1. प्रकाश स्रोत के प्रकाशीय मापदंडों का वर्णन करने के लिए प्रयुक्त बुनियादी शब्द क्या हैं?
सामान्यतः, प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का वर्णन करने वाले मापदंडों में चमक, प्रकाशीय प्रवाह, प्रकाशीय तीव्रता और प्रदीप्ति शामिल होते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए आरेख में दिखाया गया है।
प्रकाशीय प्रवाह किसी प्रकाश स्रोत द्वारा प्रति इकाई समय में उत्सर्जित प्रकाश की मात्रा है, जिसे ल्यूमेंस (एलएम) में मापा जाता है। यह मात्रा प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश की मात्रा को दर्शाती है; प्रकाशीय प्रवाह जितना अधिक होगा, स्रोत उतना ही अधिक प्रकाश उत्सर्जित करेगा। यह प्रकाश शक्ति के सीधे समानुपाती होता है।
किसी प्रकाश स्रोत द्वारा किसी निश्चित दिशा में प्रति इकाई ठोस कोण उत्सर्जित प्रकाशीय प्रवाह को उस दिशा में प्रकाश स्रोत की प्रकाशीय तीव्रता कहा जाता है, जिसे कैंडेला (सीडी) में मापा जाता है। प्रकाशीय तीव्रता एक बिंदु प्रकाश स्रोत के संदर्भ में होती है और यह बताती है कि प्रकाश स्रोत कितना चमकीला है। प्रकाशीय तीव्रता जितनी अधिक होगी, प्रकाश स्रोत उतना ही चमकीला दिखाई देगा, और समान परिस्थितियों में, उस प्रकाश स्रोत से प्रकाशित वस्तुएँ भी अधिक चमकीली दिखाई देंगी।
प्रकाश की तीव्रता को परिलम्बनता कहा जाता है। जब मनुष्य की आँख किसी प्रकाश स्रोत को एक दिशा से देखती है, तो उस दिशा में प्रकाश की तीव्रता और आँख द्वारा देखे गए प्रकाश स्रोत के क्षेत्रफल का अनुपात प्रति इकाई प्रक्षेपित क्षेत्रफल प्रकाश की तीव्रता कहलाता है। प्रकाश की तीव्रता की इकाई कैंडेला प्रति वर्ग मीटर (सीडी/m²) है। प्रकाश की तीव्रता मनुष्य की अनुभूति है।
प्रकाश की तीव्रता किसी प्रकाशित सतह के प्रति इकाई क्षेत्रफल पर प्राप्त प्रकाश प्रवाह को दर्शाती है, जिसे लक्स में मापा जाता है। प्रकाश की तीव्रता पर्यावरणीय परिस्थितियों का एक महत्वपूर्ण सूचक है। चांदनी रात में प्रकाश की तीव्रता आमतौर पर 0.02–0.3 लक्स होती है; बादल वाले दिन में बाहरी प्रकाश की तीव्रता आमतौर पर 50–500 लक्स होती है; और धूप वाले दिन में आंतरिक प्रकाश की तीव्रता आमतौर पर 100–1000 लक्स होती है। पढ़ने के लिए आवश्यक प्रकाश की तीव्रता आमतौर पर 50–60 लक्स होती है।
2. प्रकाश वितरण वक्र क्या है? प्रकाश वितरण क्यों आवश्यक है?
प्रकाश वितरण वक्र एक ऐसा वक्र है जो किसी प्रकाश स्रोत या प्रकाश यंत्र की स्थानिक प्रकाश तीव्रता वितरण का वर्णन करता है। यह प्रकाश प्रवाह, प्रकाश स्रोतों की संख्या और प्रकाश यंत्र की शक्ति जैसी जानकारी दर्ज करता है। हम कल्पना कर सकते हैं कि अंतरिक्ष में एक गोले के केंद्र में एक दीपक या प्रकाश स्रोत रखा गया है, और फिर केंद्र से गुजरने वाले अनुप्रस्थ काट पर प्रकाश तीव्रता को मापकर प्रकाश वितरण वक्र प्राप्त किया जा सकता है। बेशक, प्रकाश स्रोत या दीपक द्वारा उत्सर्जित प्रकाश के स्थानिक वितरण को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हम कई स्थानिक कोणों पर प्रकाश तीव्रता डेटा माप सकते हैं।
(प्रकाश वितरण वक्र प्रकाश स्रोत या लैंप के स्थानिक प्रकाशीय तीव्रता वितरण को दर्शाता है।)
जब कोई प्रकाश स्रोत प्रकाश उत्सर्जित करता है, तो प्रकाश किरणें सभी दिशाओं में फैलती हैं। वांछित प्रकाश व्यवस्था के लिए प्रकाश स्रोत का उपयोग करने हेतु, प्रकाश को नियंत्रित करने और उसके स्थानिक वितरण को समायोजित करके वांछित प्रभाव प्राप्त करने के लिए विशिष्ट तंत्रों की आवश्यकता होती है। इस नियंत्रण को प्रकाश वितरण कहा जाता है।
3. एलईडी का स्पेक्ट्रम अन्य प्रकाश उपकरणों के स्पेक्ट्रम से किस प्रकार भिन्न होता है?
