Как найти силу света в канделах - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Калькулятор люкс в канделу

Калькулятор освещенности в люксах (лк) и силы света в канделах (кд) и способы ее расчета.

Калькулятор люкс в канделу

Введите освещенность в лк, расстояние от источника света, выберите футы или метры и нажмите Вычислить кнопку

чтобы получить силу света в канделах:

Калькулятор кандел в люкс ►

Расчет люкс в канделу

Вычисление люкс в кандела с расстоянием в футах

Сила света я _против в канделах (кд) равна 0.09290304 раза освещенность Е _V в люкс (лк),

умноженное на квадратное расстояние от источника света d ² в квадратных футах (ft ² ):

I _{v (кд)} = 0,09290304 × E _{v (лк)} × ( d _(фут) ) ²

Вычисление люкс в канделу с расстоянием в метрах

Сила света I _v в канделах (кд) равна освещенности E _v в люксах (лк),

умноженное на квадрат расстояния от источника света d ² в квадратных метрах (м ² ):

I _{v (cd)} = E _{v (lx)} × ( d _(m) ) ²

Вычисление люкс в канделу ►

Смотрите также

Калькулятор канделы в люмен
Калькулятор ватт в люмен
Расчет люмен в ватт
Ватт (Вт)
Электрический расчет
Преобразование мощности

Источник

From Wikipedia, the free encyclopedia

This article is about the unit of luminous intensity. For other uses, see Candela (disambiguation).

candela
Photopic (black) and scotopic^[1] (green) luminosity functions. The photopic includes the CIE 1931 standard^[2] (solid), the Judd–Vos 1978 modified data^[3] (dashed), and the Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle 2005 data^[4] (dotted). The horizontal axis is wavelength in nm.
General information
Unit system	SI
Unit of	luminous intensity
Symbol	cd
Conversions
1 cd in …	… is equal to …
international candles	≈ 1.02 cp
Hefner Kerze	≈ 1.11 HK

The candela ( or ; symbol: cd) is the unit of luminous intensity in the International System of Units (SI).^[5]^[6] It measures luminous power per unit solid angle emitted by a light source in a particular direction. Luminous intensity is analogous to radiant intensity, but instead of simply adding up the contributions of every wavelength of light in the source’s spectrum, the contribution of each wavelength is weighted by the luminosity function, the model of the sensitivity of the human eye to different wavelengths, standardized by the CIE and ISO.^[7]^[4]^[8] A common wax candle emits light with a luminous intensity of roughly one candela. If emission in some directions is blocked by an opaque barrier, the emission would still be approximately one candela in the directions that are not obscured.

The word candela is Latin for candle. The old name «candle» is still sometimes used, as in foot-candle and the modern definition of candlepower.^[9]

Definition[edit]

The 26th General Conference on Weights and Measures (CGPM) redefined the candela in 2018.^[10]^[11] The new definition, which took effect on 20 May 2019, is:

The candela […] is defined by taking the fixed numerical value of the luminous efficacy of monochromatic radiation of frequency 540 × 10¹² Hz, K_cd, to be 683 when expressed in the unit lm W⁻¹, which is equal to cd sr W⁻¹, or cd sr kg⁻¹ m⁻² s³, where the kilogram, metre and second are defined in terms of h, c and Δν_Cs.

Explanation[edit]

The frequency chosen is in the visible spectrum near green, corresponding to a wavelength of about 555 nanometres. The human eye, when adapted for bright conditions, is most sensitive near this frequency. Under these conditions, photopic vision dominates the visual perception of our eyes over the scotopic vision. At other frequencies, more radiant intensity is required to achieve the same luminous intensity, according to the frequency response of the human eye. The luminous intensity for light of a particular wavelength λ is given by

${displaystyle I_{mathrm {v} }(lambda )=683.002 mathrm {lm/W} cdot {overline {y}}(lambda )cdot I_{mathrm {e} }(lambda ),}$

where I_v(λ) is the luminous intensity, I_e(λ) is the radiant intensity and is the photopic luminosity function. If more than one wavelength is present (as is usually the case), one must integrate over the spectrum of wavelengths to get the total luminous intensity.

Examples[edit]

A common candle emits light with roughly 1 cd luminous intensity.
A 25 W compact fluorescent light bulb puts out around 1700 lumens; if that light is radiated equally in all directions (i.e. over 4π steradians), it will have an intensity of ${displaystyle I_{text{V}}={frac {1700 {text{lm}}}{4pi {text{sr}}}}approx 135 {text{lm}}/{text{sr}}=135 {text{cd}}.}$
Focused into a 20° beam (0.095 steradians), the same light bulb would have an intensity of around 18,000 cd within the beam.

History[edit]

Prior to 1948, various standards for luminous intensity were in use in a number of countries. These were typically based on the brightness of the flame from a «standard candle» of defined composition, or the brightness of an incandescent filament of specific design. One of the best-known of these was the English standard of candlepower. One candlepower was the light produced by a pure spermaceti candle weighing one sixth of a pound and burning at a rate of 120 grains per hour. Germany, Austria and Scandinavia used the Hefnerkerze, a unit based on the output of a Hefner lamp.^[12]

It became clear that a better-defined unit was needed. Jules Violle had proposed a standard based on the light emitted by 1 cm² of platinum at its melting point (or freezing point), calling this the Violle. The light intensity was due to the Planck radiator (a black body) effect, and was thus independent of the construction of the device. This made it easy for anyone to measure the standard, as high-purity platinum was widely available and easily prepared.

