ฟลักซ์ส่องสว่าง

ฟลักซ์ส่องสว่าง
สัญลักษณ์ทั่วไป	Φ, Φv
หน่วยเอสไอ	ลูเมน (lm)
มิติ	J

ฟลักซ์ส่องสว่าง (luminous flux) เป็นปริมาณทางกายภาพที่ใช้ในการวัดแสง โดยแสดงความสว่างของแสงที่ผ่านพื้นผิว ใช้หน่วย SI เป็นลูเมน (สัญลักษณ์: lm) หรือ แคนเดลา·สเตอเรเดียน (สัญลักษณ์: cd sr) ฟลักซ์ส่องสว่างเป็นหนึ่งใน ปริมาณทางจิตฟิสิกส์ คือเป็นปริมาณที่มนุษย์รับรู้

ฟลักซ์การส่องสว่างที่ทะลุผ่านพื้นผิวโดยรอบแหล่งกำเนิดแสงเรียกว่า ฟลักซ์การส่องสว่างรวม ข้อมูลจำเพาะของเครื่องใช้ไฟฟ้าเช่นหลอดไฟมักแสดงในรูปของฟลักซ์ส่องสว่างทั้งหมด

นิยาม

ฟลักซ์ส่องสว่างซึ่งเป็นปริมาณทางจิตฟิสิกส์นั้นถูกกำหนดโดยการให้น้ำหนักแต่ละความยาวคลื่นตามระดับการมองเห็นของมนุษย์ ถ้าฟลักซ์การแผ่รังสีสำหรับแต่ละความยาวคลื่นเป็น Φ_λ และ ประสิทธิภาพการส่องสว่าง เป็น K_λ แล้ว ฟลักซ์ส่องสว่างจะเท่ากับ

$\Phi =\int _{0}^{\infty }K_{\lambda }\Phi _{\lambda }\,d\lambda$

ค่าความส่องสว่างมีค่าสูงสุดที่ความยาวคลื่น λ = 555 นาโนเมตร โดยค่าความส่องสว่างสูงสุดคือ

$K_{\text{m}}=K_{555\ {\text{nm}}}=680\ {\text{lm}}/{\text{W}}$

ฟลักซ์ส่องสว่างอาจคำนวณจากค่าประสิทธิภาพการส่องสว่างจำเพาะ V_λ=K_λ/K_m โดยที่ K_m เป็นค่าประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุด ได้เป็น

$\Phi =K_{\text{m}}\int _{0}^{\infty }V_{\lambda }\Phi _{\lambda }\,d\lambda$

ฟลักซ์ส่องสว่าง Φ=Iω ผ่านส่วนตัดขวางของพื้นที่ I โดยแหล่งกำเนิดความเข้มการส่องสว่างพื้นที่ผิว S

เมื่อความเข้มของการส่องสว่างจากแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดเป็น I ฟลักซ์การส่องสว่างที่ทะลุผ่านส่วนพื้นที่ผิว S จากแหล่งกำเนิดแสงนี้คือ

$\Phi (S)=\int _{\omega (S)}I\,d\omega$

ในที่นี้ ω(S) คือมุมตันของพื้นผิว S โดยมีจุดกำเนิดแสงเป็นจุดศูนย์กลาง ถ้าความสว่างไม่ขึ้นกับทิศทางแล้ว ได้ว่า

$\Phi (S)=I\,\omega (S)$

คุณสมบัติ

ตาของมนุษย์มีม่านตาที่คอยควบคุมปริมาณแสงที่ส่องเข้ามา ม่านตาหดเมื่อแสงจ้าและคลายเมื่อแสงมืด ดังนั้น แม้ว่าจะมองไปที่แหล่งกำเนิดแสงที่มีความเข้มการส่องสว่างเท่ากัน หากก่อนหน้านี้อยู่ในที่มืดและม่านตายังเปิดอยู่ ปริมาณแสงที่มาถึงจอตาก็จะเพิ่มขึ้น และจะรู้สึกสว่างขึ้นหากอยู่ ในที่สว่างมาก่อน

แหล่งกำเนิดแสงที่มีความเข้มของการส่องสว่างคงที่ในทุกทิศทาง (เช่น หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา) หากใช้ทั้งอย่างนั้นเลยก็จะสูญเสียฟลักซ์ส่องสว่างจำนวนมากไปในทิศทางที่ไม่ได้ใช้ สามารถลดลงการสูญเสียลงได้โดยเพิ่มความส่องสว่างในทิศทางที่ต้องการ