स्पेक्ट्रम एकवर्णी प्रकाश का वह पैटर्न है जो किसी प्रकीर्णन प्रणाली (जैसे प्रिज्म या ग्रेटिंग) द्वारा फैलाया जाता है और तरंगदैर्ध्य (या आवृत्ति) के अनुसार क्रमबद्ध रूप से व्यवस्थित किया जाता है। इसे प्रकाशीय स्पेक्ट्रम भी कहा जाता है। संपूर्ण विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में रेडियो तरंगें, अवरक्त विकिरण, पराबैंगनी विकिरण और एक्स-रे शामिल हैं। इनकी तरंगदैर्ध्य भिन्न-भिन्न होती हैं। स्पेक्ट्रम का सबसे बड़ा भाग, दृश्य स्पेक्ट्रम, विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का वह हिस्सा है जो मानव आँख को दिखाई देता है, जिसमें 400 से 760 नैनोमीटर के बीच की तरंगदैर्ध्य विशिष्ट दृश्य प्रकाश का निर्माण करती है।
वर्तमान में, अधिकांश एलईडी एक नीले एलईडी चिप का उपयोग करके एक या अधिक फॉस्फोरस को उत्तेजित करते हैं, जिससे अंततः नीले प्रकाश और फॉस्फोरस द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का मिश्रण होकर सफेद प्रकाश उत्पन्न होता है। इसलिए, एक सामान्य एलईडी के स्पेक्ट्रम में आमतौर पर दो से अधिक शिखर होते हैं, जबकि अन्य तरंगदैर्ध्य श्रेणियों में विकिरण तीव्रता अपेक्षाकृत कम होती है।
(एलईडी स्पेक्ट्रम और अन्य प्रकाश उपकरणों के स्पेक्ट्रम के बीच अंतर)
4. रंग तापमान क्या है? विभिन्न रंग तापमान किस प्रकार की संवेदनाएं उत्पन्न करते हैं?
रंग तापमान प्रकाश स्रोत के रंग (रंग सतह) का माप है। जब किसी प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित रंग, किसी निश्चित तापमान पर किसी ब्लैक बॉडी द्वारा उत्सर्जित रंग के समान होता है, तो उस तापमान पर ब्लैक बॉडी का तापमान प्रकाश स्रोत का रंग तापमान कहलाता है, जिसे केल्विन (K) में व्यक्त किया जाता है। चूंकि अधिकांश प्रकाश स्रोत आमतौर पर सफेद प्रकाश के रूप में संदर्भित प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, इसलिए प्रकाश स्रोत के रंग सतह तापमान या सहसंबद्ध रंग तापमान का उपयोग यह इंगित करने के लिए किया जाता है कि उसका प्रकाश रंग सापेक्षिक रूप से कितना सफेद है, जिससे प्रकाश स्रोत के प्रकाश रंग प्रदर्शन का मात्रात्मक मूल्यांकन होता है। सीआईई रंग निर्देशांक प्रणाली पर ब्लैक बॉडी लोकस, ब्लैक बॉडी के लाल से नारंगी-लाल, फिर पीले, फिर पीले-सफेद, फिर सफेद और अंत में नीले-सफेद रंग में परिवर्तन की प्रक्रिया को दर्शाता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
(विभिन्न रंग तापमान अलग-अलग भावनाएं उत्पन्न करते हैं।)
प्रकाश स्रोतों के अलग-अलग रंग तापमान के कारण प्रकाश के रंग भी अलग-अलग होते हैं: उच्च रंग तापमान से नीलापन लिए हुए प्रकाश उत्पन्न होता है, जिसे आमतौर पर शीतल सफेद प्रकाश कहा जाता है; जबकि निम्न रंग तापमान से लालपन लिए हुए प्रकाश उत्पन्न होता है, जिसे आमतौर पर गर्म सफेद प्रकाश कहा जाता है। 3300K से कम रंग तापमान एक स्थिर और गर्म वातावरण बनाते हैं; 3000 से 5000K के बीच के रंग तापमान को मध्यम माना जाता है और ये ताजगी का एहसास कराते हैं; 5000K से अधिक रंग तापमान ठंडक का एहसास कराते हैं। विभिन्न प्रकाश स्रोतों से निकलने वाले अलग-अलग रंग एक आदर्श वातावरण बनाते हैं।