روشنی کا سیلاب: ایک مکمل گائیڈ
روشنی کا مارا ایک اصطلاح ہے جو ایک آئٹم کے ذریعے فی وحدت وقت منتشر، منعکس، منتقل یا دریافت شدہ ریڈیئنٹ انرجی کی مقدار کا تذکرہ کرتی ہے۔ ریڈیئنٹ انرجی الیکٹرومیگنیٹک لہروں کے ذریعے پہنچائی جانے والی انرجی ہوتی ہے، جیسے روشنی، ریڈیو لہریں، مائیکروویو، انفراریڈ، الٹرا وائلٹ، اور ایکس-رےز۔ ریڈیئنٹ مارا کو ریڈیئنٹ پاور یا آپٹیکل پاور (روشنی کے صورت میں) بھی کہا جاتا ہے۔
ریڈیئنٹ مارا ریڈیومیٹری کے لیے ایک اہم مفہوم ہے، جو الیکٹرومیگنیٹک ریڈییشن کی میزینگ اور تجزیہ کی سائنس ہے۔ ریڈیئنٹ مارا کو روشنی کے ذرائع، ڈیٹیکٹرز، آپٹیکل کامپوننٹس، اور سسٹمز کی کارکردگی کے خصوصیات کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ یہ دیگر ریڈیومیٹرک کمیتوں کے حساب کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے ریڈیئنٹ توانائی، ریڈیانس، آئیریڈنس، ریڈیئنٹ ایگزٹنس، اور ریڈیوسٹی۔
اس مضمون میں ہم بتائیں گے کہ ریڈیئنٹ مارا کیا ہے، یہ کیسے میزایا اور کیلکولیٹ کیا جاتا ہے، یہ دیگر ریڈیومیٹرک اور فوٹومیٹرک کمیتوں سے کیسے تعلق رکھتا ہے، اور اس کے کچھ اطلاقات اور مثالیں کیا ہیں۔
ریڈیئنٹ مارا کیا ہے؟
ریڈیئنٹ مارا کو وقت کے نسبت ریڈیئنٹ انرجی کی تبدیلی کی شرح کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ ریاضیاتی طور پر یہ ایک مساوات کے ذریعے ظاہر کیا جا سکتا ہے:
جہاں:
Φe ریڈیئنٹ مارا ہے واط (W) میں
Qe ریڈیئنٹ انرجی ہے جول (J) میں
t وقت ہے سیکنڈ (s) میں
ریڈیئنٹ انرجی الیکٹرومیگنیٹک لہروں کے ذریعے کسی سطح پر یا کسی حجم کے اندر منتقل ہونے والی کل انرجی ہوتی ہے۔ یہ کسی ماخذ (جیسے ایک روشنی کا بلب)، کسی سطح (جیسے ایک آئینہ) سے منعکس، کسی میڈیم (جیسے ہوا یا شیشہ) کے ذریعے منتقل، یا کسی آئٹم (جیسے ایک سولر پینل) کے ذریعے جذب ہو سکتی ہے۔
ریڈیئنٹ مارا انرجی کے منتقلی کی سمت پر منحصر ہو کر مثبت یا منفی ہو سکتا ہے۔ مثلاً، اگر کسی روشنی کا ماخذ 10 W ریڈیئنٹ مارا منتشر کرتا ہے، تو یہ مطلب ہے کہ یہ ہر سیکنڈ میں 10 J انرجی کھو رہا ہے۔ اس کے بر عکس، اگر کسی ڈیٹیکٹر کو 10 W ریڈیئنٹ مارا دریافت ہوتا ہے، تو یہ مطلب ہے کہ یہ ہر سیکنڈ میں 10 J انرجی حاصل کرتا ہے۔
ریڈیئنٹ مارا الیکٹرومیگنیٹک ریڈییشن کے تاریخ یا فریکوئنسی پر منحصر ہوتا ہے۔ مختلف تاریخوں کی مختلف انرجیاں ہوتی ہیں اور مادے کے ساتھ مختلف طور پر تعامل کرتی ہیں۔ مثلاً، دیکھنے والی روشنی کی انرجی انفراریڈ ریڈییشن سے زیادہ ہوتی ہے اور یہ انسانی آنکھوں کے لیے دیکھنے میں آتی ہے۔ الٹرا وائلٹ ریڈییشن کی انرجی دیکھنے والی روشنی سے بھی زیادہ ہوتی ہے اور یہ سنبرن اور سکن کینسر کا باعث بن سکتی ہے۔
یونٹ تاریخ یا فریکوئنسی کے لیے ریڈیئنٹ مارا کو سپیکٹرل مارا یا سپیکٹرل پاور کہا جاتا ہے۔ اسے Φe(λ) تاریخ کے لیے یا Φe(ν) فریکوئنسی کے لیے لکھا جا سکتا ہے۔ تاریخ یا فریکوئنسی کی رنج کے لیے کل ریڈیئنٹ مارا کو سپیکٹرل مارا کو انٹیگریٹ کر کے حاصل کیا جا سکتا ہے:
جہاں:
λ تاریخ ہے میٹر (m) میں
