Конвертор на светлина
Светлина и Фотометрия — От Кандела до Лумен
Овладейте фотометричните единици в 5 категории: осветеност (лукс), яркост (нит), интензитет на светлината (кандела), светлинен поток (лумен) и експозиция. Разберете разликата между светлина ВЪРХУ повърхности и ОТ повърхности.
Основи на Фотометрията
Пет физически величини
Фотометрията измерва 5 РАЗЛИЧНИ неща! Осветеност: светлина, падаща ВЪРХУ повърхност (лукс). Яркост: светлина ОТ повърхност (нит). Интензитет: сила на източника (кандела). Поток: общо излъчване (лумен). Експозиция: светлина x време. Не могат да се смесват!
- Осветеност: лукс (светлина ВЪРХУ)
- Яркост: нит (светлина ОТ)
- Интензитет: кандела (източник)
- Поток: лумен (общо)
- Експозиция: лукс-секунда (време)
Осветеност (Лукс)
Светлина, падаща ВЪРХУ повърхност. Единици: лукс (lx) = лумен на квадратен метър. Слънчева светлина: 100 000 лукса. Офис: 500 лукса. Лунна светлина: 0,1 лукса. Измерва колко ярка изглежда повърхността, когато е осветена.
- лукс = lm/m² (лумен/площ)
- Слънчева светлина: 100 000 lx
- Офис: 300-500 lx
- Не може да се преобразува в нит!
Яркост (Нит)
Светлина, идваща ОТ повърхност (излъчена или отразена). Единици: нит = кандела на квадратен метър. Екран на телефон: 500 нита. Лаптоп: 300 нита. Различно от осветеност! Измерва яркостта на самата повърхност.
- нит = cd/m²
- Телефон: 400-800 нита
- Лаптоп: 200-400 нита
- Различно от осветеност!
- 5 различни физически величини - не могат да се смесват!
- Осветеност (лукс): светлина ВЪРХУ повърхност
- Яркост (нит): светлина ОТ повърхност
- Интензитет (кандела): сила на източника в посока
- Поток (лумен): обща излъчена светлина
- Преобразувайте само в рамките на същата категория!
Обяснение на петте категории
Осветеност (Светлина ВЪРХУ)
Светлина, падаща ВЪРХУ повърхност. Измерва колко светлина попада върху дадена площ. Основна единица: лукс (lx). 1 лукс = 1 лумен на квадратен метър. Фут-кандела (fc) = 10,76 лукса. Използва се за дизайн на осветление.
- лукс (lx): единица от SI
- фут-кандела (fc): имперска
- фот (ph): CGS (10 000 lx)
- Измерва получената светлина
Яркост (Светлина ОТ)
Светлина, излъчена или отразена ОТ повърхност. Яркостта, която виждате. Основна единица: нит = кандела/м². Стилб = 10 000 нита. Ламберт, фут-ламберт са исторически единици. Използва се за дисплеи, екрани.
- нит (cd/m²): модерна
- стилб: 10 000 нита
- ламберт: 3 183 нита
- фут-ламберт: 3,43 нита
Интензитет, Поток, Експозиция
Интензитет (кандела): сила на източника в посока. Основна единица от SI! Поток (лумен): общо излъчване във всички посоки. Експозиция (лукс-секунда): осветеност във времето за фотография.
- кандела (cd): основна от SI
- лумен (lm): общо излъчване
- лукс-секунда: експозиция
- Всички са различни величини!
Физика на измерването на светлината
Закон за обратните квадрати
Интензитетът на светлината намалява с квадрата на разстоянието. Осветеност E = Интензитет I / разстояние² (r²). Двойно разстояние = 1/4 яркост. 1 кандела на 1 метър = 1 лукс. На 2 метра = 0,25 лукса.
- E = I / r²
- Двойно разстояние = 1/4 светлина
- 1 cd на 1м = 1 lx
- 1 cd на 2м = 0,25 lx
От Поток към Осветеност
Светлинен поток, разпределен върху площ. E (лукс) = Поток (лумен) / Площ (м²). 1000 лумена върху 1 м² = 1000 лукса. Върху 10 м² = 100 лукса. По-голяма площ = по-малка осветеност.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 м² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 м² = 100 lx
- Площта има значение!
