Aydınlanma nedir? Aydınlanma şiddeti nedir?
Işık ışınları vardıkları her noktayı aydınlatır. Her hangi bir yüzeydeki aydınlanma miktarı; ışık kaynağının şiddetine, yüzeyin kaynağa olan uzaklığına ve ışığın yüzeye geliş açısına bağlıdır.
Işık şiddeti ( I ): Bir kaynağın ışık şiddeti, birim zamanda yaydığı ışık enerjisinin bir ölçüsüdür. Birimi candela ( cd )
Işık akısı ( Φ ): Bir ışık kaynağının birim zamanda yaydığı ışık miktarına denir. Birimi lümen ( lm )
1cd şiddetindeki ışık kaynağının 1m yarıçaplı kürenin tüm yüzeyine dik olarak verdiği ışık akısı Φ= 4.π. I
Işık ışınları yüzeyle açı yapıyorsa Φ= 4.π. I.cosα
(α : ışık ışınları ile yüzeyin normali arasındaki açıdır. )
AYDINLANMA ŞİDDETİ
Birim yüzeye düşen ışık akısına aydınlanma şiddeti denir. E ile gösterilir. Birimi lüx ( lx ) tür.
ve Değeri E= I/d² ile hesaplanır.
Eğer gelen ışın yüzeye dik dğilde belirli bir açı ile geliyorsa E= I.cosα/ d² ile hesaplanır. (α : ışık ışınları ile yüzeyin normali arasındaki açıdır. )
FOTOMETRELER
Işık ölçümünde kullanılan alıcıya ışıkölçer ya da fotometre denir. Yağ lekeli ve küresel fotometre gibi çeşitleri bulunur. Herhangi bir ışıkölçerin kalbi ışık alıcısıdır. Bu alıcı genellikle fotokatlandırıcı tüpten meydana gelir. Fotokatlandırıcı tüp gelen ışık şiddetiyle orantılı olarak bir elektrik akımı yaratır. Çıkan akım bir kayıt cihazı tarafından ölçülmeden önce yükseltilmelidir, aksi halde oluşan akım çok düşük olacaktır.
Işıkölçerdeki önemli parçalardan biri diyaframdır. Bu teleskopun görüş alanında çok küçük bir bölgeden gelen ışığın ölçülmesini sağlar. Bu da genellikle içine ancak bir yıldızı alabilecek genişliktedir. Ancak yine de yıldızın çevresindeki gökyüzünün parlaklık değerleri dahildir ölçümlere. Bu yüzden yıldızın ışığı ölçüldükten sonra hemen yakın çevresinde boş gökyüzünün parlaklığı ölçülür ve bu değer daha sonraki işlemlerde yıldızın değerinden çıkarılır. Bunun nedeni de gökyüzünün tam karanlık olmamasıdır. Atmosferdeki toz parçacıklarından yansıyıp gelen şehir ışıkları vardır.
Bir çok ışıkölçerde farklı diyafram seçenekleri bulunmaktadır. Genellikle bunların içinden en küçük olanının kullanılması tercih edilir. Böylece gökyüzünden gelen ışık minimuma indirilmiş olur. Fakat teleskopun takip mekanizmasının hassas olmaması durumunda yıldızın kayarak diyafram dışına çıkması söz konusudur. Bunun için bir kaç gözlem gecesi takip motorunun hareketi incelenir. Daha sonra uygun bir diyaframda karar kılınabilir.
Işıkölçerin bir diğer elemanı ise dönebilen aynadır. Bu ayna ile ışıkölçere giren ışık bir göz merceğine yönlendirilir. Bu ışıkölçere giden görüntünün nasıl olduğunu görmemizi sağlar. Yani önce bu göz merceğinden bakarak yıldız diyaframın ortasına alınır daha sonra 45° dönebilen düz ayna yardımıyla ışığın fotokatlandırıcı tüpe gitmesi sağlanır.
Fotokatlandırıcıya giden ışınlar teleskoptan ya da yıldızın titreşmesinden kaynaklanan sapmalar gösterebilir. Bu etkiler, doğrudan ölçümleri etkileyeceğinden arındırılması gerekir. Bunu gidermek için ışınlar fotokatlandırıcıya gitmeden önce ışınları paralel hale getirecek bir mercek konur. Bu merceğe Fabry Merceği denir ve bunun sayesinde tüm ışınlar tek bir noktada toplanır.
Işınların ulaştığı fotokatlandırıcı elektrik akımını yaratan ve bunu yükselten esas elemandır. Ölçümlerin hassasiyeti için etrafı manyetik bir kalkanla çevrilmiştir. Böylece çevreden kaynaklanabilecek elektronlardan etkilenmeyecektir. Bu elektronlar akımı değiştirebileceği için böyle bir manyetik kalkana ihtiyaç duyulmuştur.
Işık ölçümünün temeli fotoelektrik olaydır. Bu yüzden çoğu yerde fotoelektrik ışık ölçüm diye de anılır. Gökbilimde çok uzun bir zamandır kullanılan ışıkölçerler yerini yavaş yavaş CCD’ lere (Charge Coupled Device – Yük Bağdaştırıcı Aygıt) bırakmaktadır. Ancak kullanım kolaylığı ve ucuzluğu nedeniyle ışıkölçerler hala en yaygın alıcıdır. Dünya’ da en yaygın ışıkölçer üreticisi OPTEC ve INC’ dır.
Farklı kaynakların aydınlanmaları kıyaslanarak, ışık şiddetinin bulunur. Bu düzeneklere fotometre denir.
Bunsen fotometresinde; ortaya yağlı kağıt ve iki kenarına ışık kaynakları konularak oluşturulur. Yağlı kağıdın her iki tarafındaki aydınlanmalar eşit olunca yağ lekesi görünmez. Böylece ışık şiddeti bilinmeyen ışık kaynağının ışık şiddeti bulunur. İki yüzeyin aydınlanması farklı ise, ışık şiddeti fazla olan yüzeyde yağ lekesi siyah renkte, az aydınlanan yüzeyde beyaz renkte görünür.