The Commission Internationale de l’Éclairage (International Commission on Illumination) and the CIPM proposed a «new candle» based on this basic concept. However, the value of the new unit was chosen to make it similar to the earlier unit candlepower by dividing the Violle by 60. The decision was promulgated by the CIPM in 1946:

The value of the new candle is such that the brightness of the full radiator at the temperature of solidification of platinum is 60 new candles per square centimetre.^[13]

It was then ratified in 1948 by the 9th CGPM^[14] which adopted a new name for this unit, the candela. In 1967 the 13th CGPM removed the term «new candle» and gave an amended version of the candela definition, specifying the atmospheric pressure applied to the freezing platinum:

The candela is the luminous intensity, in the perpendicular direction, of a surface of 1 / 600 000 square metre of a black body at the temperature of freezing platinum under a pressure of 101 325 newtons per square metre.^[15]

In 1979, because of the difficulties in realizing a Planck radiator at high temperatures and the new possibilities offered by radiometry, the 16th CGPM adopted a new definition of the candela:^[16]^[17]

The candela is the luminous intensity, in a given direction, of a source that emits monochromatic radiation of frequency 540×10¹² hertz and that has a radiant intensity in that direction of 1/683 watt per steradian.

The definition describes how to produce a light source that (by definition) emits one candela, but does not specify the luminosity function for weighting radiation at other frequencies. Such a source could then be used to calibrate instruments designed to measure luminous intensity with reference to a specified luminosity function. An appendix to the SI Brochure^[18] makes it clear that the luminosity function is not uniquely specified, but must be selected to fully define the candela.

The arbitrary (1/683) term was chosen so that the new definition would precisely match the old definition. Although the candela is now defined in terms of the second (an SI base unit) and the watt (a derived SI unit), the candela remains a base unit of the SI system, by definition.^[19]

The 26th CGPM approved the modern definition of the candela in 2018 as part of the 2019 redefinition of SI base units, which redefined the SI base units in terms of fundamental physical constants.

SI photometric light units[edit]

SI photometry quantities

Quantity	Unit	Dimension	Notes
Name	Symbol^{[nb 1]}	Name	Symbol	Symbol^{[nb 2]}
Luminous energy	Q_v^{[nb 3]}	lumen second	lm⋅s	T J	The lumen second is sometimes called the talbot.
Luminous flux, luminous power	Φ_v^{[nb 3]}	lumen (= candela steradian)	lm (= cd⋅sr)	J	Luminous energy per unit time
Luminous intensity	I_v	candela (= lumen per steradian)	cd (= lm/sr)	J	Luminous flux per unit solid angle
Luminance	L_v	candela per square metre	cd/m² (= lm/(sr⋅m²))	L⁻²J	Luminous flux per unit solid angle per unit projected source area. The candela per square metre is sometimes called the nit.
Illuminance	E_v	lux (= lumen per square metre)	lx (= lm/m²)	L⁻²J	Luminous flux incident on a surface
Luminous exitance, luminous emittance	M_v	lumen per square metre	lm/m²	L⁻²J	Luminous flux emitted from a surface
Luminous exposure	H_v	lux second	lx⋅s	L⁻²T J	Time-integrated illuminance
Luminous energy density	ω_v	lumen second per cubic metre	lm⋅s/m³	L⁻³T J
Luminous efficacy (of radiation)	K	lumen per watt	lm/W	M⁻¹L⁻²T³J	Ratio of luminous flux to radiant flux
Luminous efficacy (of a source)	η^{[nb 3]}	lumen per watt	lm/W	M⁻¹L⁻²T³J	Ratio of luminous flux to power consumption
Luminous efficiency, luminous coefficient	V			1	Luminous efficacy normalized by the maximum possible efficacy
See also: SI · Photometry · Radiometry

^ Standards organizations recommend that photometric quantities be denoted with a subscript «v» (for «visual») to avoid confusion with radiometric or photon quantities. For example: USA Standard Letter Symbols for Illuminating Engineering USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967
^ The symbols in this column denote dimensions; «L«, «T» and «J» are for length, time and luminous intensity respectively, not the symbols for the units litre, tesla and joule.
^ ^a ^b ^c Alternative symbols sometimes seen: W for luminous energy, P or F for luminous flux, and ρ for luminous efficacy of a source.

Relationships between luminous intensity, luminous flux, and illuminance[edit]

If a source emits a known luminous intensity I_v (in candelas) in a well-defined cone, the total luminous flux Φ_v in lumens is given by

Φ_v = I_v 2π [1 − cos(A/2)],

where A is the radiation angle of the lamp—the full vertex angle of the emission cone. For example, a lamp that emits 590 cd with a radiation angle of 40° emits about 224 lumens. See MR16 for emission angles of some common lamps.

If the source emits light uniformly in all directions, the flux can be found by multiplying the intensity by 4π: a uniform 1 candela source emits 12.6 lumens.