ν فریکوئنسی ہے ہرٹز (Hz) میں
λ1 اور λ2 تاریخ کی رنج کے اوپری اور نیچے کے حدود ہیں
ν1 اور ν2 فریکوئنسی کی رنج کے اوپری اور نیچے کے حدود ہیں
شعاعیہ پریشانی کیسے میپ کی جاتی ہے؟
شعاعیہ پریشانی کو مختلف قسم کے اوزار سے میپ کیا جا سکتا ہے جن کو ریڈیومیٹر کہا جاتا ہے۔ ریڈیومیٹر میں ایک ڈیٹیکٹر ہوتا ہے جو الیکٹرومیگنیٹک تابعیت کو برقی سگنل میں تبدیل کرتا ہے اور ایک ریڈ آؤٹ ڈیوائس ہوتی ہے جو سگنل کو دکھاتی یا ریکارڈ کرتی ہے۔
ڈیٹیکٹر مختلف بنیادوں پر مبنی ہو سکتا ہے، جیسے گرمائی اثرات (مثال کے طور پر تھرمپائل)، فوٹوئیلکٹرانک اثرات (مثال کے طور پر فوٹودائیوڈ) یا کوانٹم اثرات (مثال کے طور پر فوٹوملٹیپلائر ٹیوب)۔ ڈیٹیکٹر کے مختلف خصوصیات ہو سکتی ہیں، جیسے حساسیت، ریسپونسیوٹی، لائنیئرٹی، ڈینامک رینج، نائیز لیول، سپیکٹرل ریسپونس، زاویہ ریسپونس، اور کیلیبریشن۔
ریڈ آؤٹ ڈیوائس آنا로그 یا ڈیجیٹل ہو سکتی ہے اور مختلف پیمائش کی اکائیوں کو ظاہر کر سکتی ہے، جیسے واط، ولٹ، ایمپیر، یا کاؤنٹس۔ ریڈ آؤٹ ڈیوائس کے مختلف خصوصیات ہو سکتی ہیں، جیسے ڈسپلے ریزولوشن، درستگی، صحت، استحکام، سیمپلنگ ریٹ، اور ڈیٹا ذخیرہ۔
ریڈیومیٹروں کے کچھ مثالیں یہ ہیں:
پیرانومیٹر: ہوریزنٹل سطح پر سورج اور آسمان سے آنے والی شعاعیہ پریشانی کی پیمائش کرتا ہے
پیرہیلیومیٹر: سورج کی طرف نارمل سطح پر سورج سے آنے والی شعاعیہ پریشانی کی پیمائش کرتا ہے
پیرگیومیٹر: ہوریزنٹل سطح پر انفراریڈ تابعیت سے آنے والی لمبی لمبی پریشانی کی پیمائش کرتا ہے
ریڈیومیٹر: کسی بھی سرچ کے یا دائرے کی طرف سے آنے والی شعاعیہ پریشانی کی پیمائش کرتا ہے
اسپیکٹروریڈیومیٹر: کسی بھی سرچ کے یا دائرے کی طرف سے آنے والی سپیکٹرل پریشانی (واط فی لمبائی یا فریکوئنسی) کی پیمائش کرتا ہے
فوتومیٹر: کسی بھی سرچ کے یا دائرے کی طرف سے آنے والی روشنی کی شدت (شعاعیہ پریشانی کو انسانی آنکھ کی حساسیت سے وزن دیا گیا ہے) کی پیمائش کرتا ہے۔
شعاعیہ پریشانی کیسے کیلکولیٹ کی جاتی ہے؟
شعاعیہ پریشانی کو مختلف فارمولوں اور ماڈلز کے ذریعے کیلکولیٹ کیا جا سکتا ہے، جو سرچ کی قسم اور جیومیٹری، میڈیم، اور ریسیور پر منحصر ہوتا ہے۔ کچھ عام فارمولے اور ماڈلز یہ ہیں:
پلانک کا قانون: کسی دیے گئے درجہ حرارت پر ایک بلیک بادی (ایک آئیڈیلائز شدہ اشیا جو تمام تابعیت کی لمبائی کو اپنانے اور نکالنے کے قابل ہے) کی سپیکٹرل پریشانی کی کیلکولیشن کرتا ہے
استفن-بولٹزمن کا قانون: کسی دیے گئے درجہ حرارت پر ایک بلیک بادی کی کل شعاعیہ پریشانی کی کیلکولیشن کرتا ہے
لمبرٹ کا کوسائن قانون: کسی دیے گئے زاویہ پر ایک لمبرٹین سرچ (ایک آئیڈیلائز شدہ اشیا جو تمام سمت میں تابعیت کو برابری سے نکالتا یا ریفلیکٹ کرتا ہے) کی شعاعیہ شدت (واط فی سولڈ اینگل) کی کیلکولیشن کرتا ہے
اینورس-سکوئر قانون: کسی دیے گئے فاصلے پر ایک پوائنٹ سرچ (ایک آئیڈیلائز شدہ اشیا جو ایک واحد نقطہ سے تابعیت کو نکالتا ہے) کی پریشانی (واط فی علاقہ) کی کیلکولیشن کرتا ہے
