ما هو معدل اصطدام الضوء بوحدة المساحات للسطح

بواسطة:
ما هو معدل اصطدام الضوء بوحدة المساحات للسطح

ما هو معدل اصطدام الضوء بوحدة المساحات للسطح هو ما نجيبكم عنه في مقالنا التالي عبر موقع مخزن، حيث إنه في علم الفيزياء يتم استخدام الكثير من الوحدات لقياس الضوء، وهو ما يتم الاعتماد به على المعلومات والإحداثيات المطلوبة، وسوف نوضح لكم في فقراتنا التالية معدل اصطدام الضوء بوحدة المساحات للسطح، كما وسوف نتطرق لإيضاح الفرق بينه وبين شدة الإضاءة والاستضاءة.

ما هو معدل اصطدام الضوء بوحدة المساحات للسطح

  • الإجابة الصحيحة لسؤال ما هو معدل اصطدام الضوء بوحدة المساحات للسطح هو الفيض الضوئي أو التدفق الضوئي، ومن الممكن أن يتم تعريف التدفق الضوئي بأنه عبارة عن مقيتس يتم استخدامه من أجل قياس القوة المنبعثة للضوء من مصدر مشع بطريقة طبيعية مثل الشمس أو النجوم أو القمر، أو المصجر الصناعي مثل مختلف أنواع المصابيح وغيرها مما يصنع الإنسان من مصادر الإضاءة، ولقياس سرعة التدفق الضوئي يتم القيام بذلك عن طريق وحدة اللومن الدولية والمعروفة اختصاراً بالرمز (ml).

الفرق بين التدفق الضوئي والتدفق الإشعاعي

  • عادةً ما يظن البعض أن التدفق الضوئي هو ذاته التدفق الإشعاعي وأن كل منهما شيء واحد ولكنه اعتقاد بعيد تمام البعد عن الصحة، حيث يعرف التدفق الضوئي باعتباره قياس ما يصدر من طاقة عن مصدر مرئي للضوء سواء كان ذلك المصدر لضوء صناعي أم طبيعي، في حين يعرف التدفق الإشعاعي بكونه الطاقة الكهرومغناطيسية الإجمالية الصادرة عن ذلك المصدر للضوء، والمقصود بالطاقة الكهرومغناطيسية جميع الإشعاع المنبعث من أحد المصادر سواء كان إشعاع غير مرئي، أو إشعاع مرئي.

مقارنة بين التدفق الضوئي وشدة الإضاءة  والاستضاءة 

سوف نعرض لكم فق الفقرات الآتية مقارنة فيما بين التدفق الضوئي وشدة الإضاءة والاستضاءة، حيث تعتبر جميعها من المصطلحات ذات الأهمية البالغة بعلم الفيزياء فيما يتعلق بالضوء، وسوف نعرض لكم فيما يلي نبذة عن كل من تلك المصطلحات ووحدة قياس كل منها:

وحدة قياس التدفق الضوئي

  • هو ذلك المعدل الخاص بانطلاق الطاقة الضوئية من واحد من المصادر التي يصدر عنها الضوء، ورمزه (P).
  • ويتم قياس التدفق الضوئي بوحدة اللومن واختصارها (lm).
  • ومن خصائص التدفق الضوئي أنه ينتشر بشكل كروي في الاتجاهات المختلفة.

وحدة قياس شدة الإضاءة (luminous intensity)

  • يقصد بشدة الإضاءة معدل التدفق الضوئي الساقط على سطح كرة داخلي يقاس نصف قطرها بـ(1m) في اتجاه وزاوية كل منها محدد.
  • يتم قياس شدة الإضاءة بالكانديلا أو الشمعة (cd).
  • كما ويرمز لشدة الإضاءة بالرمز (I).

وحدة قياس الاستضاءة (illuminance)

يقصد بها معدل اصطدام ما يسقط على الأجسام من ضوء بوحدة المساحات، بما يعني نعدل التدفق الضوئي الساقط على مساحة محددة، ويرمز لوحدة قياس الاستضاءة بالرمز (E)، كما ويتم قياس الاستضاءة بوحدة التدفق الضوئي على المساحة، ورمزها هو اللومن على المتر المربع واختصاره (lm/m²)، بينما وحدة قياسه فهي اللوكس واختصارها (lx).

ويتم الاعتماد على الاستضاءة في تقديم الأوصاف الكمية، وعلى الرغم من أن مصطلح السطوع والمعروف في الإنجليزية بـ(Brightness) يستخدم كثيراً في ذلك المجال، ولكن قد يحدث خلط في تلك المسألة، إذ قد لا يوفر السطوع الوصف الكمي، ولكن يكون دوره قاصراً على الوصف الكمي الذي يقترن مع إدراك الضوء وملاحظته والإحساس الفيزيولوجي به، بينما الاستضاءة فيتم قياسها بشكل فعلي.