For the purpose of measuring illumination, the candela is not a practical unit, as it only applies to idealized point light sources, each approximated by a source small compared to the distance from which its luminous radiation is measured, also assuming that it is done so in the absence of other light sources. What gets directly measured by a light meter is incident light on a sensor of finite area, i.e. illuminance in lm/m² (lux). However, if designing illumination from many point light sources, like light bulbs, of known approximate omnidirectionally uniform intensities, the contributions to illuminance from incoherent light being additive, it is mathematically estimated as follows. If r_i is the position of the ith source of uniform intensity I_i, and â is the unit vector normal to the illuminated elemental opaque area dA being measured, and provided that all light sources lie in the same half-space divided by the plane of this area,

${displaystyle {text{illuminance at point }}mathbf {r} {text{ on }}dA{text{, }}E_{mathrm {v} }(mathbf {r} )=sum _{i}{{frac {|mathbf {hat {a}} cdot (mathbf {r} -mathbf {r} _{i})|}{|mathbf {r} -mathbf {r} _{i}|^{3}}}I_{i}}.}$

In the case of a single point light source of intensity I_v, at a distance r and normally incident, this reduces to

${displaystyle E_{mathrm {v} }(r)={frac {I_{mathrm {v} }}{r^{2}}}.}$

SI multiples[edit]

Like other SI units, the candela can also be modified by adding a metric prefix that multiplies it by a power of 10, for example millicandela (mcd) for 10⁻³ candela.

References[edit]

^ «CIE Scotopic luminosity curve (1951)».
^ «CIE (1931) 2-deg color matching functions».
^ «Judd–Vos modified CIE 2-deg photopic luminosity curve (1978)».
^ ^a ^b Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle (2005) 2-deg V*(l) luminous efficiency function Archived 27 September 2007 at the Wayback Machine
^ International Bureau of Weights and Measures (20 May 2019), The International System of Units (SI) (PDF) (9th ed.), ISBN 978-92-822-2272-0, archived from the original on 18 October 2021
^ CIE (2020). CIE S 017:2020 ILV: International Lighting Vocabulary, 2nd edition (2 ed.). CIE.
^ ISO/CIE 23539:2023 CIE TC 2-93 Photometry — The CIE system of physical photometry. ISO/CIE. 2023. doi:10.25039/IS0.CIE.23539.2023.
^ Wyzecki, G.; Stiles, W.S. (1982). Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae (2nd ed.). Wiley-Interscience. ISBN 0-471-02106-7.
^ «Candlepower – Definition». Merriam-Webster Dictionary. Retrieved 15 February 2015.
^ «Convocation of the General Conference on Weights and Measures (26th meeting)» (PDF). Versailles: Bureau International des Poids et Mesures. 13 November 2018. Archived from the original (PDF) on 19 September 2019. Retrieved 10 February 2019.
^ BIPM (22 March 2021). «Mise en pratique for the definition of the candela in the SI». BIPM.
^ «Hefner unit, or Hefner candle». Sizes.com. 30 May 2007. Retrieved 25 February 2009.
^ Barry N. Taylor (1992). The Metric System: The International System of Units (SI). U. S. Department of Commerce. p. 18. ISBN 0-941375-74-9. (NIST Special Publication 330, 1991 ed.)
^
Proceedings of the 9th CGPM, 1948, page 54 (French)
^ 13th CGPM Resolution 5, CR, 104 (1967), and Metrologia, 4, 43–44 (1968).
^ 16th CGPM Resolution 3, CR, 100 (1979), and Metrologia, 16, 56 (1980).
^ «Base unit definitions: Candela». The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. Retrieved 27 September 2010.
^ «Mise en pratique for the definition of the candela and associated derived units for photometric and radiometric quantities in the International System of Units (SI)» (PDF). SI Brochure Appendix 2. Bureau International des Poids et Mesures. July 2015. Retrieved 7 December 2017.
^ «The photometric base unit – the candela» (PDF). SI Brochure. Bureau International des Poids et Mesures. 7 September 2007.

Источник

Канделы, люмины, люксы, в чем разница?

Единицы физических величин в освещении (ГОСТ 8.417-81)

сила света — в Канделах или кд;

яркость – количество света, излучаемого единицей площади тела, измеряют в кд/м² или Канделах на квадратный метр;

световой поток – в люменах или Лм;

мощность света, как потока электромагнитного излучения – в ваттах (Вт);

освещенность – количество света, попавшего на единицу площади – в люксах (или Лк);

светимость – количество света, излучаемого с единицы площади – в люменах на кв. м или Лм/м².

Измерение световых характеристик

Исторически складывалось так, что только глаз в течение 200 лет, был тем самым эталонным приемником света, на основе которого и проводились все оценки и измерения силы света, яркости и освещенности.Из всей огромной оптической области излучения (10 нм — 1 мм) лишь узкая полоса спектра от 380 до 780 нм (световое излучение) может восприниматься человеческим глазом.При этом чувствительность человеческого глаза даже в рамках этого спектра неодинакова, она максимальна в зеленой области и резко спадает к фиолетовому и красному краям.

Ориентируясь на глаз, как на приемник света была введена система измерений, в которой равными принимаются такие воздействия, которые вызывают одинаковое зрительное ощущение.

Была построена функция V(), которая называется «спектральная световая эффективность». Ее графический вид представлен на рисунке 1, табличный — в таблице 2.

