|  |
| --- |
| Suuruse nimi: valgusvoog |
| Suuruse tähis: *Φ* või *Φ*v |
| SI ühiku nimi: luumen |
| SI ühiku tähis: lm |

**Valgusvoog** (ingl k *luminous flux*) on valgussuurus, mis väljendab kiirgusvoo valguslikku toimet silmale.

Valgusallikas muundab mingit liiki energia (peamiselt elektrienergia) elektromagnetkiirguseks. Valgusallika valgusvoog väljendab selle kiirguse nähtava, valgusliku osa võimsust, seepärast lisataksevalgusvoo tähisele *Φ* tarbe korral indeks v (ladina k sõnast *visus* ’nägemine’), et seda voogu eristada kiirgusvoost *Φ*e.

Kiirgusvoogu mõõdetakse vattides (nagu muudegi energiasuuruste võimsust), valgusvoo mõõtühik aga on luumen. Valgusvoog luumenites sõltub niisiis sellest, kuidas kiirguse valguslik toime silmale oleneb kiirguse lainepikkusest (valguse värvist).

Valgusvoo matemaatiline määrang
-------------------------------

Suhteline spektraalne valgusefektiivsus päevanägemisel *V(λ)* (punane kõver) ja öönägemisel *V'(λ)* (sininekõver)
Valgustugevuse ühiku kandela (kui SI ühe põhiühiku) definitsioonist tuleneb vahetult, et kui monokromaatilise (ühevärvilise) valguse kiirgusvõimsus lainepikkusel 540·1012 Hz (vastav lainepikkus õhus 555 nm) on 1 vatt, siis on vastav valgusvoo väärtus 683 luumenit. Nimetatud lainepikkusel on silm kõige tundlikum. Muudel valguse lainepikkustel väheneb valgustundlikkus vastavalt valgusefektiivsuse kõveratele, mis on päeva- ja öönägemise jaoks kindlaks määranud Rahvusvaheline Valgustuskomisjon CIE (lühend prantsuse k nimest Commission Internationale de l'Éclairage).

Kui nt valguse lainepikkus on 430 nm, siis eelmärgitud 1-vatise kiirgusvõimsuse korral on suhteline valgusefektiivsus 0,2 × 683 = 136,6 luumenit. Elektromagnetkiirgus lainepikkustel alla 380 nm ja üle 780 nm silmas enam valgusaistingut esile ei kutsu.

Valgusvoo tuletamiseks kiirgusvoost {\displaystyle \Phi \_{\mathrm {e} }(\lambda )} tuleb spektraalne kiirgusvoog {\displaystyle \textstyle {\frac {\mathrm {d} \Phi \_{\mathrm {e} }(\lambda )}{\mathrm {d} \lambda }}} iga lainepikkuse (\lambda) jaoks korrutada fotomeetrilise kiirgusekvivalendiga {\displaystyle K\_{\mathrm {m} }V(\lambda )}, kus {\displaystyle K\_{\mathrm {m} }} on kiirguse maksimaalne valgusefektiivsus ja {\displaystyle V(\lambda )} suhteline valgusefektiivsus. Siis avaldub valgusvoog integraalina antud lainepikkuste vahemikus (nt 380 nm kuni 780 nm:

{\displaystyle \Phi \_{\mathrm {v} }=K\_{\mathrm {m} }\int \_{0}^{\infty }V(\lambda )\ {\frac {\mathrm {d} \Phi \_{\mathrm {e} }(\lambda )}{\mathrm {d} \lambda }}\ \mathrm {d} \lambda \ .}
Maksimaalne valgusefektiivsus {\displaystyle \textstyle K\_{\mathrm {m} }\,=\,683\ {\frac {\mathrm {lm} }{\mathrm {W} }}} ja kõver {\displaystyle V(\lambda )} (vt joonis) kirjeldavad silma tundlikkust päevanägemisel. Öönägemise puhul on vastavad suurused {\displaystyle \textstyle K'\_{\mathrm {m} }\,=\,1699\ {\frac {\mathrm {lm} }{\mathrm {W} }}} ja {\displaystyle V'(\lambda )}.

