HyperLink
 
تاسیسات بخش هجدهم
تاریخ درج: ١٣٩۴/٠٨/١٨

روشنائي فني 

براي تفهيم هدف روشنائي از نقطه نظر مهندسي ، جمعيت مهندسان روشنائي واژة (Light) را بعنوان انرژي تشعشعي ارزيابي شده بوسيله چشم تعريف کرده‌اند. از نقطه نظر فيزيکي ، نور بعنوان قسمتي از طيف الکترومغناطيسي تلقي مي‌شود که بين طول موجهاي 380 تا 780 ميلي ميکرون (نانومتر) قرار دارد. تا به حال تعبيرات زيادي از ماهيت نور شده ‌است که بطور مختصر در زير شرح داده مي‌شود:

 
تئوري ذره‌اي  Corpuscular theory‌ اين تئوري بوسيله نيوتن گفته شده و بر اصول زير متکي است:
1. جسم نوراني انرژي تشعشعي را بصورت ذره از خود ساطع مي‌کند.
2. اين ذرات به دنبال هم به خط مستقيم پرتاب ميشوند.
3. اين ذرات بر شبکيه چشم اثر کرده و اعصاب نوري (بينائي) را تحريک و ايجاد احساس نور مينمايد. 
 
تئوري موجي هويگنس (Wave theory) اين تئوري بوسيلة هويگنس گفته شده است و بر اصول زير متکي است:
1. نور نتيجة ارتعاش مولکولي در مواد نوراني است. 
2. اين ارتعاشات بشکل موجي از ميان اتر (Ether) عبور مي‌کنند. 
3. اين ارتعاشات ، ‌برروي شبکيه چشم اثر کرده و با تحريک اعصاب بينائي ايجاد احساس نور مي‌کند. 
 
تئوري الکترومغناطيسي Electromagnetic اين تئوري بوسيلة ماکسوئل گفته شده و متکي به اصول زير است:‌
1. اجسام نوراني از خود نور را بصورت انرژي تشعشعي ساطع مي‌کند. 
2. اين انرژي تشعشعي بفرم امواج الکترومغناطيسي انتشار مي‌يابد. 
3. امواج الکترومغناطيسي بروري شبکيه چشم عمل کرده و با تحريک اعصاب بينائي ايجاد احساس نور مي‌نمايد. 
 
طيف انرژي و روشنائي 
تئوري موجي به ما اين امکان را ميدهد که منحني تشعشع را برحسب طول موج يا فرکانس رسم نمائيم ملاحظه ميشود بين اشعه الکترومغناطيسي بي‌سيم ، راديو ، ‌اشعه حرارتي ،‌ اشعه مرئي ، اشعه ماوراء‌بنفش ، اشعة‌ ايکس تفاوت زيادي وجود ندارد و همه از يک جنس هستند و فقط طول موج و فرکانس انها با يکديگر تفاوت دارد. 
در شکل صفحة بعد طيف اشعه الکترومغناطيس نشان داده شده است. 

 طيف انرژي و روشنائي

 
حدود عملي طيف انرژي تشعشعي در فاصله بين چند کيلومتر (10-12m) تا 100 هزار مايل (1.6×108m) مي‌باشد. 
طيف انرژي تشعشعي قابل رويت طول موجي بين 9-10*380 تا 9-10*780 متر (380 تا 780 نانومتر) دارد.
تمام انواع انرژي در خلاء با سرعتي معادل 186300 مايل در ثانيه (تقريبا 300 هزار کيلومتر در ثانيه) حرکت مي‌کنند و هر يک از انها از نظر طول موج و فرکانس با هم فرق دارند. 
طول موج و سرعت ممکن است در اثر عبور از ماده تغيير کند اما فرکانس همواره ثابت ميماند و به جرم ماده‌اي که از ان عبور مي‌کند بستگي ندارد. 
 
