ความส่องสว่าง

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
บทความนี้เกี่ยวกับฟิสิกส์ สำหรับดาราศาสตร์ ดูที่ ความส่องสว่าง (ดาราศาสตร์)

ความส่องสว่าง หรือ สภาพส่องสว่าง (อังกฤษ: Luminance หรือ luminosity ) เป็นการวัดเชิงแสง (photometric) เพื่อบอกความเข้ม ของความเข้มส่องสว่าง (density of luminous intensity) ในทิศทางที่กำหนด โดยจะระบุปริมาณแสงที่ผ่านทะลุ หรือเปล่งแสงออกมาจากพื้นที่หนึ่งๆ และตกกระทบในมุมตันที่กำหนด

หน่วยเอสไอ (SI) ของค่าความส่องสว่างนั้น เรียกว่า "แคนเดลา ต่อ ตารางเมตร" (candela per square metre) เขียนย่อเป็น (cd/m2) สำหรับหน่วย CGS ของค่าความส่องสว่าง คือ (stilb) ซึ่งมีค่าเท่ากับ 1 แคนเดลาต่อตารางเซนติเมตร หรือ 10 kcd/m2

ค่าความส่องสว่างนั้น มักจะใช้ระบุถึงการเปล่งแสง หรือการสะท้อนแสงจากพื้นผิวราบที่กระจายแสง ความส่องสว่างนี้จะบอกว่า ตาของเราที่มองดูพื้นผิวจากมุมหนึ่งๆ นั้น รับรู้ถึงกำลังความส่องสว่างได้มากเท่าใด ความส่องสว่างจึงเป็นตัวบ่งบอกว่าพื้นผิวนั้นดูสว่างเพียงใด ในกรณีนี้ มุมตันที่แสงตกกระทบนั้น จึงเป็นมุมตันที่เกิดจากระนาบของจากรูม่านตานั่นเอง

ในอุตสาหกรรมภาพวิดีโอจะใช้ค่าความส่องสว่าง เป็นตัวบอกถึงความสว่างของจอแสดงภาพ และในอุตสาหกรรมนี้ จะเรียกหน่วยค่าความสว่าง 1 แคนเดลลา ต่อตารางเมตร ว่า nit สำหรับจอคอมพิวเตอร์โดยทั่วไป จะให้ค่าความส่องสว่างประมาณ 50 – 300 nit

ความส่องสว่างนั้นแปรผันต่างกันไปในบรรดาทัศนูปกรณ์ทางเรขาคณิต นั่นหมายความว่า สำหรับระบบทัศนูปกรณ์ในอุดมคติหนึ่งๆ ค่าความส่องสว่างขาออก จะเท่ากับค่าความส่องสว่างขาเข้า ตัวอย่างเช่น หากเราสร้างภาพย่อด้วยเลนส์ กำลังความส่องสว่างจะถูกบีบในพื้นที่ขนาดเล็กลง นั่นหมายความว่าง ค่าความส่องสว่างที่ภาพดังกล่าวจะสูงขึ้น แต่แสงที่ระนาบของภาพจะเติมมุมตันที่ใหญ่ขึ้น ทำให้ค่าคว่างส่องสว่างออกมาเท่าเดิม โดยถือว่าไม่มีการสูญเสียที่เลนส์ และภาพนั้นก็ไม่มีทางที่จะสว่างมากไปกว่าภาพเดิม

การหาค่าความส่องสว่าง อาจคิดได้จากสูตรต่อไปนี้

L_v = \frac{d^2 F}{dA\,d{\Omega} \cos \theta}

โดยที่

  • L_v คือ ค่าความส่องสว่าง (cd/m2)
  • F คือ ฟลักซ์ส่องสว่าง หรือกำลังความส่องสว่าง (lm)
  • \theta คือ มุมระหว่างพื้นผิวปกติและทิศทางนั้นๆ
  • A คือ พื้นที่ของแหล่งกำเนิดแสง (m2) และ
  • \Omega คือ มุมตันค่าความส่องสว่าง (sr)