Рисунок 1

Из таблицы видно, что при значении 550Нм (длина волны зеленого цвета) энергоэффективность самая высокая. Физиологическое действие в 1лм одинаково во всем спектре, но его энергетическая «цена» для зеленой области составляет 1/683 Вт, для фиолетовой — 1/62 Вт, а для малино-красной — 1/6 Вт. Поэтому глазу комфортнее в зеленой области, здесь физической воздействие («давление») на него наименьшее.

Различные эксперименты давали результаты, которые показали, что на длине волны = 555 нм излучение в 1 Вт соответствует световому потоку в 676 — 688 лм. Экспериментальным путем ученые пришли к соотношению, дававшему возможность пересчитывать люмены в ватты и обратно.

Канделы

В 1979 году 16-й Генеральной Конференции по Мерам и Весам было принято определение Канделы Канде́ла (от лат. candela — свеча) — одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Кандела — сила света в данном направлении от источника монохроматического излучения с частотой 540*10 Гц, имеющего интенсивность излучения в этом направлении равную 1 / 683 Вт в телесном угле равном одному стерадиану. Частота излучения 540*10¹² Гц соответствует длине волны = 555,016 нм в воздухе при стандартных условиях, которая почти для всех целей может быть взята равной 555 нм без влияния на точность реальных измерений.

( Оно отменяло предыдущее сложное измерение, зависящее ранее от черного тела, температуры затвердевания платины (2042 К) и давления 101 325 Н/м2)

История Канделы

Измерение в «свечах» началось в 1893 году в Германии.

Наименование «свеча Хефнера», было предложено в 1884 Ф. Хефнер-Альтенеком. Эталоном при этом служила фитильная лампа специальной конструкции. В качестве горючего в ней использовался амилацетат.

Три года спустя, в 1896 году на Международным электротехническом конгрессе была принята «десятичная свеча», равная 1,12 свечи Хефнера.

В 1909 г. «десятичная свеча» была откорректирована на одну десятую — заменена «международной свечой», равной 1,11 свечи Хефнера. Международная свеча воспроизводилась не с помощью фитильной лампы, а при помощи специальных ламп накаливания

В 1948г. состоялось решение о принятии новой единицы— Канделы. Канделу привязали к световому эталону, обладающему свойствами, близкими к свойствам абсолютно чёрного тела (Планковский излучатель). В расчетах были задействованы, как писалось ранее, окись тория, платина, находящаяся при температуре отвердевания (2046,6 К), ;нормаль с 1/60 см излучающей поверхности указанного эталона.Введённая таким образом Кандела была в 1,005 раз меньше, чем международная свеча, т.е. примерно 1,104 свечи Хефнера.

Привязка Канделы к видимому человеческим глазом спектру — наиболее логичный на тот момент времени вариант. Хотя на данный момент ведутся работы над новой версией формулировки.

Использование Кандел в тех. характеристиках источников света

В Канделах, зачастую, измеряется сила света направленных источников света, например, таких как светодиод в 5мм корпусе имеющий как правило линзу от 10 до 160 градусов, если быть точнее то измерение ведется в милиКанделах 1Кд=1000мКд. Количество Кандел указывает, сколько света испускает точечный источник света в одном направлении, в котором она светит наиболее интенсивно.

Например, светодиод ARL-4008UWC , при токе 20 мА имеет диапазон яркости 1,2 – 1,6 кд;

светодиод ARL-10080PGC4-15 диаметром 10 мм имеет яркость 30-40 кд;

модель красного светодиода ARL-10603URD-150mcd имеет яркость 0,15 кд.

Сила света в Канделах типовых источников света:

Источник	Мощность, Вт	Примерная сила света, Кд
Свеча		1
Современная (2016 г) лампа накаливания	100	100
Обычный светодиод	0,015	0,005
Сверхъяркий светодиод	1	25
Сверхъяркий светодиод с коллиматором	1	1500
Современная (2016 г) люминесцентная лампа	20	100

Производные единицы от Канделы

Международная система единиц (СИ) определила набор из семи основных единиц, из которых в дальнейшем формируются все другие единицы измерения. Эти другие единицы называются производными единицами СИ, они также считаются частью стандарта.

Производные единицы могут быть выражены через основные с помощью математических операций — умножения и деления.

Через Канделы выражаются такие фотометрические единицы измерения, как Люмены и Люксы.

Люмены

Световым потоком ( Ф ) называют проходящую через данную поверхность в единицу времени световую энергию, оцениваемую по зрительному ощущению:

Ф = W / t (световой поток, испускаемого с единицы площади источника)

За единицу светового потока принят Люмен (лм). Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной Канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан.

1 лм = 1 кд • 1 ср

Количество люмен указывает, сколько света испускает точечный источник света во всех направлениях. Чем больше число люмен, тем больше света.

Телесный угол, охватывающий все пространство вокруг источника, равен 4π • ср, ибо площадь полной поверхности сферы единичного радиуса есть 4π .Соответственно, полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна Кандела, равен 4π люменам.

