फोटोमेट्री (प्रकाशिकी)

अन्य उपयोगों के लिए, प्रकाशमिति (बहुविकल्पी) देखें।प्रकाशमिति मानव आंखों के लिए इसकी कथित दीप्ति के संदर्भ में प्रकाश के मापन का विज्ञान है। यह विकिरणमिति से भिन्न है, जो पूर्ण शक्ति के संदर्भ में विकिरण ऊर्जा (प्रकाश सहित) के मापन का विज्ञान है। आधुनिक प्रकाशमिति में, प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर दीप्तिमान शक्ति को एक प्रकाशीय फलन द्वारा भारित किया जाता है जो मानव दीप्ति संवेदनशीलता का मॉडल करता है। सामान्य रूप से, यह भारण फलन प्रकाश दृष्टि संवेदनशील फलन है, हालांकि तिमिरानुकूलित फलन या अन्य फलन भी उसी तरह से प्रयुक्त किए जा सकते हैं। प्रकाश पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग और अंतरराष्ट्रीय मानकीकरण संगठन द्वारा भार का मानकीकरण किया जाता है।

प्रकाशमिति और आंख
मानव आँख दृश्यमान प्रकाश की सभी तरंग दैर्ध्य के प्रति समान रूप से संवेदनशील नहीं है। प्रकाशमिति प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर मापी गई शक्ति को एक कारक के साथ भारित करके इसकी गणना करने का प्रयास करती है जो यह दर्शाती है कि उस तरंग दैर्ध्य पर आंख कितनी संवेदनशील है। तरंग दैर्ध्य के एक फलन के रूप में प्रकाश के प्रति आंख की प्रतिक्रिया का मानकीकृत मॉडल दीप्ति फलन द्वारा दिया जाता है। तरंग दैर्ध्य के फलन के रूप में आंख की अलग-अलग प्रतिक्रियाएं होती हैं, जब इसे प्रकाश की स्थिति (प्रकाशानुकूली दृष्टि) और अंधेरे की स्थिति (तिमिर दृष्टि) के अनुकूल बनाया जाता है। प्रकाशमिति सामान्य रूप से आंख की प्रकाशानुकूली प्रतिक्रिया पर आधारित होती है, और इसलिए प्रकाशमितीय माप मंद प्रकाश की स्थिति में स्रोतों की अवगमी दीप्ति को परिशुद्ध रूप से इंगित नहीं कर सकते हैं, जहां रंग केवल ज्योत्सनामय या तारों के प्रकाश के अंतर्गत स्पष्ट नहीं होते हैं। प्रकाशानुकूली दृष्टि तीन कैंडेला प्रति वर्ग मीटर से अधिक दीप्ति के स्तर पर आंख की प्रतिक्रिया की विशेषता है। तिमिर दृष्टि 2 × 10−5 cd/m2 से नीचे होती है। शंकुशलाकाश्रित दृष्‍टि इन सीमाओं के बीच होती है और वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया के लिए अच्छी तरह से विशेषता नहीं है।

प्रकाशमितीय घटक
18वीं शताब्दी के अंत में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रभावों का मापन अध्ययन का एक क्षेत्र बन गया। मापन तकनीक अध्ययन के अंतर्गत प्रभावों के आधार पर भिन्न होती है और विभिन्न नामकरणों को जन्म देती है। थर्मामीटर द्वारा मापे गए अवरक्त विकिरण के कुल ताप प्रभाव से कुल ऊर्जा और शक्ति के संदर्भ में विकिरणमापीय इकाइयों का विकास हुआ। एक संसूचक के रूप में मानव आँख का उपयोग प्रकाशमितीय इकाइयों की ओर ले जाता है, जो आँख की प्रतिक्रिया विशेषता द्वारा भारित होती है। पराबैंगनी विकिरण के रासायनिक प्रभावों के अध्ययन से प्रति सेकंड फोटॉन में व्यक्त कुल खुराक या एक्टिनोमेट्रिक इकाइयों द्वारा लक्षण वर्णन किया गया।