Яркост и Отражателна способност
Яркост = осветеност x отражателна способност / π. Бяла стена (90% отражателна способност): висока яркост. Черна повърхност (10% отражателна способност): ниска яркост. Еднаква осветеност, различна яркост! Зависи от повърхността.
- L = E × ρ / π
- Бяло: висока яркост
- Черно: ниска яркост
- Повърхността има значение!
Стандарти за ниво на светлина
| Условие | Осветеност (лукс) | Бележки |
|---|---|---|
| Звездна светлина | 0.0001 | Най-тъмната естествена светлина |
| Лунна светлина (пълна) | 0.1 - 1 | Ясна нощ |
| Улично осветление | 10 - 20 | Типично градско |
| Всекидневна | 50 - 150 | Уютен дом |
| Работно място в офис | 300 - 500 | Стандартно изискване |
| Търговски магазин | 500 - 1000 | Ярък дисплей |
| Операционна зала | 10,000 - 100,000 | Хирургическа прецизност |
| Пряка слънчева светлина | 100,000 | Ярък ден |
| Пълна дневна светлина | 10,000 - 25,000 | От облачно до слънчево |
Яркост на дисплея (Яркост)
| Устройство | Типична (нита) | Максимална (нита) |
|---|---|---|
| Електронен четец (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Екран на лаптоп | 200-300 | 400 |
| Монитор на настолен компютър | 250-350 | 500 |
| Смартфон | 400-600 | 800-1200 |
| HDR телевизор | 400-600 | 1000-2000 |
| Кинопроектор | 48-80 | 150 |
| Външен LED дисплей | 5000 | 10,000+ |
Приложения в реалния свят
Дизайн на осветление
Офис: 300-500 лукса. Търговски обект: 500-1000 лукса. Хирургия: 10 000+ лукса. Строителните норми определят изискванията за осветеност. Твърде ниска: напрежение в очите. Твърде висока: отблясъци, загуба на енергия. Правилното осветление е критично!
- Офис: 300-500 lx
- Търговски обект: 500-1000 lx
- Хирургия: 10 000+ lx
- Прилагат се строителни норми
Технология на дисплеите
Екрани на телефони/таблети: 400-800 нита типично. Лаптопи: 200-400 нита. HDR телевизори: 1000+ нита. Външни дисплеи: 2000+ нита за видимост. Яркостта определя четливостта при ярки условия.
- Телефони: 400-800 нита
- Лаптопи: 200-400 нита
- HDR телевизор: 1000+ нита
- Външни: 2000+ нита
Фотография
Експозиция на камерата = осветеност x време. Лукс-секунди или лукс-часове. Светломерите измерват луксове. Правилната експозиция е критична за качеството на изображението. EV (експозиционна стойност) е свързана с лукс-секунди.
- Експозиция = лукс x време
- Светломери: лукс
- лукс-секунда: фотографска единица
- EV е свързана с експозицията
Бърза математика
Обратни квадрати
Осветеността намалява с разстоянието². 1 кд на 1м = 1 лк. На 2м = 0,25 лк (1/4). На 3м = 0,11 лк (1/9). Бързо: разделете на квадрата на разстоянието!
- E = I / r²
- 1м: разделете на 1
- 2м: разделете на 4
- 3м: разделете на 9
Разпределение по площ
Поток върху площ. Крушка 1000 лм. На 1 м разстояние се разпределя върху повърхност на сфера от 12,6 м². 1000 / 12,6 = 79 лукса. По-голяма сфера = по-малко луксове.
- Площ на сфера = 4πr²
- 1м: 12,6 м²
- 2м: 50,3 м²
- Поток / площ = осветеност
Лукс към Фут-Кандела
1 фут-кандела = 10,764 лукса. Бързо: fc x 10 ≈ лукс. Или: лукс / 10 ≈ fc. Достатъчно близо за оценки!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ лукс
- лукс / 10 ≈ fc
- Бърза оценка
Как работят преобразуванията
- Стъпка 1: Проверете категорията
- Стъпка 2: Преобразувайте само в рамките на категорията
- Осветеност: лукс, fc, фот
- Яркост: нит, ламберт, fL
- НИКОГА не пресичайте категории!
