പ്രകാശ തീവ്രത

പ്രകാശമിതിയിൽ, മനുഷ്യന്റെ കണ്ണിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയുടെ ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലായ ലൂമിനോസിറ്റി ഫംഗ്ഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഒരു യൂണിറ്റ് സോളിഡ് ആംഗിളിൽ ഒരു പ്രത്യേക ദിശയിൽ ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന തരംഗദൈർഘ്യ ശക്തിയുടെ അളവാണ് പ്രകാശ തീവ്രത. പ്രകാശ തീവ്രതയുടെ എസ്‌ഐ യൂണിറ്റ് ആണ് കാൻഡെല (സിഡി), ഇത് ഒരു എസ്‌ഐ അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റ് ആണ്.

പ്രകാശ തീവ്രത
Photopic (black) and scotopic (green) luminosity functions.[c 1] The photopic includes the CIE 1931 standard[c 2][c 3] (solid), the Judd–Vos 1978 modified data[c 4] (dashed), and the Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle 2005 data[c 5] (dotted). The horizontal axis is wavelength in nm.
Common symbols	Iv
SI unit	candela
Other units	candlepower Hefnerkerze
In SI base units	cd
SI dimension	J

മനുഷ്യന്റെ കണ്ണുകൾ കാണുന്നതുപോലെയുള്ള ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ അളവാണ് ഫോട്ടോമെട്രി കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത്. മനുഷ്യന്റെ കണ്ണിന് ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രത്തിൽ മാത്രമേ പ്രകാശം കാണാൻ കഴിയൂ, സ്പെക്ട്രത്തിനുള്ളിലെ വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുടെ പ്രകാശത്തിന് വ്യത്യസ്തങ്ങളായ സംവേദനക്ഷമതയുണ്ട്. ശോഭയുള്ള അവസ്ഥകളോട് (ഫോട്ടോപിക് ദർശനം) കണ്ണുകൾ അനുയോജ്യമാകുമ്പോൾ, കണ്ണ് 555 നാനോമീറ്റർ തരംഗ ദൈർഘ്യമുള്ള പച്ചകലർന്ന മഞ്ഞ വെളിച്ചത്തോട് വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്. ഇതേ പ്രസരണ തീവ്രത ഉള്ള മറ്റ് തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾക്ക് കുറഞ്ഞ പ്രകാശ തീവ്രത ആണ് ഉണ്ടാവുക. മനുഷ്യന്റെ കണ്ണിന്റെ പ്രതികരണത്തെ അളക്കുന്ന വക്രം നിർവചിക്കപ്പെട്ട മാനദണ്ഡമാണ്, ഇത് ലൂമിനോസിറ്റി ഫംഗ്ഷൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഈ വക്രം, V ( λ ) അല്ലെങ്കിൽ ${\displaystyle \textstyle {\overline {y}}(\lambda )}$, വ്യത്യസ്ത അളവെടുക്കൽ വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞരിൽ നിന്നുള്ള വ്യത്യസ്തമായ പരീക്ഷണ ഡാറ്റയുടെ ശരാശരിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.

മറ്റ് അളവുകളുമായുള്ള ബന്ധം

പ്രകാശ തീവ്രത മറ്റൊരു ഫോട്ടോമെട്രിക് യൂണിറ്റായ പ്രകാശപ്രവാഹം അഥവാ ല്യൂമിനസ് ഫ്ലക്സുമായി തെറ്റിദ്ധരിക്കരുത്, ഇത് എല്ലാ ദിശകളിലും പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന മൊത്തം ശക്തിയാണ്. പ്രകാശ തീവ്രത ഒരു യൂണിറ്റ് സോളിഡ് ആംഗിളിനോട് സംവേദനക്ഷമമായ പ്രകാശ ശക്തിയാണ്. 1 ല്യൂമെൻ ബൾബ് ഉള്ള വിളക്കിന്റെ പ്രകാശത്തെ 1 സ്റ്റെറാഡിയൻ ബീമിലേക്ക് തുല്യമായി ഫോക്കസ് ചെയ്യുന്ന തരത്തിൽ ഒപ്റ്റിക്സ് സജ്ജീകരിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ആ ബീമിന് 1 കാൻഡെല പ്രകാശ തീവ്രത ഉണ്ടായിരിക്കും. ബീം 1/2 സ്റ്റെറാഡിയനിലേക്ക് കേന്ദ്രീകരിക്കാൻ പാകത്തിന് ഒപ്റ്റിക്സ് മാറ്റിയിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ഉറവിടത്തിന് 2 കാൻഡെല പ്രകാശ തീവ്രത ഉണ്ടായിരിക്കും. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ബീം ഇടുങ്ങിയതും തിളക്കമുള്ളതുമാണ്, എന്നിരുന്നാലും അതിന്റെ ലൂമിനസ് ഫ്ലക്സ് മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു.

പ്രകാശ തീവ്രത, പ്രസരണമിതി ശാസ്ത്രത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുനിഷ്ഠമായ ഭൌതിക അളവ് ആയ പ്രസരണ തീവ്രതയ്ക്ക് തുല്യമല്ല.

