نور، یکی از جنبههای مهم و جذاب علم فیزیک و مهندسی است که تاثیر قابل توجهی بر زندگی ما دارد. در دنیای پر از تکنولوژی امروزی، مفاهیمی چون لوکس (LUX) یا شدت روشنایی به عنوان معیارهای اساسی برای اندازهگیری و مدیریت نور به کار میروند. این مفاهیم، نه تنها در علوم مرتبط با نورپردازی بلکه در حوزههای گوناگونی از روانشناسی تا مهندسی مکانیک و معماری نقش بسزایی ایفا میکنند.
لوکس به عنوان واحد اندازهگیری شدت روشنایی نور در یک نقطه خاص از فضا شناخته میشود. این مقدار به ما اطلاع میدهد که چقدر نور در یک محیط معین فراهم است و چگونه زیست ما را تحت تاثیر قرار میدهد. از سفرهای شبانه تا دفتر کارها، از سالنهای کنسرت گرفته تا معابد مذهبی، اندازهگیری شدت روشنایی ضروری است.
در این مقاله، ما قصد داریم تا به دقت به مفهوم لوکس یا شدت روشنایی پرداخته و نقش آنها در زندگی روزمره و علوم مختلف را بررسی کنیم.
فهرست مطالب
لوکس چیست؟
لوکس یا شدت روشنایی چیست؟ لوکس در مفهوم روشنایی به معنای شدت روشنایی نور در یک نقطه خاص از فضا است. به عبارت دیگر، لوکس نشاندهنده مقدار نوری است که در یک متر مربع از یک سطح یا منطقه معین وارد میشود. این واحد اندازهگیری به ما اطلاع میدهد که در یک مکان خاص چقدر نور وارد میشود و بنابراین شدت روشنایی در آن نقطه چقدر است.
به عنوان مثال، اگر شما یک منبع نور با شدت 1000 لومن در یک متر مربع استفاده کنید، شدت روشنایی در آن نقطه 1000 لوکس است. این مفهوم مهم در طراحی نورپردازی، مهندسی نور، معماری و صنایع مختلف دارای کاربردهای گستردهای است و به ما کمک میکند محیطها را بهینه نورپردازی کرده و ارزیابی کنیم تا به راحتی و به عملکرد بهتر دست پیدا کنیم.
واحد لوکس همان واحد استاندارد برای بیان “شدت روشنایی” است.
بررسی تاریخچه شدت روشنایی ولوکس
تاریخچه شدت روشنایی و واحد اندازهگیری لوکس به مرور زمان پیشرفت کرده است. در ادامه به تاریخچه آن اشاره میشود:
قرن 19: مفهوم لوکس به عنوان واحد اندازهگیری شدت روشنایی به تدریج توسعه یافت. اصطلاح “لوکس” برای نخستین بار توسط مهندس فرانسوی Jules Violle در سال 1889 معرفی شد.
قرن 20: تا دهه 1920، استفاده از لوکس به عنوان واحد اندازهگیری شدت روشنایی به صورت رسمی پذیرفته شد و در استانداردها و نظریات نورپردازی جایگاه خود را پیدا کرد. این واحد به تدریج در میان مهندسان نورپردازی و علمای نور شناخته شد.
دوره معاصر: از آن زمان به امروز، واحد لوکس به عنوان واحد استاندارد برای اندازهگیری شدت روشنایی نور در سراسر جهان به کار میرود. این واحد در مختلف حوزهها از جمله نورپردازی، مهندسی برق، علوم طبی، فیزیک، معماری و بسیاری دیگر مورد استفاده قرار میگیرد.
تاریخچه توسعه این مفاهیم نشان میدهد که چگونه تفهیم و اندازهگیری شدت روشنایی و مفهوم لوکس به طور مداوم تحت تاثیر تحقیقات و پیشرفتهای علمی قرار گرفته و به پیشرفتهای مهمی در علوم مختلف از جمله نورپردازی، مهندسی، فیزیک و معماری منجر شده است.
لوکس یا شدت روشنایی به چه عواملی بستگی دارد؟
لوکس یا شدت نوری به عوامل زیر بستگی دارد :
شدت نور منبع: شدت نوری که یک منبع نور تابانده، از مهمترین عواملی است که بر لوکس تأثیر میگذارد. منابع نور با شدت بیشتر، لوکس بیشتری ایجاد میکنند.