Често срещани преобразувания (в рамките на категориите)
| От | Към | Фактор | Пример |
|---|---|---|---|
| лукс | фут-кандела | 0.0929 | 100 lx = 9,29 fc |
| фут-кандела | лукс | 10.764 | 10 fc = 107,6 lx |
| фот | лукс | 10,000 | 1 ph = 10 000 lx |
| нит (cd/m²) | фут-ламберт | 0.2919 | 100 nit = 29,2 fL |
| фут-ламберт | нит | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| стилб | нит | 10,000 | 1 sb = 10 000 nit |
| ламберт | нит | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| лумен | ват@555нм | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Бързи примери
Решени задачи
Офис осветление
Офисът се нуждае от 400 лукса. LED крушките произвеждат по 800 лумена всяка. Стаята е 5м x 4м (20 м²). Колко крушки са необходими?
Общо необходими лумени = 400 lx x 20 м² = 8 000 lm. Необходими крушки = 8 000 / 800 = 10 крушки. Това предполага равномерно разпределение и липса на загуби.
Разстояние на фенерче
Фенерче има интензитет 1000 кандели. Каква е осветеността на 5 метра?
E = I / r². E = 1000 cd / (5м)² = 1000 / 25 = 40 лукса. Закон за обратните квадрати: двойно разстояние = 1/4 светлина.
Яркост на екрана
Екранът на лаптоп е 300 нита. Преобразувайте в фут-ламберти?
1 нит = 0,2919 фут-ламберта. 300 нита x 0,2919 = 87,6 fL. Историческият стандарт за киносалони е бил 16 fL, така че лаптопът е 5,5 пъти по-ярък!
Често срещани грешки
- **Смесване на категории**: Не можете да преобразувате лукс в нит! Различни физически величини. Лукс = светлина ВЪРХУ повърхност. Нит = светлина ОТ повърхност. Нуждаете се от отражателна способност, за да ги свържете.
- **Забравяне на обратния квадрат**: Светлината намалява с КВАДРАТА на разстоянието, а не линейно. 2х разстояние = 1/4 яркост, не 1/2!
- **Объркване на лумен и лукс**: Лумен = общо излъчване (всички посоки). Лукс = излъчване на площ (една посока). 1000 lm крушка НЕ произвежда 1000 лукса!
- **Игнориране на отражателната способност**: Бяла стена срещу черна стена под еднаква осветеност имат коренно различна яркост. Повърхността има значение!
- **Кандела срещу свещна сила**: 1 кандела ≠ 1 свещна сила. Пентанова свещ = 10 кандели. Историческите единици са варирали!
- **Единици за яркост на дисплея**: Производителите смесват нитове, cd/m² и % яркост. Винаги проверявайте действителните нитове за сравнение.
Любопитни факти
Канделата е основна единица от SI
Канделата е една от 7-те основни единици от SI (заедно с метър, килограм, секунда, ампер, келвин, мол). Дефинира се като интензитет на светлината на източник, излъчващ светлина с честота 540 THz с лъчиста интензивност 1/683 вата на стерадиан. Единствената единица, базирана на човешкото възприятие!
Луменът се дефинира от Канделата
1 лумен = светлината от източник с 1 кандела върху 1 стерадиан пространствен ъгъл. Тъй като сферата има 4π стерадиана, изотропен източник от 1 кандела излъчва общо 4π ≈ 12,57 лумена. Луменът е производна, канделата е фундаментална!
555 nm е пиковата чувствителност
Човешкото око е най-чувствително към 555 nm (зелено-жълто). 1 ват светлина с дължина на вълната 555 nm = 683 лумена (максимално възможното). Червена или синя светлина: по-малко лумени на ват. Затова нощното виждане е зелено!
HDR дисплеи = 1000+ нита
Стандартни дисплеи: 200-400 нита. HDR (High Dynamic Range): 1000+ нита. Някои достигат 2000-4000 нита! Отражение на слънцето: 5000+ нита. HDR имитира реалния диапазон на яркост за зашеметяващи изображения.
Фут-Кандела от истински свещи
1 фут-кандела = осветеността на 1 фут разстояние от източник с 1 кандела. Първоначално от истинска свещ на разстояние 1 фут! = 10,764 лукса. Все още се използва в американските норми за осветление.
Стандарт за яркост в киното
Кинопроекторите се калибрират на 14-16 фут-ламберта (48-55 нита). Изглежда слабо в сравнение с телевизор/телефон! Но в тъмен киносалон създава подходящ контраст. Домашните проектори често са над 100 нита заради околната светлина.
