مقدمة
الضوء هو شيء تراه كل يوم في مكاتبك المنزلية وفي كل مكان تذهب إليه. ولكن عندما تنظر إلى الضوء، قد تلاحظ أن الضوء لا ينتشر بنفس الطريقة في كل مكان. أليس كذلك؟ وهنا يأتي دور مصطلحي زاوية الشعاع وزاوية المجال. يعتقد الكثيرون أنهما شيئان متشابهان، لكنهما في الواقع يختلفان كثيرًا. وهذا يثير سؤالاً: زاوية الشعاع مقابل زاوية المجال: ما الفرق بينهما؟
إن فهم هذا الاختلاف أمر بالغ الأهمية، خاصة إذا كنت تتعامل مع مصابيح LED. تشرح هذه المصطلحات كيفية تحرك الضوء إلى الخارج من التركيبات ومقدار المساحة التي يمكن أن تغطيها. إذا لم تكن على دراية بهذه الزوايا، فسوف ينتهي بك الأمر باختيار مصباح LED خاطئ. لكن لا تقلق! في هذا الدليل، سأقوم بمقارنة كل من رؤوس زوايا الشعاع وزوايا المجال وجهاً لوجه. لذلك دعونا نبدأ.
زاوية الشعاع مقابل زاوية المجال: الاختلافات الرئيسية
كما قلت أعلاه، يتعلق كلا مصطلحي زاوية الضوء بكيفية انتشار الضوء. لذا من الطبيعي أن تختلط عليك الأمور وتفترض أنهما متشابهان. لكن هذا اعتقاد خاطئ. هناك العديد من الجوانب التي تختلف فيها زوايا الضوء هذه. ألا تعرف كيف؟ لتوضيح هذه الاختلافات، سأقارن بين زوايا الشعاع وزوايا المجال أدناه حتى تتمكن من فهمها بشكل كامل.
1-المفهوم الأساسي والمعنى
أولاً، دعونا نفهم أساسيات كل زاوية إضاءة. زاوية الشعاع هي الزاوية التي ينتشر عندها الجزء الرئيسي والأكثر سطوعًا من الضوء من مصدر الإضاءة. وهي توضح بشكل أساسي مدى تركيز الضوء عندما ينتشر من وحدة الإضاءة. بكلمات بسيطة، يمكننا القول أن المركز الساطع للضوء هو زاوية الشعاع. على الجانب الآخر، زاوية المجال هي الزاوية الكلية لانتشار الضوء. وهي لا تشمل فقط جزء الضوء المركزي الأكثر سطوعًا ولكنها توضح أيضًا الضوء الخارجي الأضعف حول الشعاع الرئيسي حتى يتلاشى. بعبارة أخرى، التوهج الخارجي الأضعف حول الضوء هو جزء من زاوية المجال.
2- تغطية الضوء وانتشاره
التغطية الضوئية تعني الجزء الذي تصفه كل زاوية من الضوء. وهذا مجال آخر تختلف فيه زوايا الشعاع وزوايا المجال. على سبيل المثال، تركز زاوية الشعاع بشكل أساسي على المركز الأكثر سطوعًا أو الجزء الأساسي من شعاع الضوء. هذه هي المنطقة التي يبدو فيها الضوء أقوى ما يكون. عندما تتحدث عن جزء العمل الرئيسي لمصدر الضوء، فأنت تشير عادةً إلى زاوية الشعاع. من ناحية أخرى، تصف زاوية المجال انتشار الضوء بالكامل. حول الجزء المركزي الأكثر سطوعًا، يوجد توهج أكثر نعومة. صحيح؟ تصف زاوية المجال، إلى جانب النقطة المركزية الرئيسية، التوهج الخارجي الأكثر نعومة أيضًا.
3-قياس السطوع في الشعاع وزاوية المجال
يتم قياس زاوية الشعاع وزاوية المجال أيضًا عند مستويات سطوع مختلفة. كيف؟ على سبيل المثال، تُقاس زاوية الشعاع عند النقطة التي ينخفض فيها الضوء إلى حوالي نصف (50%) من أقصى سطوع له. وهذا يعني أن زاوية الشعاع تقيس الضوء الرئيسي القوي والمفيد فقط. ومع ذلك، تُقاس زاوية المجال على مسافة أبعد بكثير من النقطة المركزية. وتُقاس عند النقطة التي يصبح فيها السطوع ضعيفًا جدًا، حوالي 10% من السطوع المركزي. على الرغم من أن الضوء يكون أضعف عند هذه النقطة، إلا أنه لا يزال مرئيًا ويساهم في الإضاءة الكلية. هذا هو السبب في أهمية زاوية المجال.
