प्रकाश की तीव्रता को मापने के लिए इकाई क्या है? प्रकाश की तीव्रता क्या मापा जाता है?

गठन

आज हम प्रकाश तीव्रता के माप की इकाई के बारे में बात करेंगे। यह आलेख पाठकों को फोटॉन के गुणों को प्रकट करेगा, जो यह निर्धारित करने की अनुमति देगा कि प्रकाश अलग चमक का क्यों है।

कण या लहर?

चमकदार तीव्रता इकाई

बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में, वैज्ञानिकों ने परेशान कियाप्रकाश की क्वांटा के व्यवहार - फोटॉनों। एक तरफ, हस्तक्षेप और विवर्तन ने उनके तरंग सार के बारे में बात की। नतीजतन, आवृत्ति, तरंगदैर्ध्य, और आयाम जैसे प्रकाश विशेषता गुण। दूसरी तरफ, लेबेडेव के प्रयोगों ने वैज्ञानिक समुदाय को आश्वस्त किया कि फोटॉन सतहों पर आवेगों को प्रसारित करते हैं। यह एक कण द्रव्यमान के लिए नहीं असंभव हो जाएगा। इस प्रकार, भौतिकविदों को यह पहचानना पड़ा: विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक तरंग और एक भौतिक वस्तु है।

फोटॉन ऊर्जा

आइंस्टीन साबित हुआ, द्रव्यमान ऊर्जा है। यह तथ्य हमारे केंद्रीय शरीर, सूर्य को साबित करता है। थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया अत्यधिक संपीड़ित गैस के द्रव्यमान को स्वच्छ ऊर्जा में परिवर्तित करती है। लेकिन उत्सर्जित विकिरण की शक्ति का निर्धारण कैसे करें? सुबह क्यों, उदाहरण के लिए, सूर्य की रोशनी की शक्ति दोपहर से भी कम है? पिछले अनुच्छेद में वर्णित विशेषताओं ठोस संबंधों से संबंधित हैं। और वे सभी विद्युत चुम्बकीय विकिरण द्वारा की गई ऊर्जा को इंगित करते हैं। यह मान एक बड़े तरीके से बदलता है जब:

  • तरंग दैर्ध्य घटाना;
  • बढ़ती आवृत्ति।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण की ऊर्जा क्या है?

चमकदार तीव्रता इकाई

फोटॉन अन्य कणों से अलग है। इसका द्रव्यमान और इसलिए, ऊर्जा तब तक मौजूद होती है जब तक यह अंतरिक्ष के माध्यम से आगे बढ़ती है। जब यह बाधा से टकराता है, तो प्रकाश की मात्रा इसकी आंतरिक ऊर्जा को बढ़ाती है या इसे एक गतिशील क्षण देती है। लेकिन फोटॉन स्वयं अस्तित्व में रहता है। वास्तव में बाधा के रूप में क्या कार्य करता है, इस पर निर्भर करता है कि विभिन्न परिवर्तन होते हैं।

  1. यदि बाधा एक ठोस शरीर है, तो अक्सरप्रकाश इसे गर्म करता है। निम्नलिखित परिदृश्य भी संभव हैं: एक फोटॉन गति की दिशा बदलता है, रासायनिक प्रतिक्रिया को उत्तेजित करता है, या इलेक्ट्रॉनों में से एक को अपनी कक्षा छोड़ने और दूसरे राज्य (फोटो प्रभाव) में बदलने का कारण बनता है।
  2. यदि बाधा एकमात्र अणु है, उदाहरण के लिए, खुली जगह में एक दुर्लभ गैस बादल से, तो फोटॉन अपने सभी कनेक्शनों को अधिक दृढ़ता से आगे बढ़ाने का कारण बनता है।
  3. यदि बाधा एक विशाल शरीर है (उदाहरण के लिए, एक सितारा या यहां तक ​​कि एक आकाशगंगा), तो प्रकाश विकृत हो जाता है और दिशा बदलता है। यह प्रभाव अंतरिक्ष के दूर के अतीत में "देखने" की क्षमता पर आधारित है।