Еволюцията на измерването на светлината: от свещи до квантови стандарти
Древни източници на светлина (преди 1800 г.)
Преди научната фотометрия хората са разчитали на естествените светлинни цикли и примитивни изкуствени източници. Маслени лампи, свещи и факли са осигурявали непостоянно осветление, измервано само чрез сравнение.
- Свещите като стандарти: свещи от лой, пчелен восък и спермацет са използвани като груби референции
- Без количествени измервания: светлината е описвана качествено („ярко като ден“, „слабо като лунна светлина“)
- Регионални вариации: всяка култура е разработила свои собствени стандарти за свещи без международно споразумение
- Ограничение на откритията: липса на разбиране за светлината като електромагнитно излъчване или фотони
Раждането на научната фотометрия (1800-1900)
19-ти век донася систематични опити за стандартизиране на измерването на светлината, водени от възприемането на газовото осветление и ранното електрическо осветление.
- 1799 г. - Фотометърът на Ръмфорд: Бенджамин Томпсън (граф Ръмфорд) изобретява фотометър със сенки за сравняване на светлинни източници
- 1860-те - Появяват се стандарти за свещи: спермацетова свещ (китова мас), лампа на Карсел (растително масло), лампа на Хефнер (амилов ацетат) се конкурират като референции
- 1881 г. - Стандартът на Виол: Жул Виол предлага платината при точката си на замръзване (1769°C) като стандарт за светлина - 1 квадратен сантиметър излъчва 1 Виол
- 1896 г. - Свещта на Хефнер: германски стандарт, използващ контролиран пламък от амилов ацетат, използван до 1940-те (0,903 съвременни кандели)
Международна стандартизация (1900-1948)
Усилията в началото на 20-ти век обединяват конкурентни национални стандарти в Международната свещ, предшественик на съвременната кандела.
- 1909 г. - Международна свещ: споразумение между Франция, Великобритания и САЩ определя стандарта като 1/20 от излъчването на платинено абсолютно черно тяло при точката на замръзване
- 1921 г. - Предложена е единицата Бугер: базирана на платиновия стандарт, приблизително равна на съвременната кандела
- 1930-те - Пентанов стандарт: някои страни използват стандартизирана пентанова лампа вместо платина
- 1940-те - Войната нарушава стандартите: Втората световна война подчертава нуждата от универсално, възпроизводимо измерване, независимо от артефакти
Канделата става основна единица на SI (1948-1979)
Следвоенното международно сътрудничество утвърждава канделата като седмата основна единица на SI, първоначално определена чрез излъчване на платинено абсолютно черно тяло.
1948 Definition: 1948 г. (9-та ГКМВ): Канделата е определена като интензитет на светлината на 1/600 000 м² платина при точката на замръзване. За първи път „кандела“ официално заменя „свещ“. Установява фотометрията в рамките на SI заедно с метър, килограм, секунда, ампер, келвин и мол.
Challenges:
- Зависимост от платината: изисква прецизен контрол на чистотата и температурата на платината (1769°C)
- Трудна реализация: малко лаборатории могат да поддържат апаратура за точката на замръзване на платина
- Спектрална чувствителност: дефиницията се основава на фотопичното зрение (крива на чувствителност на човешкото око)
- Еволюция на терминологията: „нит“ е неофициално приет за cd/m² през 1967 г., въпреки че не е официален термин на SI
Квантова революция: свързване на светлината с фундаментални константи (1979-досега)
Преопределянето от 1979 г. освобождава канделата от материални артефакти, като я свързва с вата чрез чувствителността на човешкото око при определена дължина на вълната.
1979 Breakthrough: 16-та ГКМВ преопределя канделата въз основа на монохроматично излъчване: „Интензитетът на светлината в дадена посока на източник, който излъчва монохроматично лъчение с честота 540 × 10¹² Hz (555 nm, пикова чувствителност на човешкото око) и има лъчиста интензивност 1/683 вата на стерадиан.“ Това прави 683 лумена точно равни на 1 ват при 555 nm.