فاصله از منبع نور: فاصله بین منبع نور و مکانی که شدت روشنایی در آن اندازهگیری میشود نیز تأثیرگذار است. با افزایش فاصله از منبع نور، شدت روشنایی به طور عمومی کاهش مییابد.
زاویه تابش نور: زاویه تابش نور از منبع نور نیز تأثیرگذار است. اگر نور به طور مستقیم به سمت نقطه اندازهگیری تابیده شود، لوکس بیشتری دارد تا زمانی که نور به نقطه با زاویه میآید.
معایب جذب و پخش نور: مواد موجود در محیط میتوانند نور را جذب کنند یا پخش دهند. این معایب نیز میتوانند شدت روشنایی را کاهش دهند.
نوع سطح: نوع سطحی که نور بر آن تابیده میشود نیز تأثیرگذار است. سطوح با ویژگیهای بازتابی و جذبی متفاوت، شدت روشنایی متفاوتی را ایجاد میکنند.
نوع منبع نور: نوع منبع نور نیز تأثیر دارد. منابع نور مختلف مانند لامپهای فلورسنت، لامپهای الایدی، لامپهای هالوژن و… شدت روشنایی متفاوتی ایجاد میکنند.
با در نظر گرفتن این عوامل، میتوان به طراحی نورپردازی مناسب در مکانهای مختلف پرداخت تا شرایط نوری بهینه برای انسانها و فعالیتهای مختلف فراهم شود.
کاربرد لوکس (Lux) چه می باشد ؟
لوکس (Lux) به عنوان واحد اندازهگیری شدت روشنایی نور در یک نقطه خاص از فضا دارای کاربردهای گستردهای در مختلف زمینهها دارد. در زیر به برخی از کاربردهای مهم لوکس اشاره میکنم:
نورپردازی داخلی و خارجی: لوکس به مهندسان نورپردازی کمک میکند تا مناسبترین نورپردازی را برای مکانهای مختلف انجام دهند. این کاربرد در ساختمانها، فضاهای عمومی، خیابانها، پارکها و فضاهای عمومی دیگر رخ میدهد.
طراحی داخلی و معماری: معماران از لوکس برای طراحی داخلی ساختمانها و انتخاب مناسبترین نورپردازی برای ایجاد اثرات مختلف در فضاهای داخلی استفاده میکنند.
صنایع سنجش و ابزار دقیق: در صنایعی که نیاز به دقت بسیار بالا در اندازهگیری و کنترل نور دارند، از لوکس به عنوان یک واحد اساسی استفاده میشود. این شامل صنایع پزشکی، فناوری اطلاعات، صنعت خودرو و…
زمینههای پژوهشی: در زمینههای پژوهشی مختلف از جمله علوم زیستی، فیزیک، شیمی و مخابرات، لوکس به عنوان واحد مهمی برای اندازهگیری و مطالعه نور و تاثیرات آن به کار میرود.
صنعت خودرو: در طراحی خودروها، لوکس به عنوان یک معیار برای تعیین روشنایی داخلی و خارجی خودروها بسیار مهم است. این کاربرد در بهبود ایمنی و راحتی رانندگان و مسافران نقش دارد.
سیستمهای ایمنی و نظارتی: در سیستمهای امنیتی و نظارتی، اندازهگیری لوکس میتواند در تشخیص حرکتهای ناخواسته در محیطهای تاریک و نیز برای کنترل سیستمهای روشنایی اتوماتیک استفاده شود.
با توجه به این کاربردها، لوکس به عنوان یک واحد اساسی در تعیین و مدیریت شدت روشنایی نقش بسیار مهمی در بهبود کیفیت زندگی و بهرهوری در مکانها و صنایع مختلف ایفا میکند.
روش محاسبه لوکس نوری (فرمول لوکس)
محاسبه شدت روشنایی نور (لوکس) معمولاً با استفاده از فرمول زیر انجام میشود:
لوکس (Lux) = شدت نور (Lumen) / مساحت (متر مربع)
فرمول محاسبه روشنایی:
لوکس (Lux): واحد اندازهگیری شدت روشنایی نور.