4- الغرض من قياس الزاوية
أنت تعرف الآن كيف تقاس كل زاوية ضوئية. لكن الغرض من هذا القياس مختلف لكل زاوية. على سبيل المثال، تُقاس زاوية الشعاع لفهم مدى تركيز مصدر الضوء أو تركيزه. ولا يتعلق الأمر بالانتشار الكلي. إنها تساعدك فقط على معرفة ما إذا كان الضوء سيخلق بقعة مضيئة ضيقة أو ينتشر على نطاق واسع. لكن قياس زاوية المجال له غرض مختلف. فهو يساعد على إظهار التغطية الإجمالية للضوء المرئي في منطقة معينة، وليس فقط إحدى نقاطه البؤرية. ويوضح إلى أي مدى سينتشر الضوء بسلاسة.
5- عرض الانتشار الكلي
تُظهر كل من زاوية الشعاع وزاوية المجال اختلافًا واضحًا عندما يتعلق الأمر بعرض الانتشار. ومن المثير للاهتمام أن زاوية الشعاع لها انتشار أضيق. ويكمن السبب في تركيزها. فهو يركز فقط على الجزء المركزي الأكثر سطوعًا من الضوء ويتجاهل الحواف الخارجية الخافتة. ولهذا السبب يظل عرض انتشاره محدودًا للغاية. وعلى العكس، تُظهر زاوية المجال انتشارًا أوسع بكثير. فهي تقيس الضوء على مسافة أبعد بكثير وتتضمن ضوءًا أضعف يستمر في الانتشار خارج المركز الساطع. ونتيجة لذلك، تزداد مساحة انتشاره بشكل بارز.
6- كيف تبدو الأضواء للعيون (تأثير بصري)
كل زاوية إضاءة تبدو مختلفة بالنسبة للعين البشرية وتغير أيضًا مزاج المكان بشكل مختلف. زاوية شعاع الضوء أضيق بكثير. ينتج ضوء بزاوية شعاع ضيقة كهذه دائرة صغيرة جدًا ومشرقة جدًا من الضوء. يكون مركز هذه الدائرة ساطعًا جدًا حيث تتركز الطاقة هناك، لكن الجزء الخارجي يكون أكثر قتامة. ونتيجة لذلك، تلاحظ عيناك اختلافات قوية في السطوع.
على سبيل المثال، سيبدو المركز أكثر إشراقًا، لكن المنطقة المجاورة أكثر قتامة. فتبدو مباشرةً أكثر تركيزًا وكثافة لعينيك. ولكن في الوقت نفسه، يساعدك هذا الضوء المركّز على التركيز على الأشياء، مثل المؤدي على المسرح لأي منتج في المتجر. أما الضوء ذو زاوية المجال الواسع فيبدو خافتًا جدًا للعين البشرية ويشعر به الإنسان لأنه يخلق زاوية إضاءة أكبر. هنا، لا يزال هذا الضوء يحتوي على مركز أكثر سطوعًا، لكن الضوء الخارجي ينتشر بهدوء في المناطق المجاورة أيضًا. لا يظهر الظلام فجأة، مما يؤثر غالبًا على إدراكك البصري.
7- الاستخدامات في مواقف الإضاءة المختلفة
نظرًا للاختلاف في العديد من المصطلحات، يختلف تطبيق كلتا الزاويتين أيضًا. على سبيل المثال، زاوية الشعاع مهمة للغاية بالنسبة لتلك الأضواء التي يكون التركيز فيها هو الشاغل الرئيسي. فأنت ترى الأضواء الكاشفة وأضواء المعارض وأضواء المسرح وشاشات البيع بالتجزئة؛ وكلها تعتمد على زاوية الشعاع. وهناك، تساعدك زاوية الشعاع على التحكم في مكان سقوط الضوء بالضبط، مما يجعل الأشياء بارزة.
ومن ناحية أخرى، فإن زاوية المجال هي اختيار الأضواء حيث الرؤية الشاملة مهمة. تعتمد المكاتب والمستودعات ومناطق انتظار السيارات والشوارع جميعها على زوايا مجال أكبر. تساعد هذه الزاوية على نشر الضوء بسلاسة واتساع ونعومة لجعل المناطق القريبة مرئية. ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بإضاءة المصممين، فإنهم يفضلون استخدام كلتا زاويتي الإضاءة هاتين. ومن خلال هذا المزيج يضمنون التركيز والرؤية الشاملة للمكان نفسه.
8- تشكيل الظل
يتعلق هذا الاختلاف بكيفية تكوّن الظلال حول المنطقة المضاءة عند زوايا إضاءة مختلفة. عندما نناقش الضوء فقط من حيث زاوية الشعاع، فإن منطقة صغيرة فقط أمامك تصبح ساطعة. وتبقى المناطق المجاورة للضوء مظلمة للغاية. وهذا يعني أن زاوية الشعاع تخلق ظلالاً قوية، وتكون تلك الظلال الداكنة مفاجئة جدًا لأن الضوء لا ينتشر بالتساوي.
هذه الظلال مفيدة للتركيز والانتباه، ولكن في المساحات الكبيرة، يمكن أن تؤثر على الإدراك البصري. من ناحية أخرى، لا يخلق الضوء ذو الزاوية الميدانية ظلالاً داكنة. هنا، لا يزال المركز أكثر سطوعًا، لكن المنطقة المحيطة بك ستكون مرئية أيضًا. يظهر الظلام تدريجيًا وليس فجأة. لذلك لا توجد ظلال قاسية يمكن أن تؤثر على عينيك.