Advantages:
- Фундаментална константа: свързана с вата (единица за мощност в SI) и функцията на фотопичната яркост на човека
- Възпроизводимост: всяка лаборатория може да реализира канделата с помощта на лазер и калибриран детектор
- Без артефакти: не са необходими платина, точки на замръзване или физически стандарти
- Прецизност на дължината на вълната: 555 nm е избран като пик на фотопичното зрение (където окото е най-чувствително)
- Числото 683: избрано, за да се запази приемствеността с предишната дефиниция на кандела
Modern Impact:
- Калибриране на светодиоди: критично за стандартите за енергийна ефективност (оценки лумени на ват)
- Технология на дисплеите: стандартите HDR (нитове) се основават на прецизна дефиниция на кандела
- Норми за осветление: изискванията на сградите (нива на лукс) са проследими до квантовия стандарт
- Астрономия: измерванията на звездната светимост са свързани с фундаменталната физика
Технологични революции в осветлението (1980-те-досега)
Съвременната осветителна технология е преобразила начина, по който създаваме, измерваме и използваме светлината, правейки фотометричната прецизност по-важна от всякога.
Ерата на светодиодите (2000-те-2010-те)
Светодиодите направиха революция в осветлението със 100+ лумена/ват (спрямо 15 lm/W за лампите с нажежаема жичка). Енергийните етикети вече изискват точни оценки на лумените. Индексът на цветопредаване (CRI) и цветната температура (Келвин) стават потребителски спецификации.
Технология на дисплеите (2010-те-досега)
HDR дисплеите достигат 1000-2000 нита. OLED контрол на ниво пиксел. Стандарти като HDR10, Dolby Vision изискват прецизни спецификации за яркост. Видимостта на смартфоните на открито води до пикова яркост от 1200+ нита. Киното поддържа 48 нита за подходящ контраст.
Интелигентно осветление и дизайн, ориентиран към човека (2020-те)
Изследванията на циркадния ритъм водят до регулируемо осветление (регулиране на CCT). Луксметри в смартфоните. Строителните норми определят осветеност за здраве/производителност. Фотометрията е централна за дизайна за благополучие.
- Единствената единица на SI, базирана на човешкото възприятие: канделата уникално включва биологията (чувствителността на очите) в дефиницията си по физика
- От свещи до кванти: пътуване от груби восъчни пръчки до дефинирани с лазер стандарти за 200 години
- Все още се развива: технологията на светодиодите и дисплеите продължава да движи фотометричните иновации
- Практическо въздействие: яркостта на екрана на телефона ви, офис осветлението и фаровете на колата ви се основават на 683 лумена = 1 ват при 555 nm
- Бъдеще: потенциално по-нататъшно усъвършенстване, докато разбираме по-добре науката за зрението, но настоящата дефиниция е забележително стабилна от 1979 г.
Професионални съвети
- **Първо проверете категорията**: Винаги потвърждавайте, че преобразувате в рамките на същата категория. Лукс към fc: ОК. Лукс към нит: ГРЕШНО!
- **Бърз обратен квадрат**: Разстояние x2 = яркост /4. Разстояние x3 = яркост /9. Бърза мислена математика!
- **Лумен ≠ Лукс**: 1000 лумена крушка, разпределена върху 1 м² = 1000 лукса. Върху 10 м² = 100 лукса. Площта има значение!
- **Бърза фут-кандела**: fc x 10 ≈ лукс. Достатъчно близо за груби оценки. Точно: fc x 10,764 = лукс.
- **Сравнение на дисплеи**: Винаги използвайте нитове (cd/m²). Игнорирайте спецификациите за % яркост. Само нитовете са обективни.
- **Оценка на осветлението в стаята**: 300-500 лукса е типично за офис. Общо необходими лумени = лукс x площ (м²). След това разделете на лумени на крушка.
- **Автоматична научна нотация**: Стойности ≥ 1 милион или < 0,000001 автоматично се показват в научна нотация (напр. 1.0e+6) за четливост!
