Işık Enerjisi – Işık Enerjisi Nedir
Işık enerjisi bir fiziksel niceliktir ve insan gözünün algıladığı ışık enerjisinin miktarını ifade eder. Bu tariften de anlaşıldığı gibi, ışık enerjisi hem ışınım yapan kaynağın gücüne, hem de insan gözünün özelliğine bağlıdır. SI birimi MKS sisteminde lumen saniye dir.(lms kısaltmasıyla gösterilir.) Aynı birim fotoğrafçılıkta büyük yenilikler yapmış olan İngiliz bilim adamı William Fox Talbot (1800-1877) adına izafeten talbot olarak ta bilinir . Ancak talbot henüz bir SI birim olarak tescil edilmemiştir.
Dalgaboyu ve frekans
Işınım dalgaboyu veya frekans ile tarif edilebilir.İkisi arasındaki ilişki
Burada λ dalga boyu, f frekans ve c de ışık hızıdır.
Işık hızı boşlukta 299 792 458 m/s dir. MKS sisteminde dalgaboyu birimi metre (m) , frekans birimi ise Hertz (Hz) dir. (Yukardaki ilişkide frekans GHz cinsinden verilirse, dalgaboyu da nm cinsinden hesaplanabilir.)
Elektromanyetik dalgaların enerjisi
Elektromanyetik dalgalar enerji taşıyıcısıdırlar. Suyun Güneş ışığı ile ısıtılması, Güneş panelleriyle elektrik üretilmesi gibi örnekler elektromanyetik dalgalarla taşınan enerjinin de fiziğin diğer dallarında tanımlanan enerjiden başka bir şey olmadığını ortaya koyar. Elektromanyetik dalgalarla taşınan enerjinin birimi joule veya watt saniyedir. Ne var ki ışık enerjisi elektromanyetik enerjinin sadece bir bölümünü oluşturur.
Kaynağın elektromanyetik enerjisi ve ışık enerjisi
Elektromanyetik dalgalar yayan bir kaynak çeşitli dalga boylarında ışınım yapar. Kaynağın elektromanyetik enerjisi bütün bu dalgaboylarındaki ışınımların toplamı kadardır. Ne var ki, insan gözü bu spektrumun sadece bir bölümüne duyarlıdır. 380-740 nm (nanometre) arasndaki bu bölge ışık (ya da optik) bölgesidir. Işık enerjisi sözü ile sadece bu bölgedeki enerji kastedilir. Açıkça görüldüğü gibi, kaynağın ışık enerjisi aynı kaynağın elektromanyetik enerjisinden daha azdır. Öte yandan 380-740 nm arasındaki bölgede de insan gözü elektromanyetik ışınıma tam olarak duyarlı değildir. Duyarlılık 550 nm dalgaboyuna sahip tek frekanslı (monokromatik) ışınımda maksimum iken, diğer dalgaboylarında algılama daha azdır.
Işık akısı ve ışık enerjisi
Gözün algıladığı elektromayetik güce ışık akısı denildiği için, gözün algıladığı enerji de ışık akısı ile bu akının süresinin çarpımı olarak ifade edilir.
Burada Φ ışık aksı, t zaman ve Q de ışık enerjisidir.MKS sisteminde ışık akısının SI birimi lumen, zamanın SI birimi ise saniyedir.
Işık şiddeti ve ışık enerjisi
Işık şiddeti birim katı açı içine düşen akı miktarıdır. Noktasal kaynak için,
Burada I ışık şiddetidir. Işık şiddeti birimi candela ya dilimideki söylenişi ile kandela dır. (Uluslar arası komisyon Commission internationale de l’éclairage candela birimin yedi temel SI biriminden biri olarak saptamıştır.)
