzey üzerine düşen ışık akısını emerken, açık renkler yansıtır. Bu sebepten, açık renklerin koyu veya açık görülmeleri büyük ölçüde ışık akısına bağlıyken, siyah renkli yüzeylerin görüntüsü ışık akısından çok az bağlıdır.

Emitans

Işık kaynağı olan yüzeyler başka bir kaynak tarafından aydınlatılmaksızın kendi ışımasıyla aydınlanırlar. Bu gibi durumlarda da aydınlanma lüks birimiyle ölçülür. Ancak bu durumda nicelik ismi emitans tır.

Ayrıca bakınız

• Işık akısı