بیئر-لمبرٹ قانون: تابعیت کے گزر کے دوران ایک ایبسوربنگ میڈیم سے گزر کرتے وقت شعاعیہ پریشانی کی کمی (ریڈکشن) کی کیلکولیشن کرتا ہے
فرینل کے مساوات: کسی دو میڈیم کے درمیان دو مختلف ریفریکٹو انڈیکس کے ساتھ تابعیت کے ریفیکشن اور ٹرانسفر کی کیلکولیشن کرتی ہیں
سنیل کا قانون: تابعیت کے کسی ایک میڈیم سے دوسرے میڈیم میں گزر کرتے وقت ریفریکشن (ٹیکنگ) کی کیلکولیشن کرتا ہے
ریلے سکیٹرنگ: تابعیت کو کسی ذرات کی جانب سے ریڈائریکشن (ردیکشن) کی کیلکولیشن کرتا ہے جو تابعیت کی لمبائی سے چھوٹے ہوتے ہیں
می سکیٹرنگ: تابعیت کو کسی ذرات کی جانب سے ریڈائریکشن کی کیلکولیشن کرتا ہے جو تابعیت کی لمبائی کے مماثل یا بڑے ہوتے ہیں
شعاعی میدان کسے دوسرے شعاعی اور روشنائی کی مقدار سے متعلق ہوتا ہے؟
شعاعی میدان بنیادی شعاعی مقدار ہے جس کو استعمال کرکے دوسری شعاعی اور روشنائی کی مقدار نکالی جا سکتی ہے۔ کچھ دوسری مقداریں یہ ہیں:
شعاعی شدت: کسی نقطہ کے ذریعے مخصوص سمت میں خارج کیا جانے والا شعاعی میدان فی وحدہ صلیب زاویہ۔ SI یونٹ واط فی سٹیریڈین (W/sr) ہے۔
شعاعی رنگ: کسی سطح یا حجم کے ذریعے مخصوص سمت میں خارج کیا جانے والا شعاعی میدان فی وحدہ صلیب زاویہ فی وحدہ پروجیکٹڈ علاقہ۔ SI یونٹ واط فی سٹیریڈین فی مربع میٹر (W/sr/m2) ہے۔
شعاعی تابش یا شعاعی معرّضیت: کسی سطح یا حجم پر واقع ہونے والے شعاعی میدان فی وحدہ علاقہ۔ SI یونٹ واط فی مربع میٹر (W/m2) یا جول فی مربع میٹر (J/m2) ہے۔
شعاعی خروج یا شعاعی بھیڑ: کسی سطح یا حجم سے خارج ہونے والے شعاعی میدان فی وحدہ علاقہ۔ SI یونٹ واط فی مربع میٹر (W/m2) ہے۔
شعاعی روانگی: شعاعی خروج مزید نظر آنے والی شعاعی تابش کا مجموعہ۔ SI یونٹ واط فی مربع میٹر (W/m2) ہے۔
روشنائی کی مقداریں شعاعی مقداریں کی طرح ہیں، لیکن ان کو مختلف لمبائی کے روشنی کی کرن کی حساسیت کے وزن سے ضرب دیا جاتا ہے۔ وزن کی فنکشن کو روشنائی کی کارکردگی کہا جاتا ہے، اور یہ 555 nm پر 683 lm/W کی ماکسیمم قدر کا حامل ہے۔ کچھ روشنائی کی مقداریں یہ ہیں:
روشنائی کا میدان: شعاعی میدان کو روشنائی کی کارکردگی کے وزن سے ضرب دیا گیا۔ SI یونٹ لمن (lm) ہے۔
روشنائی کی شدت: کسی نقطہ کے ذریعے مخصوص سمت میں خارج کیا جانے والا روشنائی کا میدان فی وحدہ صلیب زاویہ۔ SI یونٹ کینڈیلا (cd) ہے۔
روشنائی کا رنگ: کسی سطح یا حجم کے ذریعے مخصوص سمت میں خارج کیا جانے والا روشنائی کا میدان فی وحدہ صلیب زاویہ فی وحدہ پروجیکٹڈ علاقہ۔ SI یونٹ کینڈیلا فی مربع میٹر (cd/m2) ہے۔
روشنائی یا روشنائی کی معرّضیت: کسی سطح یا حجم پر واقع ہونے والے روشنائی کا میدان فی وحدہ علاقہ۔ SI یونٹ لوکس (lx) یا لمن سیکنڈ فی مربع میٹر (lm·s/m2) ہے۔
روشنائی کا خروج یا روشنائی کا بھیڑ: کسی سطح یا حجم سے خارج ہونے والے روشنائی کا میدان فی وحدہ علاقہ۔ SI یونٹ لوکس (lx) ہے۔
روشنائی: روشنائی کا خروج مزید نظر آنے والی روشنائی کا مجموعہ۔ SI یونٹ لوکس (lx) ہے۔
شعاعی میدان کے کچھ اطلاقیات اور مثالیں کیا ہیں؟
