Đại lượng bức xạ và đại lượng sáng
Bài viết trên đã giải thích khái niệm cơ bản về độ sáng và cách chúng được đo lường qua hai loại đại lượng - bức xạ và sáng - với những ứng dụng khác nhau trong khoa học và thực tiễn. Cảm nhận ánh sáng không chỉ phụ thuộc vào năng lượng mà còn vào cách mắt chúng ta tiếp nhận và xử lý nó, tạo nên những trải nghiệm phong phú về ánh sáng và màu sắc trong cuộc sống hàng ngày.
Độ sáng có thể được định nghĩa là mức độ kích thích mà ánh sáng (năng lượng điện từ) tác động lên các cảm biến (mắt người hoặc cảm biến của máy móc). Mức độ kích thích này được xác định bởi cường độ của ánh sáng từ nguồn phát và độ nhạy của cảm biến ở phía nhận. Vì vậy, để hiểu rõ hơn về độ sáng, chúng ta cần khám phá cách đo lường và đánh giá năng lượng điện từ của ánh sáng cũng như mức độ kích thích mà nó tạo ra đối với cảm biến. Cùng VietMRO tìm hiểu và khám phá các đại lượng bức xạ và đại lượng sáng trong bài viết dưới đây
Đơn vị đo bức xạ và độ sáng
Ở phía phát ra ánh sáng, có các đại lượng bức xạ, tức năng lượng của bức xạ điện từ, được đo bằng watt (W), đơn vị tương tự như công suất điện. Ở phía cảm nhận, chúng ta có độ sáng, biểu thị cảm nhận độ sáng của mắt người và được đo bằng lumen (lm).
Ngoài ra, còn có các đơn vị đo bức xạ và độ sáng khác nhau tùy thuộc vào điều kiện hình học, chẳng hạn như diện tích hoặc góc khối. Cụ thể, đơn vị đo bức xạ được chia thành:
- Thông lượng bức xạ (Radiant flux)
- Năng lượng bức xạ (Radiant energy)
- Công suất bức xạ (Irradiance)
- Độ trưng (Radiant exitance)
- Mật độ bức xạ (Radiant intensity)
- Độ sáng (Radiance)
Tương tự, đơn vị đo độ sáng được chia thành:
- Thông lượng sáng – Quang thông (Luminous flux)
- Năng lượng sáng – Quang năng (Quantity of light)
- Độ rọi (Illuminance)
- Độ trưng ánh sáng (Luminous exitance)
- Cường độ sáng (Luminous intensity)
- Độ chói sáng (Luminance)
Điều kiện hình học chung của thông lượng bức xạ và thông lượng sáng
Thông lượng bức xạ và thông lượng sáng giúp minh họa điểm tương đồng và khác biệt giữa đại lượng bức xạ và đại lượng sáng. Hãy tưởng tượng một vòi sen đang phun ra vô số giọt nước. Vòi sen có thể được ví như nguồn bức xạ (nguồn sáng), trong khi lực đẩy của dòng nước tương tự như thông lượng bức xạ hoặc thông lượng sáng.
Hình 1. Minh họa về nguồn bức xạ và thông lượng bức xạ
Khi tăng lưu lượng nước, lực đẩy của các giọt nước cũng mạnh hơn (lượng nước chảy ra trong mỗi đơn vị thời gian tăng), giống như cách thông lượng sáng hoặc thông lượng bức xạ tăng lên.
Phân biệt thông lượng bức xạ và thông lượng sáng
Ánh sáng lan truyền dưới dạng năng lượng điện từ qua các môi trường như không khí hoặc kính. Thông lượng bức xạ đo lượng năng lượng bức xạ truyền qua một khu vực mục tiêu trong mỗi đơn vị thời gian (ví dụ: 1 giây). Năng lượng này được đo bằng joule (J), và đơn vị đo của thông lượng bức xạ là watt (W), tương đương với năng lượng phát ra trong mỗi đơn vị thời gian (joule mỗi giây, J/s).
Ngược lại, thông lượng sáng đo cường độ của thông lượng bức xạ theo cảm nhận của mắt người. Đơn vị đo của thông lượng sáng là lumen (lm).
Hình 2. Thông lượng sáng đo cường độ của thông lượng bức xạ theo cảm nhận của mắt người
Quang thông, được đo bằng đơn vị lumen, là nền tảng của các đại lượng quang học, đồng thời các chỉ số về độ rọi và độ chói cũng được xác định dựa trên lumen.