विज्ञान और मानवता

वैज्ञानिक सबूत अक्सर अमूर्त लगता हैजीवन के लिए अपरिवर्तनीय। यह प्रकाश की विशेषताओं के साथ होता है। यदि हम एक प्रयोग के बारे में बात कर रहे हैं या सितारों के विकिरण को माप रहे हैं, तो वैज्ञानिकों को पूर्ण मूल्यों को जानने की आवश्यकता है (उन्हें फोटोमेट्रिक कहा जाता है)। ये अवधारणाएं आमतौर पर ऊर्जा और शक्ति के संदर्भ में व्यक्त की जाती हैं। याद रखें, शक्ति का अर्थ प्रति यूनिट ऊर्जा की परिवर्तन की दर है, और आम तौर पर यह उस प्रणाली की मात्रा दिखाता है जो सिस्टम उत्पन्न कर सकता है। लेकिन मनुष्य वास्तविकता को समझने की अपनी क्षमता में सीमित है। उदाहरण के लिए, त्वचा गर्म महसूस करती है, लेकिन आंख इन्फ्रारेड विकिरण के फोटॉन को नहीं देखती है। चमकदार तीव्रता की इकाइयों के साथ एक ही समस्या: विकिरण वास्तव में प्रदर्शित होने वाली शक्ति उस शक्ति से अलग है जो मानव आंख को समझने में सक्षम है।

मानव आंख की स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता

प्रकाश तीव्रता के माप की इकाई को बुलाया जाता है

हम आपको याद दिलाते हैं कि हम औसत से नीचे चर्चा करेंगेसंकेतक। सभी लोग अलग हैं। कुछ व्यक्तिगत रंगों को बिल्कुल नहीं देखते हैं (रंग अंधा)। दूसरों के लिए, रंग की संस्कृति आम तौर पर स्वीकृत वैज्ञानिक दृष्टिकोण के साथ मेल नहीं खाती है। उदाहरण के लिए, जापानी हरे और नीले, और ब्रिटिश - नीले और नीले रंग के बीच अंतर नहीं करते हैं। इन भाषाओं में, अलग-अलग रंग एक शब्द से संकेतित होते हैं।

चमकदार तीव्रता की इकाई स्पेक्ट्रल पर निर्भर करती हैऔसत मानव आंख की संवेदनशीलता। अधिकतम डेलाइट 555 नैनोमीटर के तरंग दैर्ध्य के साथ एक फोटॉन पर पड़ता है। इसका मतलब है कि सूर्य के प्रकाश में, व्यक्ति हरे रंग का रंग देखता है। अधिकतम रात दृष्टि 507 नैनोमीटर के तरंग दैर्ध्य के साथ एक फोटॉन है। इसलिए, चंद्रमा के नीचे, लोग नीली वस्तुओं को बेहतर देखते हैं। शाम को, सबकुछ प्रकाश पर निर्भर करता है: जितना बेहतर होगा, उतना ही अधिक "हरा" जितना अधिक व्यक्ति एक व्यक्ति को समझता है।

मानव आंख की संरचना

कैंडेला इकाई

लगभग हमेशा, जब दृष्टि की बात आती है, हमहम कहते हैं कि वह आंख देखता है। यह एक गलत कथन है, क्योंकि यह मुख्य रूप से मस्तिष्क को समझता है। आंख केवल एक उपकरण है जो मेजबान कंप्यूटर पर प्रकाश प्रवाह के बारे में जानकारी प्रसारित करता है। और, किसी भी उपकरण की तरह, रंग धारणा की पूरी प्रणाली में इसकी सीमाएं हैं।

