Převodník světla
Světlo a Fotometrie — Od Kandely k Lumenu
Ovládněte fotometrické jednotky v 5 kategoriích: osvětlení (lux), jas (nit), svítivost (kandela), světelný tok (lumen) a expozice. Pochopte rozdíl mezi světlem NA povrchu a Z povrchu.
Základy Fotometrie
Pět fyzikálních veličin
Fotometrie měří 5 RŮZNÝCH věcí! Osvětlení: světlo dopadající NA povrch (lux). Jas: světlo Z povrchu (nit). Svítivost: síla zdroje (kandela). Tok: celkový výkon (lumen). Expozice: světlo x čas. Nelze míchat!
- Osvětlení: lux (světlo NA)
- Jas: nit (světlo Z)
- Svítivost: kandela (zdroj)
- Tok: lumen (celkem)
- Expozice: lux-sekunda (čas)
Osvětlení (Lux)
Světlo dopadající NA povrch. Jednotky: lux (lx) = lumen na metr čtvereční. Sluneční světlo: 100 000 luxů. Kancelář: 500 luxů. Měsíční světlo: 0,1 luxu. Měří, jak jasný se povrch jeví, když je osvětlen.
- lux = lm/m² (lumen/plocha)
- Sluneční světlo: 100 000 lx
- Kancelář: 300-500 lx
- Nelze převést na nit!
Jas (Nit)
Světlo vycházející Z povrchu (vyzařované nebo odražené). Jednotky: nit = kandela na metr čtvereční. Obrazovka telefonu: 500 nitů. Notebook: 300 nitů. Odlišné od osvětlení! Měří jas samotného povrchu.
- nit = cd/m²
- Telefon: 400-800 nitů
- Notebook: 200-400 nitů
- Odlišné od osvětlení!
- 5 různých fyzikálních veličin - nelze míchat!
- Osvětlení (lux): světlo NA povrchu
- Jas (nit): světlo Z povrchu
- Svítivost (kandela): síla zdroje v daném směru
- Tok (lumen): celkový světelný výkon
- Převádějte pouze v rámci stejné kategorie!
Vysvětlení pěti kategorií
Osvětlení (Světlo NA)
Světlo dopadající NA povrch. Měří, kolik světla dopadne na plochu. Základní jednotka: lux (lx). 1 lux = 1 lumen na metr čtvereční. Foot-kandela (fc) = 10,76 luxů. Používá se pro návrh osvětlení.
- lux (lx): jednotka SI
- foot-kandela (fc): imperiální
- fot (ph): CGS (10 000 lx)
- Měří přijaté světlo
Jas (Světlo Z)
Světlo vyzařované nebo odražené Z povrchu. Jas, který vidíte. Základní jednotka: nit = kandela/m². Stilb = 10 000 nitů. Lambert, foot-lambert jsou historické. Používá se pro displeje, obrazovky.
- nit (cd/m²): moderní
- stilb: 10 000 nitů
- lambert: 3 183 nitů
- foot-lambert: 3,43 nitů
Svítivost, Tok, Expozice
Svítivost (kandela): síla zdroje v daném směru. Základní jednotka SI! Tok (lumen): celkový výkon ve všech směrech. Expozice (lux-sekunda): osvětlení v čase pro fotografii.
- kandela (cd): základ SI
- lumen (lm): celkový výkon
- lux-sekunda: expozice
- Všechny jsou různé veličiny!
Fyzika měření světla
Zákon nepřímé úměrnosti čtverce
Intenzita světla klesá s druhou mocninou vzdálenosti. Osvětlení E = Svítivost I / vzdálenost² (r²). Dvojnásobná vzdálenost = 1/4 jasu. 1 kandela na 1 metru = 1 lux. Na 2 metrech = 0,25 luxu.
- E = I / r²
- Dvojnásobná vzdálenost = 1/4 světla
- 1 cd na 1m = 1 lx
- 1 cd na 2m = 0,25 lx
Od Toku k Osvětlení
Světelný tok rozložený na plochu. E (lux) = Tok (lumen) / Plocha (m²). 1000 lumenů na 1 m² = 1000 luxů. Na 10 m² = 100 luxů. Větší plocha = menší osvětlení.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Na ploše záleží!
Jas a Odrazivost
Jas = osvětlení x odrazivost / π. Bílá stěna (90% odrazivost): vysoký jas. Černý povrch (10% odrazivost): nízký jas. Stejné osvětlení, různý jas! Záleží na povrchu.
- L = E × ρ / π
- Bílá: vysoký jas
- Černá: nízký jas
- Na povrchu záleží!