شعاعی میدان بہت سے اطلاقیات اور مثالوں کے لیے مفید مقدار ہے جو الیکٹرومیگنیٹک تابش سے متعلق ہیں۔ کچھ اُن میں سے یہ ہیں:
روشنائی: شعاعی میدان کو مختلف قسم کے روشنی کے ذرائع کے آؤٹ پٹ اور کارکردگی کو میپنگ اور موازنہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے سنگین، فلوریسنٹ، LED یا لیزر۔ اس کو اندر، باہر یا تھیٹریل روشنائی کے نظام کو ڈیزائن اور بہتر بنانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
سورجی توانائی: شعاعی میدان کو زمین کی سطح یا کسی سورجی پینل تک پہنچنے والی سورجی تابش کی مقدار کو میپنگ اور تخمینہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کو سورجی سیلز اور نظام کے پاور اور توانائی کے آؤٹ پٹ کا حساب لگانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
دور دراز سنسنگ: شعاعی میدان کو دور سے اشیاء اور پدھاروں کی خصوصیات کو میپنگ اور تجزیہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے درجہ حرارت، ترکیب، پودوں، آلودگی، موسم یا موسمی نظام۔ اس کو سیٹلائٹس یا ٹیلیسکوپ کے ذریعے زمین یا دیگر آسمانی جسم کی تصاویر اور نقشے بنانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
آپٹیکل مواصلات: شعاعی میدان کو آپٹیکل مواصلات کے نظام کی کارکردگی اور صلاحیت کو میپنگ اور بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے فائر فائبر، فری سپیس آپٹیکس یا آپٹیکل وائرلیس۔ اس کو مختلف مدولیشن ٹیکنیک کے ذریعے معلومات کو کوڈ کرنے اور منتقل کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے امپلیٹیوڈ، فریکوئنسی یا فیز مدولیشن۔
لیزر کی تکنالوجی: ریڈیئنٹ فلکس کو لیزر بیمز کے آؤٹ پٹ اور کوالٹی کی میزائل اور کنٹرول میں استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے طاقت، شدت، ڈائورجنس، کوہیرنس، قطبیت، یا مود۔ اسے لیزر کے ذریعے مختلف اثرات اور پھینومینا بنانے اور کنٹرول کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے کٹنگ، ویلڈنگ، ڈرلنگ، انگراوی، پرنٹنگ، سکیننگ، سرجری، ہولوگرافی، یا سپیکٹروسکوپی۔
نتیجہ
ریڈیئنٹ فلکس ریڈیومیٹری میں ایک بنیادی تصور ہے جو ایک آبجیکٹ کے ذریعے فی یونٹ آف ٹائم میں نکلنے والی، ریفلیکٹ ہونے والی، ٹرانسمٹ ہونے والی، یا ریسیو ہونے والی ریڈیئنٹ انجی کی مقدار کا تذکرہ کرتا ہے۔ ریڈیئنٹ فلکس الیکٹرومیگنیٹک ریڈییشن کی لمبائی یا فریکوئنسی پر منحصر ہوتا ہے اور مختلف ماڈیا اور سروسز کے ساتھ بدل جاتا ہے۔ ریڈیئنٹ فلکس کو ریڈیومیٹرز کے ذریعے میپ کیا جا سکتا ہے اور مختلف فارمولے اور ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے کیلکولیٹ کیا جا سکتا ہے۔ ریڈیئنٹ فلکس کو الیکٹرومیگنیٹک ریڈییشن کے مختلف پہلوؤں کی خصوصیات کو مشخص کرنے کے لیے دیگر ریڈیومیٹرک اور فوٹومیٹرک کمیٹیوں کو حاصل کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ریڈیئنٹ فلکس کی کئی ایپلیکیشنز اور مثالیں ہیں جو الیکٹرومیگنیٹک ریڈییشن سے متعلق مختلف شعبوں اور دائرہ کاروں میں ہیں۔
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