मानव रेटिना के दो अलग-अलग प्रकार हैं।कोशिकाओं - शंकु और छड़ें। पूर्व दिन दृष्टि के लिए ज़िम्मेदार हैं और बेहतर रंगों को समझते हैं। उत्तरार्द्ध रात दृष्टि प्रदान करता है, चॉपस्टिक्स के लिए धन्यवाद एक व्यक्ति प्रकाश और छाया के बीच अंतर करता है। लेकिन वे खराब रंग को समझते हैं। छड़ें आंदोलन के लिए भी अधिक संवेदनशील हैं। यही कारण है कि यदि कोई व्यक्ति चांदनी पार्क या जंगल के माध्यम से चलता है, तो वह शाखाओं के हर घुमावदार हवाओं की हर आवाज़ को नोटिस करता है।

इस अलगाव के लिए विकासवादी कारण सरल है: हमारे पास एक सूरज है चंद्रमा प्रतिबिंबित प्रकाश के साथ चमकता है, जिसका अर्थ है कि इसका स्पेक्ट्रम केंद्रीय ल्यूमिनरी के स्पेक्ट्रम से बहुत अलग नहीं है। इसलिए, दिन दो हिस्सों में बांटा गया है - रोशनी और अंधेरा। यदि लोग दो या तीन सितारों की व्यवस्था में रहते थे, तो हमारे दृष्टिकोण में शायद अधिक घटक होंगे, जिनमें से प्रत्येक को एक एकल ल्यूमिनरी के स्पेक्ट्रम में अनुकूलित किया गया था।

मुझे कहना होगा, हमारे ग्रह पर जीव हैं जिनकेदृष्टि मानव से अलग है। रेगिस्तान निवासियों, उदाहरण के लिए, उनकी आंखों के साथ अवरक्त प्रकाश पर कब्जा। कुछ मछली पराबैंगनी के पास देखते हैं, क्योंकि यह विकिरण पानी के स्तंभ में गहराई से प्रवेश करता है। हमारे पालतू जानवर बिल्लियों और कुत्ते अलग-अलग रंगों को समझते हैं, और उनके स्पेक्ट्रम काट दिया जाता है: वे बेहतर ढंग से चीओरोस्कोरो के अनुकूल होते हैं।

लेकिन जैसा कि हमने उपर्युक्त उल्लेख किया है, लेकिन लोग सभी अलग हैं। मानवता के कुछ प्रतिनिधि इन्फ्रारेड लाइट के पास देखते हैं। यह नहीं कहा जा सकता है कि उन्हें थर्मल इमेजर्स की आवश्यकता नहीं होगी, लेकिन वे अधिक से अधिक लाल रंगों को समझने में सक्षम हैं। अन्य ने पराबैंगनी स्पेक्ट्रम विकसित किया है। इस तरह के एक मामले का वर्णन किया गया है, उदाहरण के लिए, फिल्म प्लैनेट का-पैक्स में। मुख्य चरित्र का दावा है कि वह एक और स्टार सिस्टम से आया था। सर्वेक्षण में पराबैंगनी विकिरण देखने की उनकी क्षमता का खुलासा किया।

प्रकाश की तीव्रता क्या मापा जाता है

क्या यह साबित करता है कि प्रोट एक विदेशी है? नहीं। कुछ लोग इसे कर सकते हैं। इसके अलावा, दृश्यमान स्पेक्ट्रम के नजदीक निकटतम पराबैंगनी। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि कोई और थोड़ा और समझता है। लेकिन सुपरमैन निश्चित रूप से पृथ्वी से नहीं है: एक्स-रे स्पेक्ट्रम दृश्य से बहुत दूर है, ताकि इस दृष्टि को मानव दृष्टिकोण से समझाया जा सके।