Samamoodi saab avaldada elektromagnetkiirguse nähtavat osa (valgust fotomeetrilises tähenduses) ka teiste valgussuuruste korral, kusjuures {\displaystyle \Phi \_{\mathrm {v} }} ja {\displaystyle \Phi \_{\mathrm {e} }} asendatakse näiteks vastavalt suurustega {\displaystyle I\_{\mathrm {v} }} ja {\displaystyle I\_{\mathrm {e} }} (valgustugevuse arvutustes) või suurustega {\displaystyle E\_{\mathrm {v} }} ja {\displaystyle E\_{\mathrm {e} }} (valgustustiheduse korral).

Valgusvoo mõõtur avatult

Valgusvoo mõõtmine
------------------

Valgusvoogu mõõdetakse peamiselt nn Ulbrichti kuuliga (ingl k *integrating sphere*). F. R. Ulbricht oli Saksamaa Dresdeni Tehnikaülikooli professor, kes aastal 1900 esitas valgusvoo fotomeetri ehituspõhimõtte. Eestis võeti seda liiki fotomeeter (läbimõõduga 0,5 m) esmakordselt kasutusele 1923. a Riiklikus Katsekojas.

Nimetatud kuul kujutab endast kahest poolest koosnevat õõneskera, mille sisepind on värvitud mattvalgeks. Uuritav valgusallikas paigutatakse kera sisse ja valgustab korduva peegeldumise teel kogu sisepinda ühtlaselt. Fotoanduriga mõõdetakse selle pinna *A* valgustustihedust, mis on võrdeline valgusallika integraalse (kogu) valgusvooga: 

{\displaystyle \Phi \_{\mathrm {v} }\sim \int \_{A}E\,\mathrm {d} A.}

Valgusvoo {\displaystyle {\mathit {\Phi }}\_{\mathrm {v} }} seoseid teiste fotomeetria ja radiomeetria suurustega
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Valgussuurus | Suuruse  tähis | Valem | Mõõtühik  (tähis) | Vastav suurus  radiomeetrias  (mõõtühik) |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| Valgustugevus | {\displaystyle I\_{\mathrm {v} }} | {\displaystyle I\_{\mathrm {v} }\,=\,{\frac {\mathrm {d} \Phi \_{\mathrm {v} }}{\mathrm {d} \Omega }}} | kandela  (cd) | Kiirgustugevus {\displaystyle I\_{\mathrm {e} }}  (W/sr) |
| Valgustustihedus | {\displaystyle E\_{\mathrm {v} }} | {\displaystyle E\_{\mathrm {v} }\,=\,{\frac {\mathrm {d} \Phi \_{\mathrm {v} }}{\mathrm {d} A}}} | luks  (lx) | Kiiritustihedus {\displaystyle E\_{\mathrm {e} }}  (W/m²) |
| Heledus | {\displaystyle L\_{\mathrm {v} }} | {\displaystyle L\_{\text{v}}={\frac {\mathrm {d} \Phi \_{\text{v}}}{\mathrm {d} A\ {\text{cos}}\vartheta \ \mathrm {d} \Omega }}} | kandela ruutmeetri kohta  (cd/m²) | Kirkus {\displaystyle L\_{\mathrm {e} }}  (W/(m²∙sr) |

Valgusallikate valgusvoo näiteid
--------------------------------

|  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| **Hõõglambid****(230 V)**40 W: 410–470 lm60 W: 700–800 lm75 W: 920–1050 lm100 W: 1300–1530 lm | **Leedlambid**3–4 W: 220–250 lm 5–7 W: 410–470 lm 8–10 W: 700–800 lm 11–12 W: 900–1050 lm 13–14 W: 1300–1500 lm | **Luminofoorlambid****(Ø 26 mm torud)**15 W: 650 lm30 W: 1600 lm36 W: 3550 lm58 W: 5200 lm | **Halogeenlambid** **(12 V)**10 W: 140 lm20 W: 350 lm50 W: 950 lm100 W: 2300 lm | **Muud** Jaanimardikas: 0,014 lm/cm2Leedindikaator: 0,001–1 lmKüünal: ≈ 10 lmPäike: 3,7·1028 lm |

Vaata ka
--------

* Fotomeetria

Viited
------

1. ↑  Eesti entsüklopeedia, 10. kd, lk 185
2. ↑
3. ↑  Lichtstrommessung
4. ↑  Valgusallikate uued uurimisvõimalused Tallinna Tehnikaülikoolis