ฟังก์ชันการส่องสว่าง

ฟังก์ชันประสิทธิภาพการส่องสว่าง (luminous efficiency function) หรือ ฟังก์ชันการส่องสว่าง (luminous function) เป็นค่าตัวเลขที่แสดงระดับแสงที่ดวงตาของมนุษย์รับรู้ความสว่างของแสงแต่ละความยาวคลื่น

เมื่อสายตาปรับตัวให้เข้ากับที่สว่าง ถ้าให้ความเข้มที่รับรู้ได้ที่ความยาวคลื่นที่ดวงตามนุษย์ไวที่สุดเป็น 1 แล้วระดับความสว่างที่รับรู้ที่ความยาวคลื่นอื่น ๆ จะแสดงเป็นสัดส่วนของค่านั้น ซึ่งจะเป็นตัวเลขน้อยกว่า 1

มนุษย์จะรับรู้ถึงแสงความยาวคลื่นประมาณ 555 nm (นาโนเมตร) ได้ชัดเจนที่สุดในที่สว่าง และแสงความยาวคลื่นประมาณ 507 นาโนเมตรได้ชัดเจนี่สุดในที่มืด (CIE) และ ที่ประชุมใหญ่ว่าด้วยการชั่งตวงวัด ได้กำหนดมาตรฐานประสิทธิภาพการส่องสว่าง ซึ่งกลายเป็นมาตรฐานระดับโลกโดยพิจารณาจากค่าความส่องสว่างสัมพัทธ์เฉลี่ยของมนุษย์ ค่าประสิทธิภาพการส่องสว่างมาตรฐานประกอบไปด้วย ประสิทธิภาพการส่องสว่างมาตรฐานในที่สว่าง และ ประสิทธิภาพการส่องสว่างในที่มืด

ในกรณีทั่วไปถ้าไม่ได้เขียนโดยเจาะจง จะหมายถึงประสิทธิภาพการส่องสว่างที่มนุษย์รับรู้ในที่สว่าง

สายตามนุษย์มีความไวสูงสุดประมาณ 555 นาโนเมตรในที่สว่าง

ความไวในการรับแสง

ประสิทธิภาพการส่องสว่างแสดงถึงระดับที่ ดวงตาของมนุษย์รับรู้แสงในแต่ละความยาวคลื่น และหมายถึงปรากฏการณ์โดยรวมที่ความเข้มในการรับรู้แสงแตกต่างกันในแต่ละความยาวคลื่น

การที่มนุษย์รับรู้ความเข้มแตกต่างกันตามความยาวคลื่นของแสง หมายความว่าปริมาณแสงที่เป็นปริมาณทางกายภาพบริสุทธิ์ เช่น ปริมาณโฟตอนนั้นจะต่างจากความสว่างที่มนุษย์รับรู้โดยขึ้นกับความยาวคลื่น เช่น ในที่สว่างความสว่างที่ดวงตาสามารถรับรู้เมื่อได้รับแสงสีน้ำเงินความยาวคลื่น 450 nm 1,000 โฟตอนนั้น จะเท่ากับแสงสีเขียวความยาวคลื่น 555 nm 38 โฟตอน และในทำนองเดียวกัน ความสว่างที่ตารับรู้เมื่อได้รับแสงสีแดงความยาวคลื่น 700 nm 1,000 โฟตอน จะเท่ากับความสว่างของแสงที่ตารับรู้เมื่อได้รับแสงสีเขียวความยาวคลื่น 555 nm 4 โฟตอน

นอกจากนี้ จอตาของมนุษย์ยังมี เซลล์รับแสง สองประเภท ได้แก่ เซลล์รูปกรวย ซึ่งส่วนใหญ่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่สว่าง และ เซลล์รูปแท่ง ซึ่งทำงานในสภาพแวดล้อมที่มืด

ซึ่งเป็นระบบโฟโตเมตริกที่ใช้สำหรับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ ได้ระบุมาตรฐานฟิลเตอร์ V ที่มีลักษณะการส่งผ่านสเปกตรัมใกล้เคียงกับประสิทธิภาพการส่องสว่างสัมพัทธ์ของมนุษย์

ค่าประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุด

ในที่สว่าง คนส่วนใหญ่มีความส่องสว่างสูงสุดที่ความยาวคลื่น 555 nm ดังนั้น ความส่องสว่างสูงสุดในที่สว่างจึงยึดมาตรฐานที่ความยาวคลื่น 555 nm ซึ่งมีค่าเป็น 683 ลูเมน/วัตต์

ปริมาณทางกายภาพและทางจิตฟิสิกส์

ในระบบ SI ความเข้มของการส่องสว่าง ฟลักซ์ส่องสว่าง ความส่องสว่าง ความสว่าง และพลังงานส่องแสง เป็นปริมาณทาง ที่ได้จากการคูณปริมาณทางกายภาพแท้ด้วยค่าความส่องสว่างมาตรฐานในที่สว่าง ซึ่งมีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุด 683 lm/W ที่ความยาวคลื่น 555 นาโนเมตร

อ้างอิง

1. 森竜雄著　『有機ELの本』　日刊工業新聞社　2008年4月26日初版1刷発行