كفاءة الإضاءة

المكافيء الطيفي ${\displaystyle K}$ لمصدر ضوء هو حاصل قسمة التدفق الضوئي ${\displaystyle \Phi _{\mathrm {v} }}$ على ما ينتجه من أشعة كهرومغناطيسية ${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }}$. ووحدته طبقا للنظام الدولي للوحدات هي (لومن/واط).

${\displaystyle K={\frac {\Phi _{\mathrm {v} }}{\Phi _{\mathrm {e} }}}={\frac {\int _{0}^{\infty }K(\lambda )\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }\,\mathrm {d} \lambda }{\int _{0}^{\infty }\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }\,\mathrm {d} \lambda }},}$

وكلما زادت تلك القيمة كلما كانت استفادة العين من تدفق الضوء أحسن وذلك بالنسبة إلى طاقة اشعاع معينة لمصدر الضوء.

من طيف الأشعة الكهرومغناطيسية العريض تري العين منه فقط نطاق طول الموجة بين 380 إلى 780 نانومتر؛ ونسميه نطاق الضوء المرئي لأن العين تحس به كضوء. ولكن ليست عين الإنسان حساسة لجميع ألوان الطيف بنفس الشدة. فعند طول موجة 555 نانومتر وهي في لون الضوء أصفر-أخضر تكون حساسية العين في ذروتها. أما تحت كول موجة للضوء تحت 380 نانومتر (بنفسجي) أو أطول من 780 نانومتر (أحمر غامق) فتنخفض حساسية العين إلى الصفر تقريبا (أنظر المنحنى أعلاه).

وعندما يسقط على العين مخلوطا من الألوان الضوئية ذات أطوال موجة مختلفة فإن مدى حساسية العين لرؤياه تعتمد على خلطة أطوال الموجات الضوئية. تتسبب أطوال موجات بالقرب من 555 نانومتر في رؤية جيدة للعين، اما أكوال الموجات خارج نطاق الضوء المرئي فلا تراتها العين. فلا يكفي معرفة الكمية بالواط الشعاعية الصادرة من مصباح لتترك إحساس في العين بها. ذلك لأن كل لون من اشعة مصباح لا بد من «موازنتها» على أساس حساسية العين لكل لون؛ وهذا ما يعنيه المكافئ الطيفي للعين.

عرّفت الشمعة في في علم الضوء في عام 1979 تعريفا جديدا، ويقول التعريف أنه «إشعاع ضوء ذو طول موجة واحدة يبلغ تردده 540·10¹² هيرتز (يعادل طول موجة 555 نانومتر في الهواء) ذو طاقة إشعاعية 1 واط محدثا تدفقا ضوئيا مقداره 683 لومن».

إذن، تنتمي لطول الموجة هذه مكافئ طيفي قدره 683 لومن/واط. وتشارك طاقات إشعاعية يكون لها طول موجة أخرى بمقادير أقل إلى التدفق الضوئي.