روشنائی کے قوانین

روشنائی کا مربع کے اصول کا مقلوب

اس قانون کے مطابق، کسی بھی نقطہ پر جو خط کے عمودی ہوتا ہے جو نقطہ اور سرچشما کو جوڑتا ہے، روشنائی (E) سرچشما اور سطح کے درمیان فاصلے کے مربع کے مقلوب کے تناسب میں ہوتی ہے۔

جہاں I کسی دیئے گئے سمت میں روشنائی کی شدت ہے۔

فرض کریں کہ کسی سمت میں روشنائی کی شدت I کے ساتھ ایک سرچشما موجود ہے۔ اس سرچشما کو مرکز بناتے ہوئے دو فاصلے لیے گئے ہیں۔

بالا فہرست کے مطابق، دو رداس r1 اور r2 ہیں۔ فاصلہ r1 پر dA1 کو ایک بنیادی سطحی علاقہ لیا گیا ہے۔ dA1 کی سمت میں dA2 کو r2 فاصلے پر لیا گیا ہے۔
dA1 اور dA2 ایک ہی صلیب زاویہ Ω میں ہیں اور ایک ہی تقسیم شدہ روشنائی کی شدت Φ کے ساتھ ہیں۔
r1 فاصلے پر dA1 کو r2 فاصلے پر dA2 کی طرح ہی روشنائی کی شدت ملتی ہے کیونکہ صلیب زاویہ یکساں ہیں۔

دوبارہ دونوں بنیادی سطحوں کے لیے صلیب زاویہ

فاصلہ پر روشنائی

فاصلہ پر روشنائی

اب، مساوات (i) سے ہم کو ملتا ہے،

اب مساوات (iii) میں،

یہ مشہور مربع کے قانون کا تعلق نقطہ سرچشما کے لیے ظاہر کرتا ہے۔
یہ دیکھا جاتا ہے کہ روشنائی سرچشما سے روشن ہونے والے نقطہ کے مربع کے مقلوب کے تناسب میں تبدیل ہوتی ہے۔
اگر روشنی کا سرچشما نقطہ سرچشما نہ ہو تو، ہم اس بڑے سرچشمے کو کئی نقطہ سرچشموں کے مجموعے کے طور پر سمجھ سکتے ہیں۔
یہ تعلق تمام روشنی کے سرچشموں پر لاگو کیا جا سکتا ہے۔

روشنائی کا کوسائن کا قانون

قانون کے مطابق، کسی سطح پر کسی نقطہ پر روشنائی واقعہ ہونے والی روشنی کے زاویہ (واقعہ ہونے والی روشنی کی سمت اور سطح کے مستقیم کے درمیان زاویہ) کے کوسائن کے تناسب میں ہوتی ہے۔

یہ نقطہ سرچشما کی روشنائی کی مساوات ہے۔
جہاں Iθ روشن ہونے والے نقطہ کی سمت میں سرچشما کی روشنائی کی شدت ہے، Ɵ سطح کے مستقیم کے درمیان زاویہ ہے جو روشن ہونے والے نقطہ کو شامل کرتا ہے اور سرچشما کو روشن ہونے والے نقطہ کو جوڑنے والی لائن کے درمیان زاویہ ہے، اور d روشن ہونے والے نقطہ کا فاصلہ ہے۔

لیکن غیر نقطہ سرچشما کے لیے، روشنائی کا کوسائن کا قانون روشنائی کی شدت کے بجائے روشنائی کے فلکس کے حوالے سے تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔
روشنائی یا روشنائی کے فلکس کی سطحی چگھنائی کسی بنیادی علاقہ کے ذریعہ دریافت کی جاتی ہے جو روشنی کے سرچشما سے فاصلے اور بنیادی علاقہ کے زاویہ کے ساتھ بدلتی ہے۔
زیادہ سے زیادہ روشنائی اس وقت ہوتی ہے جب بنیادی علاقہ کو روشنی کے فلکس کے معمولی رخ کے ساتھ دریافت کیا جاتا ہے۔
جب بنیادی علاقہ روشنی کے فلکس کی سمت کے نسبت زاویہ بنایا جاتا ہے تو، بنیادی سطح پر روشنائی یا فلکس کی چگھنائی کم ہوجاتی ہے۔ اسے دو طریقوں سے سمجھا جا سکتا ہے۔

1. ٹیلٹڈ بنیادی علاقہ (δA) اپنے پہلے دریافت کردہ تمام روشنی کے فلکس کو انٹرسیپٹ نہیں کر سکتا اور اس لیے روشنائی کم ہوجاتی ہے۔

2. اگر بنیادی علاقہ (δA) بڑا ہوتا ہے تو، روشنائی

   

   کم ہوجاتی ہے۔

کیس (1) کے لیے جب عنصر δA کو زاویہ Ɵ سے ٹیلٹ کیا جاتا ہے تو فلکس کا مقدار δA کو یہ دیا جاتا ہے

تو δA کو ملنے والا فلکس کوسائن Ɵ کے ذریعہ کم ہو جاتا ہے۔
اب δA پر روشنائی ہے

کیس (2) کے لیے اگر بڑے عنصر δA’ کو تمام فلکس انٹرسیپٹ کرتا ہے:

تو روشنائی ہوتی ہے

دونوں کیس کے نتیجے میں ہم کو ملتا ہے