كيفية الاختيار بين زاوية الشعاع وزاوية المجال
بالنسبة لـ إضاءة LED, ، يعتمد اختيار الزاوية بشكل كبير على ما تريد تحقيقه بالضوء.
إذا كان هدفك تسليط الضوء على شيء محدد، مثل منتج أو عمل فني أو مؤدٍّ، فإن زاوية الشعاع الضيق هي الأفضل. فهي ستحافظ على قوة الضوء وتركيزه في منطقة واحدة بحيث يمكن للشيء أن يجذب الانتباه. ومع ذلك، إذا كنت بحاجة إلى إضاءة مساحة كاملة، فإن زاوية الشعاع الأوسع بزاوية مجال أكبر تكون أكثر ملاءمة.
تذكر أن كل زاوية من زوايا الإضاءة هذه لها نقاط ضعفها ونقاط قوتها. لذا فالاختيار النهائي متروك لك. كما تعلم، كل مساحة لها احتياجاتها الخاصة. إذا كنت ترغب في إضاءة مساحة صغيرة وإبراز الأشياء، فإن زاوية الشعاع هي الخيار الأفضل. فهي ستنشر الضوء على مساحات أصغر، مما يعزز كفاءة الإضاءة.
ولكن بالنسبة للمساحات الأكبر، فإن زاوية الشعاع ليست خياراً جيداً. لمثل هذه الاحتياجات، عليك اختيار زاوية المجال الكبيرة. زاوية الإضاءة هذه فعالة في نشر الضوء على مساحة كبيرة. قد تكون المنطقة القريبة أكثر سطوعًا، ولكن تظل المنطقة البعيدة أيضًا أكثر سطوعًا إلى حد ما. والآن بعد أن تعرفت على الاختلافات في زوايا الإضاءة واستخداماتها، أصبح من السهل جدًا اختيار أفضل زاوية إضاءة LED لاحتياجاتك.
الأسئلة المتداولة
هل زاوية المجال دائمًا أكبر من زاوية الشعاع؟
نعم، دائمًا ما تكون زاوية المجال أكبر من زاوية الشعاع. والسبب في ذلك هو أن زاوية المجال تقيس جزءًا أوسع من الضوء، لكن الشعاع يقيس الجزء المركزي الأكثر سطوعًا فقط. وهذا يزيد تلقائيًا من زاوية المجال.
هل تؤثر زاوية الشعاع على السطوع؟
نعم، تؤثر زاوية الشعاع بقوة على مدى سطوع الضوء في منطقة معينة. إذا كانت زاوية الشعاع ضيقة، فسوف يركز الضوء في مساحة صغيرة. وهذا يجعل المنطقة المجاورة أكثر قتامة. ومع ذلك، إذا كانت زاوية الشعاع عريضة، فسوف ينتشر الضوء، مما يجعل المنطقة المحيطة أكثر سطوعًا.
هل يمكن أن يكون لمصباحين نفس السطوع ولكن زوايا الشعاع مختلفة؟
نعم. يمكن أن يكون لمصباحين نفس السطوع الكلي (نفس ناتج الضوء)، ولكن زوايا الشعاع مختلفة. وينطبق ذلك على كل من زوايا الشعاع الضيقة والعريضة. هنا، السطوع هو نفسه بشكل عام، لكن تأثير الإضاءة يبدو مختلفًا بسبب اختلاف عرض انتشار الضوء.
هل تُستخدم زاوية الشعاع وزاوية المجال فقط في إضاءة LED؟
لا تُستخدم زاوية الشعاع وزاوية المجال فقط في إضاءة LED. فهي تُستخدم أيضًا في أنظمة مثل المصابيح اليدوية، وأضواء المسرح، وأجهزة العرض، والمصابيح الأمامية للسيارات، و أضواء الشوارع.
الخاتمة
زاوية الإضاءة هي كل ما يتعلق بكيفية تصرف الضوء عند خروجه من التركيب. ستجد غالبًا نوعين من زوايا الإضاءة: زوايا الشعاع وزوايا المجال. في البداية، يبدو للوهلة الأولى أن هاتين الزاويتين هما نفس الشيء. ولكن في الواقع، هناك العديد من الجوانب التي تختلف فيها كل من هذه الزوايا التي ناقشتها في هذا الدليل. على سبيل المثال، تقوم زاوية الشعاع بنشر الضوء على مساحة أصغر وتركز على تسليط الضوء. على الجانب الآخر، زاوية المجال هي زاوية إضاءة كبيرة تنشر الضوء على مساحة أوسع. وهي لا تركز على تركيز الضوء بل على تشتيت الضوء. لذلك عندما تفهم هذا الاختلاف، يصبح من الأسهل اختيار الإضاءة المناسبة لأي موقف.