Пълен фотометричен справочник
Осветеност
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Единица | Символ | Бележки и приложения |
|---|---|---|
| лукс | lx | Единица от SI за осветеност. 1 lx = 1 lm/m². Офис: 300-500 лукса. Слънчева светлина: 100 000 лукса. |
| килолукс | klx | 1000 лукса. Ярки външни условия. Диапазони на пряка слънчева светлина. |
| милилукс | mlx | 0,001 лукса. Условия на ниска осветеност. Нива на здрач. |
| микролукс | µlx | 0,000001 лукса. Много тъмни условия. Нива на звездна светлина. |
| фут-кандела | fc | Имперска осветеност. 1 fc = 10,764 лукса. Все още се използва в американските норми. |
| фот | ph | Единица от CGS. 1 ph = 10 000 лукса = 1 lm/cm². Рядко се използва сега. |
| нокс | nx | 0,001 лукса. Нощно осветление. От латински „нощ“. |
| лумен на квадратен метър | lm/m² | Същото като лукс. Пряка дефиниция: 1 lm/m² = 1 лукс. |
| лумен на квадратен сантиметър | lm/cm² | Същото като фот. 1 lm/cm² = 10 000 лукса. |
| лумен на квадратен фут | lm/ft² | Същото като фут-кандела. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 лукса. |
Яркост
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Единица | Символ | Бележки и приложения |
|---|---|---|
| кандела на квадратен метър (нит) | cd/m² | Модерна единица за яркост = нит. Дисплеите се оценяват в нитове. Телефон: 500 нита. |
| нит | nt | Общоприето име за cd/m². Стандарт за яркост на дисплея. HDR: 1000+ нита. |
| стилб | sb | 1 cd/cm² = 10 000 нита. Много ярко. Рядко се използва сега. |
| кандела на квадратен сантиметър | cd/cm² | Същото като стилб. 1 cd/cm² = 10 000 cd/m². |
| кандела на квадратен фут | cd/ft² | Имперска яркост. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| кандела на квадратен инч | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Малка площ, висока яркост. |
| ламберт | L | 1/π cd/cm² = 3 183 cd/m². Перфектно дифузна повърхност. |
| милиламберт | mL | 0,001 ламберта = 3,183 cd/m². |
| фут-ламберт | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². Американски кино стандарт: 14-16 fL. |
| апостилб | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². Единица от CGS. |
| блондел | blondel | Същото като апостилб. 1/π cd/m². Наречен на Андре Блондел. |
| брил | bril | 10^-7 ламберта = 3,183 x 10^-6 cd/m². Зрение, адаптирано към тъмнина. |
| скот | sk | 10^-4 ламберта = 3,183 x 10^-4 cd/m². Единица за скотопично зрение. |
Интензитет на светлината
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Единица | Символ | Бележки и приложения |
|---|---|---|
| кандела | cd | Основна единица от SI! Интензитет на светлината в посока. LED: 1-10 cd типично. |
| килокандела | kcd | 1000 кандели. Много ярки източници. Прожектори. |
| миликандела | mcd | 0,001 кандели. Малки светодиоди. Индикаторни светлини: 1-100 mcd. |
| хефнеркерце (свещ на Хефнер) | HK | 0,903 cd. Германски стандарт за свещ. Пламък от амилов ацетат. |
| международна свещ | ICP | 1,02 cd. Ранен стандарт. Платина при точка на замръзване. |
| десетична свещ | dc | Същото като кандела. Ранен френски термин. |
| пентанова свещ (10 свещи) | cp | 10 cd. Стандарт за пентанова лампа. 10 свещни сили. |
| единица карсел | carcel | 9,74 cd. Френски стандарт за лампа. Маслена лампа на Карсел. |
| бужи децимал | bougie | Същото като кандела. Френска десетична свещ. |
Светлинен поток
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Единица | Символ | Бележки и приложения |
|---|---|---|
| лумен | lm | Единица от SI за светлинен поток. Общо излъчване на светлина. LED крушка: 800 lm типично. |
| килолумен | klm | 1000 лумена. Ярки крушки. Търговско осветление. |
| милилумен | mlm | 0,001 лумена. Много слаби източници. |
| ват (при 555 nm, пикова светлинна ефективност) | W@555nm | 1 W при 555 nm = 683 lm. Пикова светлинна ефективност. Максимум на зелена светлина. |
Фотометрична експозиция
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Единица | Символ | Бележки и приложения |
|---|---|---|
| лукс-секунда | lx⋅s | Осветеност във времето. Фотографска експозиция. 1 lx за 1 секунда. |
| лукс-час | lx⋅h | 3600 лукс-секунди. 1 lx за 1 час. По-дълги експозиции. |
| фот-секунда | ph⋅s | 10 000 лукс-секунди. Ярка експозиция. |
| фут-кандела-секунда | fc⋅s | 10,764 лукс-секунди. Фут-кандела за 1 секунда. |
| фут-кандела-час | fc⋅h | 38 750 лукс-секунди. Фут-кандела за 1 час. |
Най-добри практики за преобразуване във фотометрията
Най-добри практики
- Знайте величината: лукс (ВЪРХУ повърхност), нит (ОТ повърхност), кандела (източник), лумен (общо) - НИКОГА не ги смесвайте!