Для пересчета люмен в Канделы, и наоборот, можно использовать формулу:

F_v=I·2π(1-cos(α)) ,

где : F_v — световой поток; I_v — сила света; α — угол половинной яркости

Возьмём источник света и наложим на него систему координат X Y. Точка (a) – начало координат. Угол < f a h — это видимый угол свечения. Максимальная яркость света будет в точке (e) – эта точка находится прямо перпендикулярно источнику. Перемещаясь по окружности от точки (e) влево и вправо яркость будет уменьшаться. И в какой то точке (c) и точке (b) яркость будет в два раза меньше яркости точки (e). Угол < b a c — и будет называться углом половинной яркости. И чем он ближе по величине к видимому углу свечения-тем лучше. За пределами этого угла тоже есть свет, но характеристикой угла половинной яркости будет только угол < b a c.

Световой поток в Люменах различных источников света

В таблице ниже приведены сравнительные параметры в Канделах и люменах некоторых источников света, но в зависимости от конкретного экземпляра ( производитель, материалы) значения могут отличаться.

Тип источника света	Световой поток (люмен)	Сила света (Кандел)	лм/ватт
Лампа накаливания 40 Вт	415	35	10
Лампа накаливания 100 Вт	1550	1300	15
Люминесцентная лампа 40 Вт	2500	2200	60
Газоразрядная лампа 35 Вт (ксенон с учетом оптики фары)	3000	15000	90
Светодиод 6 Вт	1226	550	200

Люксы

Люкс (от лат. lux — свет) — единица измерения освещённости в системе СИ.

Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 кв м при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен.

Освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении его от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Другими словами, если 100 люменов собрать и спроецировать на 1-метровую квадратную область,освещенность области составит 100 люкс. Те же самые 100 люменов, направленные на 10 квадратных метров, дадут освещенность 10 люкс. Или, если мы возьмём источник света, подвесим его в центре комнаты и померим освещённость люксметром на расстоянии от него 1м, люксметр покажет, например, 100Лк, а на расстоянии 2м от лампочки люксметр покажет 25Лк.

Когда лучи света падают наклонно к освещаемой поверхности, освещённость уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей.

Для измерения уровня светового излучения и фактической освещенности окружающего пространства используют люксметр – специализированный электронный прибор. Он имеет спектральную характеристику, совпадающую со спектральной характеристикой глаза обычного человека.

Хотелось бы отметить, что в компании Новолампа есть спектрометр UPRTEK MK350N-PREMIUM-HANDHELD с помощью которого можно проверить верность данных по расчетной освещенности. Спектрометр учитывает, в том числе, косинусную коррекцию.

Источник

Random converter

Перевести единицы: кандела [кд] в люмен/стерадиан [лм/ср]

1 кандела [кд] = 1 люмен/стерадиан [лм/ср]

Подробнее о силе света

Яркость Луны, отражающей солнечный свет в полнолуние, приблизительно равна от 4900 до 5400 кд/кв. метр. Освещенность поверхностей предметов в таком лунном свете в безоблачную погоду равна от 0,27 до 1 люкса. Черное Море ночью. Алупка, Крым, Россия.

Общие сведения

Сила света в музеях

Сила света светильников

Распределение силы света

Измерение силы и распределения силы света

Угол половинной яркости

Сила света и мощность

Общие сведения

Сила света — это мощность светового потока внутри определенного телесного угла. То есть, сила света определяет не весь свет в пространстве, а только свет, излучаемый в определенном направлении. В зависимости от источника света, сила света уменьшается или увеличивается по мере изменения телесного угла, хотя иногда эта величина одинакова для любого угла, если источник равномерно распространяет свет. Сила света — физическое свойство света. Этим она отличается от яркости, так как во многих случаях, когда говорят о яркости, то подразумевают субъективное ощущение, а не физическую величину. Также, яркость не зависит от телесного угла, а воспринимается в общем пространстве. Один и тот же источник с неизменной силой света может восприниматься людьми как свет разной яркости, так как это восприятие зависит от окружающих условий и от индивидуального восприятия каждого человека. Также, яркость двух источников с одинаковой силой света может восприниматься по-разному, особенно если один дает рассеянный свет, а другой — направленный. В этом случае направленный источник будет казаться ярче, несмотря на то, что сила света обоих источников одинакова.

Сила света рассматривается как единица мощности, хотя она отличается от привычного понятия о мощности тем, что она зависит не только от энергии, излучаемой источником света, но и от длины световой волны. Чувствительность людей к свету зависит от длины волны и выражается функцией относительной спектральной световой эффективности. Сила света зависит от световой эффективности, которая достигает максимума для света с длиной волны в 550 нанометров. Это — зеленый цвет. Глаз менее чувствителен к свету с большей или меньшей длиной волны.

Сила света одной свечи примерно равна одной канделе

В системе СИ сила света измеряется в канде́лах (кд). Одна кандела приблизительно равна силе света, излучаемого одной свечой. Иногда также используются устаревшая единица, свеча (или международная свеча), хотя в большинстве случаев эта единица заменена канделами. Одна свеча примерно равна одной канделе.

Диаграмма силы света

Если измерять силу света, используя плоскость, которая показывает распространение света, как на иллюстрации, то видно, что величина силы света зависит от направления на источник света. Например, если принять направление максимального излучения светодиодной лампы за 0°, то измеренная сила света в направлении 180° будет намного ниже, чем для 0°. Для рассеянных источников величина силы света для 0° и 180° не будет сильно отличаться, а возможно будет одинаковой.