माप की कई अलग-अलग इकाइयों का उपयोग प्रकाशमापीय मापन के लिए किया जाता है। लोग कभी-कभी पूछते हैं कि इतनी सारी अलग-अलग इकाइयों की आवश्यकता क्यों है, या उन इकाइयों के बीच रूपांतरण के लिए कार्य जिन्हें परिवर्तित नहीं किया जा सकता है उदाहरण के लिए लुमेन और कैन्डेला है। हम इस विचार से परिचित हैं कि विशेषण "भारी" वजन या घनत्व को संदर्भित कर सकता है, जो मौलिक रूप से भिन्न वस्तुए हैं। इसी तरह, विशेषण दीप्तिमान एक प्रकाश स्रोत को संदर्भित कर सकता है जो एक उच्च दीप्त प्रवाह (लुमेन में मापा जाता है), या एक प्रकाश स्रोत को संदर्भित करता है जो दीप्त प्रवाह को एक बहुत ही संकीर्ण किरण-पुंज (कैन्डेला) में केंद्रित करता है, या एक प्रकाश स्रोत के लिए जो एक तिमिर पृष्ठभूमि के विपरीत देखा जाता है। जिस तरह से प्रकाश त्रि-आयामी अंतरिक्ष के माध्यम से विस्तृत है और केंद्रित हो रहा है, दीप्त या अपरावर्तक पदार्थ सतहों को प्रतिबिंबित कर रहा है - और क्योंकि प्रकाश में कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य होते हैं, मौलिक रूप से विभिन्न प्रकार के प्रकाश माप की संख्या जो की जा सकती है बड़ी, और इसलिए मात्राओं और इकाइयों की संख्या जो उनका प्रतिनिधित्व करती हैं।

उदाहरण के लिए, संयुक्त उच्च दीप्त प्रवाह के लिए कार्य को सामान्य रूप से कई रिक्त प्रतिदीप्त प्रकाश की एक सरणी द्वारा दीप्तिमान रूप से प्रकाशित किया जाता है। एक लेजर सूचक में बहुत कम दीप्त प्रवाह होता है (यह एक कमरे को प्रकाशयुक्त नहीं कर सकता) लेकिन एक दिशा में अत्यंत (उस दिशा में उच्च दीप्त तीव्रता) दीप्तिमान होता है।

प्रकाशमितीय बनाम विकिरणमापीय घटक
मात्राओं की दो समानांतर प्रणालियाँ हैं जिन्हें प्रकाशमितीय और विकिरणमापीय घटक कहा जाता है। एक प्रणाली में प्रत्येक मात्रा में दूसरी प्रणाली में समान मात्रा होती है। समानांतर मात्राओं के कुछ उदाहरणों में सम्मिलित हैं:


 * दीप्ति (प्रकाशमितीय) और दीप्ति (विकिरणमापीय)
 * दीप्त प्रवाह (प्रकाशमितीय) और दीप्त प्रवाह (विकिरणमापीय)
 * दीप्त तीव्रता (प्रकाशमितीय) और दीप्तिमान तीव्रता (विकिरणमितीय)

प्रकाशमापीय मात्राओं में प्रत्येक तरंगदैर्घ्य का भार इस आधार पर होता है कि मानव आँख उसके प्रति कितनी संवेदनशील है, जबकि विकिरणमापीय परिणाम अभारित निरपेक्ष शक्ति का उपयोग करती हैं। उदाहरण के लिए, आंख लाल रंग की तुलना में हरे रंग के प्रकाश में अधिक दृढ़ता से प्रतिक्रिया करती है, इसलिए एक हरे रंग के स्रोत में लाल स्रोत की तुलना में एक ही दीप्तिमान प्रवाह के साथ अधिक दीप्तिमान प्रवाह होगा। दृश्यमान स्पेक्ट्रम के बाहर दीप्तिमान ऊर्जा प्रकाशमापीय मात्रा में योगदान नहीं करती है, इसलिए उदाहरण के लिए 1000 वाट का अंतरिक्ष ऊष्मक बहुत अधिक दीप्तिमान प्रवाह (1000 वाट, वास्तव में) डाल सकता है, लेकिन एक प्रकाश स्रोत के रूप में यह बहुत कम बाहर निकलता है। क्योंकि लुमेन मे अधिकांश ऊर्जा अवरक्त में होती है, जिससे दृश्यमान में केवल एक मंद लाल दीप्तिमान रह जाती है।

वाट बनाम लुमेन
वाट दीप्तिमान प्रवाह की इकाइयाँ हैं जबकि लुमेन दीप्त प्रवाह की इकाइयाँ हैं। वाट और लुमेन की तुलना विकिरणमापीय और प्रकाशमितीय इकाइयों के बीच के अंतर को दर्शाती है।