- Преобразувайте само в рамките на същата категория: лукс↔фут-кандела е ОК, лукс↔нит е НЕВЪЗМОЖНО без данни за повърхността
- За лумен към лукс: необходими са площ и диаграма на разпределение на светлината (не е просто деление!)
- Яркост на дисплея в нитове: 200-300 на закрито, 600+ на открито, 1000+ за HDR съдържание
- Нормите за осветление използват лукс: офис 300-500 lx, търговски обект 500-1000 lx, проверете местните изисквания
- Фотография: лукс-секунди за експозиция, но съвременните камери използват скалата EV (експозиционна стойност)
Често срещани грешки, които да избягвате
- Опит за директно преобразуване на лукс в нит: Невъзможно! Различни величини (ВЪРХУ срещу ОТ повърхност)
- Преобразуване на лумени в луксове без площ: Трябва да знаете осветената площ и диаграмата на разпределение
- Игнориране на закона за обратните квадрати: Интензитетът на светлината намалява с разстоянието² (двойно разстояние = 1/4 светлина)
- Смесване на категории: Като да се опитвате да преобразувате метри в килограми - физически безсмислено!
- Използване на грешна единица за приложението: дисплеите се нуждаят от нитове, стаите от луксове, крушките се оценяват в лумени
- Объркване на кандела със свещна сила (candlepower): стара имперска единица, не е същото като съвременната кандела (cd)
Често задавани въпроси
Каква е разликата между лукс и нит?
Напълно различни! Лукс = осветеност = светлина, падаща ВЪРХУ повърхност (lm/m²). Нит = яркост = светлина, идваща ОТ повърхност (cd/m²). Пример: бюрото има 500 лукса осветеност от горните лампи. Екранът на компютъра има 300 нита яркост, която виждате. Не можете да преобразувате между тях, без да знаете отражателната способност на повърхността! Различни физически величини.
Мога ли да преобразувам лумени в луксове?
Да, но е необходима площ! Лукс = лумени / площ (м²). 1000 лумена крушка, осветяваща 1 м² повърхност = 1000 лукса. Същата крушка, осветяваща 10 м² = 100 лукса. Също така се влияе от разстоянието (закон за обратните квадрати) и диаграмата на разпределение на светлината. Не е директно преобразуване!
Защо канделата е основна единица от SI?
Поради исторически и практически причини. Интензитетът на светлината е фундаментален - може да се измери директно от източник. Лумен, лукс се извеждат от канделата с помощта на геометрия. Също така, канделата е единствената единица от SI, базирана на човешкото възприятие! Дефинирана е с помощта на спектралната чувствителност на човешкото око при 555 nm. Специална сред единиците на SI.
Каква е добрата яркост на екрана?
Зависи от средата! На закрито: 200-300 нита са достатъчни. На открито: необходими са 600+ нита за видимост. HDR съдържание: 400-1000 нита. Твърде ярко в тъмнина = напрежение в очите. Твърде слабо на слънчева светлина = не можете да видите. Много устройства се настройват автоматично. Телефоните обикновено имат 400-800 нита, някои достигат 1200+ за ярка слънчева светлина.
Колко лумена са ми необходими?
Зависи от стаята и целта! Общо правило: 300-500 лукса за офиси. Спалня: 100-200 лукса. Кухня: 300-400 лукса. Умножете лукс x площта на стаята (м²) = общо лумени. Пример: 4м x 5м офис (20 м²) при 400 лукса = 8 000 лумена са необходими. След това разделете на лумените на една крушка.
Защо не мога да смесвам тези категории?
Те са фундаментално различни физически величини с различни измерения! Като да се опитвате да преобразувате килограми в метри - невъзможно! Осветеността е поток/площ. Яркостта е интензитет/площ. Интензитетът е кандела. Потокът е лумени. Всички те са свързани чрез физика/геометрия, но НЕ са директно преобразуваеми. Нуждаете се от допълнителна информация (разстояние, площ, отражателна способност), за да ги свържете.
Пълен Справочник с Инструменти
Всички 71 инструмента, налични в UNITS