فرمول
 
در اين رابطه   V   سرعت (سانتيمتر بر ثانيه)
 λ   طول موج Cm
 n   ضريبي که بستگي به جرم جسمي که موج از ان عبور مي‌کند دارد. 
 υ  فرکانس موج برحسب هرتز

مثلا نوري که طول موج ان در هوا 589 نانومتر است سرعت ان در خلاء 1010*997925/2 و در هوا (760 ميليمتر جيوه فشار و صفر درجه سانتيگراد) 1010*99724/2  در اب 1010*24915/2  سانتيمتر بر ثانيه ميباشد. 

جسم سياه (Black Body)
جسم سياه به جسمي گفته مي‌شود که تمام اشعه‌اي را که به ان ميتابد جذب نموده و هيچ قسمت از ان را از خود عبور نداده و يا منعکس ننمايد. 
يک جسم سياه با سطح معين انرژي کل و نيروي بيشتري بازاء‌ هر طول موج معين نسبت به منابع ديگر با همان سطح و همان درجه حرارت از خود تشعشع خواهد کرد. 
در ازمايشگاه دستگاهي ساخته شده که خيلي نزديک به مشخصات جسم سياه مي‌باشد. بدين منظور محفظه‌اي ساخته‌اند که در روي ان سوراخ خيلي کوچک تعبيه گرديده ، بطوريکه وقتي اشعه نوراني از سوراخ وارد محفظه ميشود، در هر انعکاس مقداري از انرژي ان جذب جسم شده تا اينکه در پايان کل انرژي تشعشعي جذب مي‌گردد. 
از سال 1948 درخشندگي جسم سياه در درجه حرارت انجماد پلاتين بعنوان مبناي محاسبات روشنائي درنظر گرفته شده است.
يک جسم سياه در درجه حرارت انجماد پلاتين 2045 درجه کلوين1. 

توليد تشعشع 
تمام منابع نوري نوعي انرژي را به تشعشعات الکترومغناطيسي تبديل مي‌کنند. معمولا با انرژي داده شده  اتمها يا ملکولهاي جسم را تحريک کرده و پس از بحالت عادي در امدن انها تشعشعات الکترومغناطيسي توليد مي‌گردد. 
مراحل مختلف عمل در شکل زير بطور ساده مشخص شده و يک اتم را نشان ميدهد که با يک هسته و يک الکترون که در مدار ثاتبي در حال حرکت ميباشد (حالت a) سپس اين اتم بطريقي تحريک شده است.
 
 
توليد تشعشع
 
 
 الکترون از مدار اصلي خود خارج و در مدار ديگري با انرژي زيادتر ولي ناپايدار قرار مي‌گيرد. (حالت b)
پس از زماني الکترون خودبه‌خود به حالت اول برگشته و در مدار ثابت خود قرار مي‌گيرد (حالت c) و انرژي دريافتي را بصورت فوتون يا واحد روشنائي تشعشع مينمايد. اين عمل (کوانتم) ‘quantum process’ ناميده ميشود. فرکانس موج تشعشع شده از رابطة‌ پلانک بدست مي‌ايد. 
 
فرمول

 که در ان E1 و E2 انرژي الکترون در حالت اول و دوم برحسب ژول (J) 
v فرکانس برحسب هرتز (Hz)
λ طول موج برحسب متر(m)
c سرعت نور تقريبا 108*998/2 متر بر ثانيه m/S
h ضريب ثابت پلانک  34-10*262/6 ژول . ثانيه (J.S) مي‌باشد. 

در گازهاي اتمي اين خطوط ممکن است کاملا تميز و مشخص باشند، در گازهاي ملکولي سطح‌ها بحدي زياد هستند که خطوط طيف بهم چسبيده و باند نوراني ايجاد مي‌کنند. در مايعات و جامدات باندها گسترده شده و به يکديگر متصل مي‌شوند و در نتيجه طيفي پيوسته در باند فرکانس پهن ايجاد مي‌نمايد. 