वाट शक्ति की एक इकाई है। हम बिजली के बल्बों को वाट में शक्ति के रूप में देखने के प्रवृत्त हैं। यह शक्ति प्रकाश उत्पादन की मात्रा का माप नहीं है, बल्कि यह दर्शाता है कि बल्ब कितनी ऊर्जा का उपयोग करेगा। क्योंकि सामान्य कार्य के लिए विक्रय किए जाने वाले दीप्तिमान बल्ब में काफी समान विशेषताएं होती हैं (समान वर्णक्रमीय बिजली वितरण), बिजली के क्षय दीप्तिमान बल्बों के प्रकाश उत्पादन के लिए एक कठोर मार्गदर्शक प्रदान करती है।

वाट्स उत्पादन का सीधा माप भी हो सकता है। एक विकिरणमापीय अर्थ में, एक दीप्तिमान प्रकाश बल्ब लगभग 80% सक्षम होता है: ऊर्जा का 20% नष्ट हो जाता है, उदाहरण लैंप बेस के माध्यम से चालन द्वारा शेष अधिकतम अवरक्त में विकिरण के रूप में उत्सर्जित होता है। इस प्रकार, एक 60 वाट का प्रकाश बल्ब लगभग 45 वाट के कुल दीप्तिमान प्रवाह का उत्सर्जन करता है। दीप्तिमान बल्ब, वास्तव में, कभी-कभी ऊष्मा के स्रोत के रूप में (जैसा कि ऊष्मायित्र में होता है) उपयोग किए जाते हैं, लेकिन सामान्य रूप से इनका उपयोग प्रकाश प्रदान करने के उद्देश्य से किया जाता है। जैसे, वे बहुत सक्षम हैं, क्योंकि वे जो दीप्तिमान ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं उनमें से अधिकांश अदृश्य अवरक्त हैं। सुसंबद्ध प्रतिदीप्‍ति लैंप 15 वाट बिजली की कम क्षय करते हुए 60 वाट के तापदीप्त के समान प्रकाश प्रदान कर सकता है।

लुमेन प्रकाश उत्पादन की प्रकाशमितीय इकाई है। यद्यपि अधिकांश उपभोक्ता अभी भी बल्ब द्वारा क्षय की गई बिजली के संदर्भ में प्रकाश के बारे में सोचते हैं, यू.एस. में यह कई दशकों से व्यापार की आवश्यकता रही है कि प्रकाश बल्ब पैकेजिंग लुमेन में उत्पादन देती है। 60 वाट के दीप्तिमान बल्ब का पैकेज इंगित करता है कि यह लगभग 900 लुमेन प्रदान करता है, जैसा कि 15 वाट सुसंबद्ध प्रतिदीप्‍ति का पैकेज करता है।

लुमेन को एक कैंडेला शक्ति के बिंदु स्रोत द्वारा एक स्टेरेडियन में दिए गए प्रकाश की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है; जबकि कैंडेला, एक आधार एसआई इकाई, को एकवर्णिक विकिरण के स्रोत की दीप्त तीव्रता के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसकी आवृत्ति 540 टेराहर्ट्ज़ है, और प्रति स्टेरेडियन 1/683 वाट की दीप्तिमान तीव्रता है। और 540 टेराहर्ट्ज़ हरे रंग में लगभग 555 नैनोमीटर, तरंग दैर्ध्य से अनुरूप है, जिसके लिए मानव आंख सबसे अधिक संवेदनशील है। संख्या 1/683 को मानक मोमबत्ती के बराबर कैंडेला बनाने के लिए चयन किया गया था, वह इकाई जिसे उसने अधिक्रमित किया था।

इन परिभाषाओं को मिलाकर, हम देखते हैं कि 555 नैनोमीटर हरी प्रकाश का 1/683 वाट एक लुमेन प्रदान करता है।

वाट और लुमेन के बीच का संबंध केवल एक साधारण प्रवर्धन कारक नहीं है। हम यह पहले से ही जानते हैं, क्योंकि 60 वाट का दीप्तिमान बल्ब और 15 वाट का सुसंबद्ध प्रतिदीप्‍ति दोनों 900 लुमेन प्रदान कर सकते हैं।