യൂണിറ്റുകൾ

മറ്റ് എസ്‌ഐ ബേസ് യൂണിറ്റുകളെപ്പോലെ, കാൻഡെലക്കും ഒരു ഓപ്പറേഷണൽ ഡഫനിഷനുണ്ട്, ഇത് പ്രകാശ തീവ്രത ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ഭൌതിക പ്രക്രിയയുടെ വിവരണത്താൽ നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു. നിർവചനം അനുസരിച്ച്, 540THz ആവൃത്തിയിൽ, ഒരു നിശ്ചിത ദിശയിൽ 1/683 സ്റ്റെറാഡിയൻ വാട്ട്സ് മോണോക്രോമാറ്റിക് പച്ച വെളിച്ചം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് നിർമ്മിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ആ പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് നിർദ്ദിഷ്ട ദിശയിൽ 1 കാൻഡെല പുറത്തുവിടും.^[1]

നിർവചനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ ആവൃത്തി ശൂന്യതയിൽ 555 നാനോ മീറ്റർ എന്ന തരംഗദൈർഘ്യവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, ഇത് പ്രകാശത്തോടുള്ള കണ്ണിന്റെ പ്രതികരണത്തിന്റെ ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള അളവാണ്. ഉറവിടം എല്ലാ ദിശകളിലേക്കും ഒരേപോലെ പുറപ്പെടുവിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഒരു ഗോളത്തിന് 4π സ്റ്റെറാഡിയൻ ഉള്ളതിനാൽ, മൊത്തം പ്രസരണ പ്രവാഹം ഏകദേശം 18.40 മെഗാവാട്ട് ആയിരിക്കും. ഒരു സാധാരണ മെഴുകുതിരി, ഏകദേശം 1 കാൻഡെല പ്രകാശ തീവ്രത ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

കാൻഡെല നിർവചിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, വിവിധ രാജ്യങ്ങളിൽ പ്രകാശ തീവ്രതയ്ക്കായി വിവിധ യൂണിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. അതെല്ലാം "സ്റ്റാൻഡേർഡ് മെഴുകുതിരി" യിൽ നിന്നുള്ള തീജ്വാലയുടെ തിളക്കം അല്ലെങ്കിൽ നിർദ്ദിഷ്ട രൂപകൽപ്പനയുള്ള ഫിലമെൻറ് ബൾബിന്റെ തെളിച്ചം എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയായിരുന്നു. ഈ മാനദണ്ഡങ്ങളിൽ ഏറ്റവും അറിയപ്പെടുന്ന ഒന്നാണ് ഇംഗ്ലീഷ് സ്റ്റാൻഡേർഡ് ആയ കാൻഡിൽ പവർ. ഒരു പൗണ്ടിന്റെ ആറിലൊന്ന് തൂക്കവും, മണിക്കൂറിൽ 120 ഗ്രയിൻസ് എന്ന നിരക്കിൽ കത്തുന്ന ശുദ്ധമായ സ്പെർമാസെറ്റി മെഴുകുതിരി പ്രകാശമാണ് ഒരു കാൻഡിൽ പവർ. ജർമ്മനി, ഓസ്ട്രിയ, സ്കാൻഡിനേവിയ എന്നിവ ഹെഫ്നർ വിളക്കിന്റെ ഔട്ട്പുട്ടിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു യൂണിറ്റായ 'ഹെഫ്നെർക്കെർസെ' ആണ് പ്രകാശ തീവ്രത അളക്കാനുള്ള യൂണിറ്റായി ഉപയോഗിച്ചത്.^[2] 1881-ൽ ജൂൾസ് വയൽ, പ്രകാശ തീവ്രതയുടെ ഒരു യൂണിറ്റായി 'വയൽ' നിർദ്ദേശിച്ചു, ഒരു പ്രത്യേക വിളക്കിന്റെ ഗുണങ്ങളെ ആശ്രയിക്കാത്ത പ്രകാശ തീവ്രതയുടെ ആദ്യ യൂണിറ്റായി ഇത് ശ്രദ്ധേയമായിരുന്നു. ഈ യൂണിറ്റുകളെല്ലാം കാൻഡെല എന്ന നിർവ്വചനം വന്നതോടെ അസാധുവായി.

ഉപയോഗം

λ എന്ന തരംഗദൈർഘ്യം ഉള്ള ഏകവർണ്ണ പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രകാശ തീവ്രത കണക്കാക്കുന്നത്

${\displaystyle I_{\mathrm {v} }=683\cdot {\overline {y}}(\lambda )\cdot I_{\mathrm {e} },}$ എന്നാണ്

ഇവിടെ

I_v എന്നത് കാൻഡെലയിൽ (സിഡി) ഉള്ള പ്രകാശ തീവ്രതയാണ്,

I_e വാട്ട്സ് സ്റ്റെറാഡിയനിലുള്ള പ്രസരണ തീവ്രതയാണ്,

${\displaystyle \textstyle {\overline {y}}(\lambda )}$ സ്റ്റാൻഡേർഡ് ലൂമിനോസിറ്റി ഫംഗ്ഷനാണ്.

ഒന്നിൽ കൂടുതൽ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ (സാധാരണയായി സംഭവിക്കുന്നത് പോലെ), പ്രകാശ തീവ്രത അളക്കുന്നതിന് നിലവിലുള്ള തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുടെ സ്പെക്ട്രത്തെ താഴെപ്പറയുന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് സംയോജിപ്പിക്കണം.

${\displaystyle I_{\mathrm {v} }=683\int _{0}^{\infty }{\overline {y}}(\lambda )\cdot {\frac {dI_{\mathrm {e} }(\lambda )}{d\lambda }}\,d\lambda .}$

ഇതും കാണുക

• തെളിച്ചം
• ഇന്റർനാഷണൽ സിസ്റ്റം ഓഫ് ക്വാണ്ടിറ്റീസ്
• റേഡിയൻസ്