На иллюстрации свет, распространяемый двумя источниками, красным и желтым, охватывают равную площадь. Желтый свет — рассеянный, подобно свету свечи. Его сила — примерно 100 кд, независимо от направления. Красный — наоборот, направленный. В направлении 0°, там, где излучение максимально, его сила равна 225 кд, но эта величина быстро уменьшается при отклонениях от 0°. Например, сила света равна 125 кд при направлении на источник 30° и всего 50 кд при направлении 80°.

Сила света в музеях

Сотрудники музеев измеряют силу света в музейных помещениях, чтобы определить оптимальные условия, позволяющие посетителям рассмотреть выставленные работы, и в то же время, обеспечить щадящий свет, наносящий как можно меньше вреда музейным экспонатам. Музейные экспонаты, содержащие целлюлозу и красители, особенно из натуральных материалов, портятся от продолжительного воздействия света. Целлюлоза обеспечивает прочность изделий из ткани, бумаги и дерева; часто в музеях встречается много экспонатов именно из этих материалов, поэтому свет в экспозиционных залах представляет большую опасность. Чем сильнее сила света, тем больше портятся музейные экспонаты. Кроме разрушения, свет также обесцвечивает материалы с целлюлозой, такие как бумага и ткани, или вызывает их пожелтение. Иногда бумага или холст, на которых написаны картины, портятся и разрушаются быстрее, чем краска. Это особенно проблематично, так как краски на картине восстановить проще, чем основу.

Париж, Версаль

Вред, наносимый музейным экспонатам, зависит от длины световой волны. Так, например, свет в оранжевом спектре наименее вреден, а синий свет — самый опасный. То есть, свет с большей длиной волны безопаснее, чем свет с более короткими волнами. Многие музеи используют эту информацию и контролируют не только общее количество света, но и ограничивают синий свет, используя светло-оранжевые фильтры. При этом стараются выбирать фильтры настолько светлые, что они хоть и фильтруют синий свет, но позволяют посетителям в полной мере насладиться работами, выставленными в экспозиционном зале.

Важно не забывать, что экспонаты портятся не только от света. Поэтому трудно предсказать, основываясь только на силе света, как быстро происходит разрушение материалов, из которых они сделаны. Для долгосрочного хранения в музейных помещениях необходимо не только использовать слабое освещение, но и поддерживать низкую влажность, а также низкое количество кислорода в воздухе, по крайней мере, внутри выставочных витрин.

Табличка, запрещающая фотографирование со вспышкой

В музеях, где запрещают фотографировать со вспышкой, часто ссылаются именно на вред света для музейных экспонатов, особенно ультрафиолетового. Это практически необоснованно. Так же как и ограничение всего спектра видимого света намного менее эффективно, по сравнению с ограничением синего света, так и запрет на вспышки мало влияет на степень повреждения экспонатов светом. Во время экспериментов исследователи заметили небольшие повреждения на акварели, вызванные профессиональной студийной вспышкой только после более миллиона вспышек. Вспышка каждые четыре секунды на расстоянии 120 сантиметров от экспоната практически равносильна свету, который обычно бывает в экспозиционных залах, где контролируют количество света и фильтруют синий свет. Те, кто фотографируют в музеях, редко используют такие мощные вспышки, так как большинство посетителей — не профессиональные фотографы, и фотографируют на телефоны и компактные камеры. Каждые четыре секунды вспышки в залах работают редко. Вред от испускаемых вспышкой ультрафиолетовых лучей также в большинстве случаев невелик.

Сила света светильников

Свойства светильников принято описывать с помощью силы света, которая отличается от светового потока — величины, определяющей общее количество света, и показывающей насколько ярок этот источник в общем. Силу света удобно использовать для определения световых свойств светильников, например, светодиодных. При их покупке информация о силе света помогает определить с какой силой и в каком направлении будет распространяться свет, и подходит ли такой светильник покупателю.

Диаграмма распределения силы света

Распределение силы света

Кроме самой силы света, понять, как будет вести себя лампа, помогают кривые распределения силы света. Такие диаграммы углового распределения силы света представляют собой замкнутые кривые на плоскости или в пространстве, в зависимости от симметрии лампы. Они охватывают всю область распространения света этой лампы. На диаграмме видно величину силы света в зависимости от направления ее измерения. График обычно строят либо в полярной, либо в прямоугольной системе координат, в зависимости от того, для какого источника света строится график. Его часто помещают на упаковке ламп, чтобы помочь покупателю представить, как будет себя вести лампа. Эти сведения важны дизайнерам и светотехникам, особенно тем, кто работает в области кинематографа, театра, и организации выставок и представлений. Распределение силы света также влияет на безопасность во время вождения, поэтому инженеры, разрабатывающие освещение для транспортных средств, используют кривые распределения силы света. Им необходимо соблюдать строгие правила, регулирующие распределение силы света в фарах, чтобы обеспечить максимальную безопасность на дорогах.

Пример на рисунке — в полярной системе координат. A — центр источника света, откуда свет распространяется в разные стороны, B — сила света в канделах, и C — угол измерения направления света, причем 0° — направление максимальной силы света источника.