شدت نور (Lumen): مقدار نوری که یک منبع نور تولید میکند. این مقدار بر روی بستهبندی لامپها و منابع نور معمولاً تعیین میشود.
مساحت (متر مربع): منطقه یا سطحی که شدت روشنایی نور در آن محاسبه میشود. این میتواند یک متر مربع یا مساحت دیگری باشد.
برای مثال فرمول محاسبه میزان روشنایی یک فضا، اگر یک لامپ با شدت نور 1000 لومن نور را بر روی یک میز به ارتفاع 1 متری تابانده و شدت روشنایی را در مساحت یک متر مربعی که میز را پوشش میدهد میخواهیم محاسبه کنیم، میتوانیم از فرمول بالا استفاده کنیم:
لوکس (Lux) = 1000 Lumen / 1 متر مربع = 1000 Lux
بنابراین، شدت روشنایی نور در میز ما 1000 لوکس روشنایی است. این فرمول شدت روشنایی به ما امکان میدهد تا شدت روشنایی نور در مکانها و مساحتهای مختلف را محاسبه کنیم.
نکته : تبدیل لومن به لوکس مستقیم نیست، زیرا این دو واحد به متغیرهای مختلف اشاره دارند. لومن مقدار جریان نور را نشان میدهد، در حالی که لوکس نشاندهندهٔ شدت نور در یک فضا است. این تبدیل بستگی به مساحت منطقهٔ نورانی و توزیع نور دارد.
ابزار های اندازه گیری شدت روشنایی
برای اندازه گیری شدت روشنایی نور به واحد لوکس، میتوان از ابزارها و دستگاههای مختلف استفاده کرد. در زیر، به برخی از ابزارهای معمول برای اندازهگیری لوکس اشاره میشود:
لوکسمتر (Luxmeter): این دستگاه به عنوان یکی از ابزارهای متداول برای اندازهگیری لوکس استفاده میشود. لوکسمتر با اندازهگیری شدت نور در یک نقطه معین از فضا به واحد لوکس، امکان ارزیابی شدت روشنایی نور را فراهم میکند.
فوتومتر (Photometer): فوتومتر یک دستگاه پیشرفتهتر است که از آن برای اندازهگیری شدت روشنایی نور و ویژگیهای دقیقتر مرتبط با رنگ نور نیز استفاده میشود. این دستگاهها برای کاربردهای حرفهای مانند نورپردازی و علوم نور مورد استفاده قرار میگیرند.
سنسورهای نوری: در برخی موارد، سنسورهای نوری به صورت تجهیزات یا سیستمهایی متصل به دستگاههای اندازهگیری برای اندازهگیری شدت روشنایی نور در مکانهای مختلف استفاده میشوند.
دوربینهای نورسنجی: برخی دوربینهای معمولی و یا دوربینهای خاص میتوانند از سنسورهای نوری برای اندازهگیری شدت روشنایی نور استفاده کنند. این دستگاهها معمولاً به صورت همزمان با تصویربرداری اطلاعات در مورد شدت نور را نمایش میدهند.
نرمافزارهای موبایل و کامپیوتر: برخی از نرمافزارهای موبایل و کامپیوتر به صورت اپلیکیشنهای مخصوص برای اندازهگیری شدت روشنایی نور با استفاده از دوربین گوشی یا وبکم ارائه میشوند.
یکی از نرم افزارهایی که میتوانید برای محاسبه لوکس و لومن استفاده کنید، نرم افزار Lighting calculations است. شما میتوانید آن را به صورت رایگان از گوگل پلی دانلود و نصب کنید. نرم افزار DiaLux نیز از دیگر نرم افزارهای خوب برای محاسبه شدت نور و شدت روشنایی است. این نرم افزار موردتایید بسیاری از مهندسین برق است.
با استفاده از این ابزارها، میتوانید شدت روشنایی نور در مکانها و موارد مختلف را اندازهگیری کرده و اطلاعات مفیدی برای طراحی نورپردازی و مدیریت نور در محیطهای مختلف به دست آورید.
لوکس متر چگونه کار میکند؟
Luxmeter یک دستگاه اندازهگیری است که برای اندازهگیری شدت روشنایی نور در یک نقطه معین از فضا به واحد لوکس استفاده میشود. عملکرد لوکسمتر بسیار ساده است و بر اساس اصول اپتیکی و الکترونیکی کار میکند.