चमकीले प्रवाह का निर्धारण करने के लिए पूर्ण और सापेक्ष इकाइयां

वर्णक्रमीय संवेदनशीलता से स्वतंत्रमात्रा जो एक निश्चित दिशा में प्रकाश के प्रवाह को इंगित करती है उसे "कैंडेला" कहा जाता है। बिजली माप की इकाई पहले से ही एक "मानव" दृष्टिकोण के साथ उच्चारण की जाती है। इन अवधारणाओं के गणितीय पदनाम में एकमात्र अंतर है: सबस्क्रिप्ट "ई" का पूर्ण मूल्य है, और "υ" मानव आंखों के सापेक्ष है। लेकिन यह मत भूलना कि इन श्रेणियों के मूल्य काफी भिन्न होंगे। असली समस्याओं को हल करते समय यह माना जाना चाहिए।

गणना और पूर्ण और सापेक्ष मूल्यों की तुलना

प्रकाश तीव्रता की इकाई क्या है

यह समझने के लिए कि प्रकाश तीव्रता कैसे मापा जाता है,"पूर्ण" और "मानव" मानों की तुलना करना आवश्यक है। दाईं ओर अवधारणाएं पूरी तरह भौतिक हैं। बाईं ओर वे मान हैं जिनमें वे मानव आंख की प्रणाली से गुजरते समय बदल जाते हैं।

  1. विकिरण की शक्ति प्रकाश की शक्ति बन जाती है। अवधारणाओं को कैंडेला में मापा जाता है।
  2. ऊर्जा चमक चमक में बदल जाती है। प्रति वर्ग मीटर कैंडेला में मूल्य व्यक्त किए जाते हैं।

निश्चित रूप से पाठक ने परिचित शब्दों को देखा। अपने जीवन में कई बार, लोग कहते हैं: "बहुत उज्ज्वल सूरज, हम छाया में जाएंगे" या "मॉनीटर को उज्जवल बनाएं, फिल्म बहुत गहरा और अंधेरा है।" उम्मीद है कि लेख थोड़ा स्पष्ट करेगा कि अवधारणा कहाँ से आई थी, साथ ही चमकीले तीव्रता की इकाई का नाम भी था।

"Candela" की अवधारणा की विशेषताएं

हल्की शक्ति

थोड़ा ऊपर, हमने इस शब्द का उल्लेख किया। हमने यह भी समझाया कि क्यों एक ही शब्द इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विकिरण की शक्ति से जुड़े भौतिकी की पूरी तरह से अलग अवधारणाओं को संदर्भित करता है। इसलिए, प्रकाश तीव्रता के माप की इकाई को "कैंडेला" कहा जाता है। लेकिन यह बराबर क्या है? एक कैंडेला एक स्रोत से ज्ञात दिशा में प्रकाश की तीव्रता है जो 5.4 * 10 की आवृत्ति के साथ कड़ाई से मोनोक्रोमैटिक विकिरण उत्सर्जित करता है14, इसमें ऊर्जा स्रोत शक्ति के साथदिशा प्रति इकाई ठोस कोण 1/683 वाट बराबर होती है। पाठक आवृत्ति को तरंगदैर्ध्य में आसानी से अनुवाद कर सकता है, सूत्र बहुत आसान है। चलो दिखाएं: परिणाम दृश्य क्षेत्र में निहित है।

प्रकाश तीव्रता के माप की इकाई को बुलाया जाता है"Candela" कोई दुर्घटना नहीं है। जो लोग अंग्रेजी जानते हैं, याद रखें कि एक मोमबत्ती एक मोमबत्ती है। पहले, मानव गतिविधियों के कई क्षेत्रों को प्राकृतिक मानकों में मापा गया था, उदाहरण के लिए, अश्वशक्ति, पारा के मिलीमीटर। तो यह आश्चर्य की बात नहीं है कि प्रकाश तीव्रता के माप की इकाई एक कैंडेला, एक मोमबत्ती है। केवल एक मोमबत्ती बहुत ही असाधारण है: सख्ती से परिभाषित तरंगदैर्ध्य के साथ, और प्रति सेकंड एक विशिष्ट संख्या में फोटॉन का उत्पादन।

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