Измерение силы и распределения силы света

Силу света и ее распределение измеряют специальными приборами, гониофотометрами и гониометрами. Существует несколько типов этих приборов, например с подвижным зеркалом, что позволяет измерять силу света под разными углами. Иногда вместо зеркала двигается сам источник света. Обычно эти устройства большие, с расстоянием между лампой и сенсором, измеряющем силу света, достигающим 25 метров. Некоторые устройства состоят из сферы с измерительным прибором, зеркалом и лампой внутри. Не все гониофотметры — большие, бывают и маленькие, которые двигаются вокруг источника света во время измерения. При покупке гониофотометра решающую роль, кроме прочих показателей, играют его цена, размер, мощность, и максимальный размер источника света, который он может измерить.

Угол половинной яркости

Сила света, угол половинной яркости

Угол половинной яркости, иногда также называемый углом свечения — одна из величин, помогающих описать источник света. Этот угол показывает, насколько направлен или рассеян источник света. Его определяют как угол светового конуса, при котором сила света источника равна половине его максимальной силы. В примере на рисунке максимальная сила света источника — 200 кд. Попробуем определить с помощью этого графика угол половинной яркости. Половина силы света источника равна 100 кд. Угол, при котором сила света луча достигает 100 кд., то есть угол половинной яркости, равен на графике 60+60=120° (половина угла изображена желтым цветом). Для двух источников света с одинаковым общим количеством света, более узкий угол половинной яркости означает, что его сила света больше, по сравнению со вторым источником, для углов между 0° и углом половинной яркости. То есть, у направленных источников — более узкий угол половинной яркости.

Маска для подводного плавания Liquid Image с прикрепленными подводными фонарями

Преимущества есть и у широких, и у узких углов половинной яркости, и какой из них следует предпочесть — зависит от области применения этого источника света. Так, например, для подводного плавания стоит выбрать фонарь с узким углом половинной яркости, если в воде хорошая видимость. Если же видимость плохая, то не имеет смысла использовать такой фонарь, так как он только напрасно тратит энергию. В этом случае лучше подойдет фонарь с широким углом половинной яркости, который хорошо рассеивает свет. Также такой фонарь поможет во время фото и видео съемки, потому что он освещает более широкое пространство перед камерой. В некоторых фонарях для ныряния можно вручную настроить угол половинной яркости, что удобно, так как ныряльщики не всегда могут предвидеть, какая будет видимость там, где они ныряют.

Сила света и мощность

Матрица светодиодов 5050. Световой поток одного такого светодиода равен 16 лм.

В светодиодах сила света обычно соответствует потребляемой светодиодом мощности. Так, чем выше сила света, тем больше энергии он потребляет. Следует помнить, что чем больше потребление энергии, тем быстрее приходится заменять батарейки, если светодиод работает на батареях. Поэтому стоит выбирать лампы с такой силой света, которая необходима, но не больше, чем нужно.

Литература

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Фотометрия — свет

Фотометрия — раздел физики, изучающий количественные измерения энергетических характеристик электромагнитного излучения светового диапазона.

В отличие от оптической радиометрии, которая является совокупностью методов измерения абсолютной мощности излучаемой электромагнитной энергии (в том числе и световой), в фотометрии измерения выполняются в диапазоне спектра, аналогичном диапазону видимости человеческого глаза.

Конвертер силы света

Сила света — физическая величина, характеризующая величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени. Сила света количественно равна отношению светового потока, распространяющегося внутри элементарного телесного угла, к этому углу.

Единица измерения СИ: кандела (кд). Кандела — единица силы света, одна из семи основных единиц международной системы единиц (СИ). Кандела определяется как сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 терагерц (или длиной волны 555 нанометров), энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Сила света одной свечи приблизительно равна одной канделе.

Использование конвертера «Конвертер силы света»

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.
Примечание. В связи с ограниченной точностью преобразования возможны ошибки округления. В этом конвертере целые числа считаются точными до 15 знаков, а максимальное количество цифр после десятичной запятой или точки равно 10.

Для представления очень больших и очень малых чисел в этом калькуляторе используется компьютерная экспоненциальная запись, являющаяся альтернативной формой нормализованной экспоненциальной (научной) записи, в которой числа записываются в форме a · 10^x. Например: 1 103 000 = 1,103 · 10⁶ = 1,103E+6. Здесь E (сокращение от exponent) — означает «· 10^», то есть «…умножить на десять в степени…». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.

Выберите единицу, с которой выполняется преобразование, из левого списка единиц измерения.
Выберите единицу, в которую выполняется преобразование, из правого списка единиц измерения.
Введите число (например, «15») в поле «Исходная величина».
Результат сразу появится в поле «Результат» и в поле «Преобразованная величина».
Можно также ввести число в правое поле «Преобразованная величина» и считать результат преобразования в полях «Исходная величина» и «Результат».

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.com на YouTube

Источник

ЛЮКСЫ ЛЮМЕНЫ КАНДЕЛЫ

Раз уж мы имеем дело со светом — не мешало бы научится мерить его силу, что бы понимать насколько ярко светит собранный нами светильник, и с чем эту яркость можно было бы сравнить. В большинстве статей в качестве примера будет приводится обычная лампа накаливания 100Вт. Такая лампа является Ламбертовским источником света, имеет силу света — 100 Кандел (100 Свечей) и световой поток около 1500 Люмен (примерно 15 Люмен на Ватт). Разберёмся по порядку!