حال منابع انرژي را بررسي مي‌کنيم:

1.انرژي حرارتي که از يک منبع خارجي به جسم داده مي‌شود. اگر انرژي به اندازه کافي باشد ،‌ اتمها و ذرات به يکديگر برخورد کرده و باعث تحريک مي‌شوند و پس از برگشت به حالت عادي ايجاد تشعشع مي‌نمايند و در اجسام جامد و مايع اين اساس درخشش در اثر گرما Incandescence ميباشد. 
 
2.انرژي الکتريکي ، انرژي الکتريکي فقط بصورت غيرمستقيم مي‌تواند توليد نور نمايد. وقتي ولتاژي در دوسر يک سيم يا مابين الکترودهاي يک لامپ تخليه قرار مي‌دهيم اين ولتاژ باعث شتاب دادن به الکترونها شده و در اثر برخورد با اتمها سبب تحريک انها مي‌شود و درنتيجه تشعشعات بوجود مي‌ايد و جسم از خود نور توليد مي‌کند. 
 
3.انرژي شيميائي ، وقتي ترکيب شيمائي انجام مي‌شود ممکن است توليد تشعشعات بنمايد. مثلا‌ احتراق ، شعله که در اثر ترکيب شيميائي ايجاد گرما کرده و گرما نيز چنانچه قبلا گفته شد ايجاد تشعشع مي‌نمايد. 
 
علاوه براين بعضي اوقات خود عمل ترکيب مستقيما باعث تحريک اتمها يا ذرات ديگر مي‌شود که مي‌تواند تشعشع ايجاد نمايد. 
منابع ديگر انرژي که مي‌توانند بصورت مستقيم و بطور غيرمستقيم از طريق ايجاد حرارت تشعشع توليد نمايند شامل موارد راديواکتيو ،‌ ذرات با انرژي زياد ،‌ واکنش هسته‌اي و هسته‌اي حرارتي Thermonuclear‌ (مانند خورشيد) و غيره مي‌باشند. 
 
منحني حساسيت جسم 
قدرت بينائي در افراد متفاوت بوده و بستگي به زمان ، ‌سن و حالت چشم از نظر سلامتي دارد. 
حساسيت چشم افراد بطور کلي در برابر طيف نوراني قابل رويت بطول موج نور بستگي دارد. 
و ماکزيمم حساسيت چشم در ناحيه طيف سبزــ زرد يا طول موج 555 نانومتر مي‌باشد. 
امواج غير قابل رويت که طول موج انها بين 100 تا 380 نانومتر مي‌باشد تشعشعات ماوراء‌ بنفش (UV) و امواج با طول موج 780 نانومتر تا يک ميليمتر تشعشعات مادون قرمز (IR) ناميده مي‌شوند. 
اگرچه اين امواج بوسيلة‌ چشم قابل رويت نمي‌باشند ولي اگر به اندازه کافي متراکم شوند بصورت گرما روي پوست بدن محسوس هستند ، و اين يک حالت خاص براي اشعه مادون قرمز نيست. 
بعلاوه اشعه ماوراء‌ بنفش با طول موج کمتر از 320 نانومتر براي نسوج بدن مضر ميباشند و روي پوست باعث ايجاد لکه‌هاي قرمز و تاول مي‌گردد. 
از تخليه الکتريکي جيوه با فشار کم اشعه با طول موج 253.7 نانومتر بدست اورده‌اند که خيلي نزديک به طول موج مورد نظر مي‌باشد.
در صفحة بعد منحني حساسيت چشم را نسبت به طول موج مشاهده مي‌کنيد.
 
منحني حساسيت جسم

تگها: Earthing   اتصال الكتريكي   الکتریسیته   تاسیسات   خازن   زمين   زمين كردن   صنعت برق   فاز   
 
HyperLink
ارسال نظر در مورد این مطلب
نام :  
آدرس ایمیل :  
متن پیام :  
کد امنیتی :  
   
   
نظری برای نمایش وجود ندارد