परिभाषा हमें बताती है कि 1 वाट शुद्ध हरे 555 नैनोमीटर प्रकाश का मूल्य 683 लुमेन है। यह अन्य तरंग दैर्ध्य के बारे में कुछ नहीं कहता। क्योंकि लुमेन प्रकाशमितीय इकाइयां हैं, वाट से उनका संबंध तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है कि तरंग दैर्ध्य कितना दिखाई देता है। अवरक्त और पराबैंगनी विकिरण, उदाहरण के लिए, अदृश्य हैं और गिनती नहीं करते हैं। अवरक्त विकिरण का एक वाट (जो वह जगह है जहां दीप्तिमान बल्ब से अधिकांश विकिरण गिरता है) शून्य लुमेन के लिए उपयुक्त है। दृश्यमान स्पेक्ट्रम के अंदर, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को प्रकाशानुकूली वर्णक्रमीय दीप्त दक्षता नामक एक कार्य के अनुसार भारित किया जाता है। इस प्रकार्य के अनुसार, 700 नैनोमीटर लाल बत्ती 555 नैनोमीटर हरी बत्ती की तुलना में केवल लगभग 0.4% सक्षम है। इस प्रकार, 700 नैनोमीटर लाल प्रकाश का एक वाट केवल 2.7 लुमेन के लिए उपयुक्त है।

ईएम स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग पर योग के कारण जो इस भार का भाग है, लुमेन की इकाई रंगहीन है: यह बताने का कोई तरीका नहीं है कि लुमेन किस रंग का दिखाई देगा। यह बैग की संख्या से किराने का सामान का मूल्यांकन करने के बराबर है: विशिष्ट सामग्री के बारे में कोई जानकारी नहीं है, केवल एक संख्या जो कुल भारित मात्रा को संदर्भित करती है।

प्रकाशमितीय माप तकनीक
प्रकाशमितीय माप प्रकाश-संसूचक, उपकरणों (कई प्रकार के) पर आधारित है जो प्रकाश के संपर्क में आने पर विद्युत संकेत उत्पन्न करते हैं। इस तकनीक के सरल अनुप्रयोगों में परिवेश प्रकाश की स्थिति के आधार पर विद्युत्‍दीप को सक्रिय और बंद करना सम्मिलित है, और प्रकाश मीटर, एक बिंदु पर प्रकाश घटना की कुल मात्रा को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

प्रकाशमितीय मापन के अधिक जटिल रूपों का प्रकाश उद्योग में प्रायः उपयोग किया जाता है। गोलाकार दीप्तिमापी का उपयोग लैंप द्वारा उत्पादित दिशात्मक दीप्त प्रवाह को मापने के लिए किया जा सकता है, और इसके केंद्र में लैम्प के साथ एक बड़े व्यास वाला गोलक सम्मिलित होता है। एक प्रकाश-सेल तीन अक्षों में लैम्प के बारे में घूमता है, लैम्प के उत्पादन को सभी तरफ से मापता है।

लैम्प और प्रकाश स्थिरता का परीक्षण फलककोण प्रकाशमापी और घूर्णन दर्पण प्रकाशमापी का उपयोग करके किया जाता है, जो प्रकाश-सेल को पर्याप्त दूरी पर स्थिर रखते हैं ताकि विद्युत्‍दीप को बिंदु स्रोत माना जा सके। घूर्णन दर्पण प्रकाशमापी, विद्युत्‍दीप से दूर के प्रकाश-सेल तक सभी दिशाओं में निकलने वाले प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए दर्पणों की एक मोटरयुक्त प्रणाली का उपयोग करते हैं; फलककोण प्रकाशमापी प्रकाश-सेल के संबंध में विद्युत्‍दीप के अभिविन्यास को बदलने के लिए घूर्णन 2-अक्ष तालिका का उपयोग करते हैं। किसी भी स्थिति में, दीप्त तीव्रता को इस डेटा से सारणीबद्ध किया जाता है और प्रकाश डिजाइन में उपयोग किया जाता है।

दीप्ति

 * फुटलैम्बर्ट
 * मिलीम्बर
 * स्टिलब ( दीप्ति)

प्रदीप्ति घनत्व

 * प्रति वर्ग फुठ 1 ल्‍यूमैन के तुल्‍य प्रकाश की मात्रा
 * फोंट

यह भी देखें

 * प्रकाश स्रोतों की सूची
 * फोटोमेट्रिया
 * प्रकाशमिति (खगोल विज्ञान)
 * विकिरणमापी
 * परावर्तन
 * [स्पेक्ट्रममापी]]
 * वर्णमिति

बाहरी संबंध

 * Photometry (nist.gov) (archived)
 * Radiometry and photometry FAQ Professor Jim Palmer's Radiometry FAQ page (University of Arizona) (archived)
 * Visualization and calculation of photometric quantities — Java executable JAR