عملکرد اصلی لوکسمتر به شرح زیر است:
جذب نور: لوکسمتر دارای یک حسگر نور یا فتودیود (Photodiode) است که نور را جذب میکند. این حسگر نور عمدتاً حساس به نور مرئی واقع در طیف نور قرار دارد.
تبدیل به سیگنال الکتریکی: نوری که توسط حسگر جذب میشود، به سیگنال الکتریکی تبدیل میشود. این سیگنال الکتریکی به مقدار شدت نور متناظر با لوکس مناسب نمایش داده میشود.
نمایش مقدار لوکس: مقدار شدت روشنایی نور به واحد لوکس روی صفحه نمایش لوکسمتر نمایش داده میشود. این نمایشگر معمولاً دارای یک صفحه دیجیتال یا نمایشگر آنالوگ است.
خواندن مقدار لوکس: کاربر میتواند مقدار شدت روشنایی نور را از صفحه نمایش لوکسمتر خوانده و ثبت کند.
لوکسمترها معمولاً برای اندازهگیری نور مرئی مورد استفاده قرار میگیرند و میتوانند در محیطهای مختلفی از جمله نورپردازی داخلی و خارجی، طراحی داخلی، معماری، علوم طبی، و صنایع مختلف مفید باشند. این ابزارها به ما امکان میدهند تا شدت روشنایی نور در مکانها و فضاهای مختلف را اندازهگیری کرده و برای بهبود نورپردازی و کنترل روشنایی در این مکانها استفاده کنیم.
تفاوت لوکس و لومن چیست ؟
لومن (Lumen) و لوکس (Lux) دو واحد مختلف در زمینه نور و روشنایی هستند و در اندازهگیری و معیارگذاری نور به کار میروند. تفاوت اصلی بین این دو واحد به شرح زیر است:
لومن (Lumen):
لومن واحد اندازهگیری شدت نوری است که یک منبع نور تولید میکند. به عبارت دیگر، لومن نشاندهنده مقدار نور تولید شده توسط یک منبع نور مانند یک لامپ یا یک نور فلش است.
لومن نمایانگر توان نوری واقع در یک منبع نور میباشد و به تعبیر دقیقتر، تعداد فوتکندگان نور (لومن) در یک طیف خاص از نور را نشان میدهد.
مثال: اطلاعات مربوط به توان لومن یک لامپ مشخص میکند که چقدر نور توسط آن تولید میشود.
لوکس (Lux):
lux چیست؟لوکس واحد اندازهگیری شدت روشنایی نور در یک نقطه خاص از فضا است. به عبارت دیگر، لوکس نشاندهنده میزان نوری است که در یک نقطه خاص از فضا به واحد متر مربع (متر مکعب در بعضی موارد) تابانده میشود.
لوکس بیانگر توزیع نور در مکانها و سطوح مختلف میباشد و نمایانگر شدت روشنایی نور در آن نقطه از فضا است.
مثال: اطلاعات مربوط به شدت روشنایی نور در یک اتاق نشان میدهد که در هر متر مربع از آن اتاق چقدر نور وارد میشود.
به طور خلاصه، لومن به توان نوری منبع اشاره دارد، در حالی که لوکس به شدت روشنایی نور در یک مکان معین از فضا اشاره میکند. این دو واحد با هم تعیین میکنند که چقدر نور در یک مکان خاص به مقداری کافی روشن است.
تفاوت لوکس و کاندلا چیست؟
لوکس (Lux) و کاندلا (Candela) دو واحد مختلف در زمینه روشنایی هستند وو در اندازهگیری و معیارگذاری نور به کار میروند. تفاوت اصلی بین این دو واحد به شرح زیر است:
لوکس (Lux):
لوکس واحد اندازهگیری شدت روشنایی نور در یک نقطه خاص از فضا است. به عبارت دیگر، لوکس نشاندهنده میزان نوری است که در یک نقطه خاص از فضا به واحد متر مربع (متر مکعب در بعضی موارد) تابانده میشود.
لوکس بیانگر توزیع نور در مکانها و سطوح مختلف میباشد و نمایانگر شدت روشنایی نور در آن نقطه از فضا است.