Люмены – Канделы –Люксы

У светодиодов, особенно мощных, часто указывается тип распределения света. Как правило это Ламбертовская диаграмма. Дальше мы ее и будем рассматривать как самую распространенную. Что этот термин обозначает? «Ламбертовский» светодиод светит во все стороны одинаково, независимо от направления. Если бы светодиод был шариком, он бы во все стороны светил одинаково — вот суть диаграммы Ламберта. Что бы было понятно — солнце — это ламбертиановский источник. Обычная лампочка на 100Вт – это тоже Ламбертовский источник света — поверхность излучающая свет во все стороны равномерно. Идём дальше!

Угол половинной яркости

Возьмём светодиод и наложим на него систему координат X Y. Точка (a) – начало координат. Угол < f a h — это видимый угол свечения. Максимальная яркость света у светодиода будет в точке (e) – эта точка находится прямо перпендикулярно кристаллу светодиода. Перемещаясь по окружности от точки (e) влево и вправо яркость будет уменьшаться. И в какой то точке (c) и точке (b)
яркость будет в два раза меньше яркости точки (e). Угол < b a c — и будет называться углом половинной яркости. И чем он ближе по величине к видимому углу свечения – тем лучше. За пределами этого угла тоже есть свет, но характеристикой угла половинной яркости будет только угол < b a c.

Буквально на пальцах и разными языками попробуем понять различие и отношение между Люменами и Канделами.

На языке математики!

Кандела

Силой света ( I ) (Кандела кд) называют световой поток Ф, рассчитанный на телесный угол, равный стерадиану, т. е. отношение светового потока Ф, заключенного внутри телесного угла W, к этому углу:

I = Ф / W

Т.е. – это тот поток, который идет по определенному направлению или падает на определенную площадку.

Телесный угол W равен отношению площади поверхности s, вырезанной на сфере конусом с вершиной в точке S, к квадрату радиуса r сферы: W = s / r²

Если s = r², то телесный угол равен единице и называется стерадианом (ср)

Телесный угол, охватывающий все пространство вокруг источника, равен 4π • ср, ибо площадь полной поверхности сферы единичного радиуса есть 4π .

В канделах измеряется сила света направленных источников света, например, таких как светодиод в 5мм корпусе имеющий как правило линзу от 10 до 160 градусов, если быть точнее то в миликанделах 1Кд=1000мКд. У мощных светодиодов измерение в канделах не приветствуется. Всё по тому, что мощные светодиоды имеют Ламбертовскому диаграмму и оцениваются количеством светового потока измеряемого в Люменах.

Люмен

Световым потоком ( Ф ) называют проходящую через данную поверхность в единицу времени световую энергию, оцениваемую по зрительному ощущению:

Ф = W / t (световой поток, испускаемого с единицы площади источника)

За единицу светового потока принят Люмен (обозначается лм). Люмен есть световой поток, испускаемый точечным источником, сила света которого равна 1 кд, внутри единичного телесного угла (т. е. угла, равного 1 ср).

1 лм = 1 кд • 1 ср

Ф = I • W

На «пальцах» это выглядит так. Вот у нас есть бочка и литровая банка (представим что бочка и банка это два разных телесных угла: бочка – это будет большой угол, а банка угол поменьше). Обе эти ёмкости наполнены водой. Затем мы берём одинаковое количество сахара(сахар будет люменами) и засыпаем в каждую из этих ёмкостей равное количество сахара например по 1кг сахара. Засыпали и размешали. В бочке — (в первом телесном угле) получилась не сильно сладкая вода, т.к. весь сахар рассредоточился по всему большому объёму воды в бочке или можно сказать что люмены рассредоточились по всему телесному углу, а в литровой банке (второй телесный угол) вода сладкая до безобразия, там тоже эти воображаемые люмены рассредоточились, но плотнее чем в бочке. Так вот! В этой аналогии концентрация сахара в бочке и банке и есть наши Канделы т.е. сила света. Чем больше телесный угол тем меньше сила света (Кд) при одинаковом световом потоке(Лм), потому что люмены как бы рассредоточиваются по всему этому телесному углу. Чем больше ёмкость с водой, тем менее сладкой получалось бы вода при одинаковом количестве сахара.

Теперь когда мы знаем что такое Люмены и Канделы можно перейти и к Люксам.

Люкс

Единицей измерения освещённости служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр)

E=Ф/σ

Освещенность 1 лк
получается на поверхности сферы радиуса 1 м, если в центре сферы помещен точечный источник, сила света которого равна 1 кд.

При чём освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении его от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Другими словами если мы возьмём обычную лампу накаливания подвесим её в центре комнаты и померим освещённость люксметром на расстоянии от неё 1м люксметр покажет к примеру 100Лк а на расстоянии 2м от лампочки люксметр покажет 25Лк. Когда же лучи света падают наклонно к освещаемой поверхности, освещённость уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей.

Люкс (от лат. lux — свет)

Типичная освещённость.

Прямые солнечные лучи в полдень 100 000 Лк

В светлой комнате 150 Лк

На рабочем столе для тонких работ 300 Лк

От полной луны 0,2 Лк

Источник