وتتمثل أهمية قياس الاستضاءة في المحافظة على سلامة وصحة عين الإنسان من التعرض إلى الإجهاد، فضلاً عن توفير المستويات المطلوبة من الإضاءة بما يتلائم مع طبيعة الضوء والحيز الخاص به، والجدير بالذكر أن الاستضاءة تعد من الأمور التي تم أخذها في عين الاعتبار منذ آلاف الأعوام، وهو ما يرجع لشيوع استخدام الضوء في حياة البشر العملية واليومية، ويتم قياس الاستضاءة حسب أنظمة الوحدات على النحو التالي:

  • نظام الوحدات الدولي: يتم قياس الاستضاءة من خلال وحدة اللوكس ويرمز بها بالرمز (LX)، شمعة، فوت.
  • الوحدات الدولية المشتقة: وهي المتر، والمعروفة كذلك باللومن/متر مربع، ويرمز لها بالرمز cd·sr·m−2.

تعريف الضوء

  • الضوء عبارة عما تلاحظه العين المجردة من إشعاع الكهرومغناطيسي، حيث ينتقل من خلال موجات متباينة الطول منها ما يكون قليل للغاية بما يقدر تقريباً بـ(1* 10^-11) إلى حد كبير للغاية أحياناً ما يصل للأمتار، بما يجعل الإنسان قادر على رؤيته من الطول الموجي للضوء والذي يتراوح ما بين أربعمئة إلى سبعمئة نانوميتر.
  • وذلك تتواجد أشعة الضوء التحت الحمراء والفوق بنفسجية ولكنها تتوفر بأطوال موجية من غير الممكن للعين المجردة أن تستطيع رؤيتها أو ملاحظتها، وتصل سرعة انتقال الضوء بالفراغ ما يعادل في الثانية الواحدة (3*10^6) متراً ويعتبر ذلك المقدار مقداراً ثابتاً، ويعتبر المصدر الرئيسي للضوء على سطح الأرض هو الشمس.

الخصائص العامة للضوء

يمتلك الضوء بعض من الخصائص التي تؤدي دوراً بالغ الأهمية فيما يتعلق بجميع جوانب حياة الإنسان، ومن أهم خصائص الضوء ما يلي:

  • الانكسار والانعكاس: حين سقوط الضوء على أحد الأسطح الملساء فإنه يبدأ في الانعكاس بزاوية مساوية لتلك الزاوية التي سقط الضوء بها، وعندما ينتقل من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر يقوم الضوء بتغير اتجاهه بزاوية تعرف باسم زاوية الانكسار والتي تعتمد في قيمتها على مؤشر انكسار الوسط الذي انتقل عبره الضوء.
  • الامتصاص: حينما يسقط الضوء حين عند مروره خلال أحد المواد يتم امتصاصه، وهو ما ينتج ىعن ضياع البعض من طاقته على هيئة طاقة حرارية، فضلاً عن فقده للبعض من شدته، وعندما يعبر إلى الجهة المقابلة لا يظهر منه سوى الألوان التي لم يتم امتصاصها ذات الموجات الضوئية، وهو ما يطلق عليه لون امتصاص المادة.
  • الاستقطاب: نتيجة لأن الضوء عبارة عن موجةٌ كهرومغناطيسية فإن تلك الموجة تنتقل عن طريق الاهتزاز بشكل عمودي على الاتجاه الذي تنتقل به، ومن ثم تبدأ في الاهتزاز إلى الأسفل والأعلى، وحين بقاء الضوء منتقلاً في نفس الاتجاه يطلق عليه في تلك الحالة الضوء المستقطب.
  • التشتت: حين سقوط الضوء ذو اللون الأبيض خلال منشور ثلاثي زجاجي فإن كل لون ينكسر بزاوية مختلفة عن زاوية أنكسار أياً من الألوان الأخرى وفقاً للطول الموجي الخاص به، وهو ما يترتب عليه حدوث ظاهرة التشتت.

أهميّة الضوء

مهما تم وصف أهمية الضوء فإن أهميته سوف تبقى أبلغ من الوصف وذلك سواء تعلق بالإنسان أو غيره من مختلف الكائنات الحية الأخرى التي تعيش على سطح الأرض من نباتات وحيوانات، وسوف نعرض لكم في النقاط التالية بعضاً من جوانب أهمية الضوء في الحياة:

  • يعتبر الضوء هو الأساس الذي يجعل الإنسان قادراً على رؤية جميع ما يحيط به.
  • الضوء الذي ينبعث من قرص الشمس يمثل مصدراً ضرورياً وهاماً من أجل توفير التدفئة للأرض وما يعيش عليها من كائنات حية.
  • الضوء من أهم العوامل الرئيسية في إتمام النباتات لعملية البناء الضوئي.
  • يساهم الضوء في نقل المعلومات المتعلقة بالمكان والزمان عبر التقنيات الحديثة ومنها الألياف البصرية والاتصالات.

وبذلك نكون قد تعرفنا في مخزن على ما هو معدل اصطدام الضوء بوحدة المساحات للسطح كما وعلمنا المقصود بتدفق الضوء والفرق بينه وبين شدة الإضاءة والاستضاءة.

المراجع

1

2