مثال: اطلاعات مربوط به شدت روشنایی نور در یک اتاق نشان میدهد که در هر متر مربع از آن اتاق چقدر نور وارد میشود.
کاندلا (Candela):
کاندلا واحد اندازهگیری شدت نوری است که یک منبع نور در یک جهت خاص تابانده میکند. به عبارت دیگر، کاندلا نشاندهنده شدت نوری است که در یک جهت خاص توسط یک منبع نور ایجاد میشود.
کاندلا بیانگر تمرکز نور در یک جهت مشخص میباشد و معمولاً برای منابع نوری مانند چراغها و لامپها با تمرکز نوری خاص استفاده میشود.
مثال: اطلاعات مربوط به شدت نوری که یک چراغ در یک جهت مشخص تابانده میکند، با واحد کاندلا اندازهگیری میشود.
به طور خلاصه، لوکس به شدت روشنایی نور در یک مکان خاص اشاره دارد، در حالی که کاندلا به شدت نور تولید شده توسط یک منبع نور در یک جهت خاص اشاره میکند. این دو واحد با هم تعیین میکنند که چقدر نور در یک مکان خاص به مقداری کافی روشن و تمرکز دارد.
میزان شدت روشنایی (لوکس موردنیاز) برای انواع فضاها
| سطح لوکس یا سطح روشنایی | نوع اتاق |
|---|---|
| بین ۳۰۰-۷۵۰ لوکس | لوکس آشپزخانه و تهیه غذا |
| بین ۳۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس اتاق ارائه مطلب |
| بین ۲۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس اتاق تأسیسات الکتریکی و مکانیکی مانند موتورخانه یا پستهای بازدید برق |
| بین ۲۰۰-۳۰۰ لوکس | لوکس اتاق خواب و خوابگاههای شبانهروزی |
| ۲۲۰۰ لوکس | لوکس اتاق عمل |
| بین ۵۰-۲۰۰ لوکس | لوکس انبار و سوله |
| بین ۵۰-۱۰۰ لوکس | لوکس پارکینگ و فضای داخلی |
| بین ۱۰۰-۳۰۰ لوکس | لوکس توالت |
| بین ۲۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس دفتر کار محیط بسته و شخصی |
| بین ۲۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس دفتر کار- مکان باز |
| بین ۱۰۰-۳۰۰ لوکس | لوکس رختکن |
| ۲۰۰ لوکس | لوکس رستوران ، اتاق صرف غذا |
| بین ۱۰۰-۳۰۰ لوکس | لوکس سالن و اتاق استراخت |
| بین ۷۵۰-۱۲۰۰ لوکس | لوکس کارگاه تخصصی |
| بین ۲۰۰-۳۰۰ لوکس | لوکس کافه تریا و غذاخوری |
| بین ۳۳۰-۵۰۰ لوکس | لوکس کلاس درس و محیط عمومی |
| بین ۱۰۰-۳۰۰ لوکس | لوکس محل تخلیه بار |
| ۱۰۰۰ لوکس | لوکس محل ساخت جواهرآلات |
| ۵۰ لوکس | لوکس محل نگهداری حیوانات |
| بین ۵۰۰-۷۵۰ لوکس | لوکس محیط آزمایشگاه و کلاس درس |
| بین ۲۰۰-۳۰۰ لوکس | لوکس محیط باشگاه و محل تمرینات ورزشی |
| بین ۲۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس محیط فروشگاه کوچک |
| بین ۲۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس محیط کتابخانه و فضای مابین قفسه کتابها |
| بین ۳۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس محیط مطالعه |
| بین ۳۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس موردنیاز اتاق کنفرانس |
| بین ۵۰-۱۰۰ لوکس | لوکس موردنیاز راه پله |
| بین ۵۰-۱۰۰ لوکس | لوکس موردنیاز راهرو |
| بین ۲۰۰-۳۰۰ لوکس | لوکس موردنیاز لابی و دفاتر و مکانهای عمومی |
| بین ۳۰۰-۷۵۰ لوکس | لوکس هایپرمارکت و فروشگاه بزرگ |
| بین ۳۰۰-۵۰۰ لوکس | لوکس ورزشگاه و میدانهای بازی و سرگرمی |
سوالات متداول