Referenční úrovně světla
| Podmínky | Osvětlení (lux) | Poznámky |
|---|---|---|
| Hvězdné světlo | 0.0001 | Nejtmavší přirozené světlo |
| Měsíční světlo (úplněk) | 0.1 - 1 | Jasná noc |
| Pouliční osvětlení | 10 - 20 | Typické městské |
| Obývací pokoj | 50 - 150 | Pohodlný domov |
| Pracovní prostor v kanceláři | 300 - 500 | Standardní požadavek |
| Maloobchodní prodejna | 500 - 1000 | Jasný displej |
| Operační sál | 10,000 - 100,000 | Chirurgická přesnost |
| Přímé sluneční světlo | 100,000 | Jasný den |
| Plné denní světlo | 10,000 - 25,000 | Od zataženo po slunečno |
Jas displeje (Jas)
| Zařízení | Typický (nity) | Maximální (nity) |
|---|---|---|
| E-čtečka (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Obrazovka notebooku | 200-300 | 400 |
| Stolní monitor | 250-350 | 500 |
| Chytrý telefon | 400-600 | 800-1200 |
| HDR TV | 400-600 | 1000-2000 |
| Kinoprojektor | 48-80 | 150 |
| Venkovní LED displej | 5000 | 10,000+ |
Aplikace v reálném světě
Návrh osvětlení
Kancelář: 300-500 luxů. Maloobchod: 500-1000 luxů. Chirurgie: 10 000+ luxů. Stavební předpisy specifikují požadavky na osvětlení. Příliš nízké: únava očí. Příliš vysoké: oslnění, plýtvání energií. Správné osvětlení je klíčové!
- Kancelář: 300-500 lx
- Maloobchod: 500-1000 lx
- Chirurgie: 10 000+ lx
- Platí stavební předpisy
Technologie displejů
Obrazovky telefonů/tabletů: typicky 400-800 nitů. Notebooky: 200-400 nitů. HDR televize: 1000+ nitů. Venkovní displeje: 2000+ nitů pro viditelnost. Jas určuje čitelnost v jasných podmínkách.
- Telefony: 400-800 nitů
- Notebooky: 200-400 nitů
- HDR TV: 1000+ nitů
- Venkovní: 2000+ nitů
Fotografie
Expozice fotoaparátu = osvětlení x čas. Lux-sekundy nebo lux-hodiny. Expozimetry měří luxy. Správná expozice je klíčová pro kvalitu obrazu. EV (expoziční hodnota) souvisí s lux-sekundami.
- Expozice = lux x čas
- Expozimetry: lux
- lux-sekunda: foto jednotka
- EV souvisí s expozicí
Rychlá matematika
Nepřímý čtverec
Osvětlení klesá se vzdáleností². 1 cd na 1m = 1 lx. Na 2m = 0,25 lx (1/4). Na 3m = 0,11 lx (1/9). Rychle: vydělte druhou mocninou vzdálenosti!
- E = I / r²
- 1m: vydělte 1
- 2m: vydělte 4
- 3m: vydělte 9
Rozložení na plochu
Tok na plochu. Žárovka 1000 lm. Na vzdálenost 1 m se rozprostře na povrch koule o ploše 12,6 m². 1000 / 12,6 = 79 luxů. Větší koule = méně luxů.
- Plocha koule = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Tok / plocha = osvětlení
Lux na Foot-Kandelu
1 foot-kandela = 10,764 luxů. Rychle: fc x 10 ≈ lux. Nebo: lux / 10 ≈ fc. Dostatečně přesné pro odhady!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ lux
- lux / 10 ≈ fc
- Rychlý odhad
Jak fungují převody
- Krok 1: Zkontrolujte kategorii
- Krok 2: Převádějte pouze v rámci kategorie
- Osvětlení: lux, fc, fot
- Jas: nit, lambert, fL
- NIKDY nekřižujte kategorie!
Běžné převody (v rámci kategorií)
| Z | Na | Faktor | Příklad |
|---|---|---|---|
| lux | foot-kandela | 0.0929 | 100 lx = 9,29 fc |
| foot-kandela | lux | 10.764 | 10 fc = 107,6 lx |
| fot | lux | 10,000 | 1 ph = 10 000 lx |
| nit (cd/m²) | foot-lambert | 0.2919 | 100 nit = 29,2 fL |
| foot-lambert | nit | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| stilb | nit | 10,000 | 1 sb = 10 000 nit |
| lambert | nit | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| lumen | watt@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Rychlé příklady
Řešené příklady
Osvětlení kanceláře
Kancelář potřebuje 400 luxů. LED žárovky produkují každá 800 lumenů. Místnost má 5m x 4m (20 m²). Kolik žárovek je potřeba?
Celkový potřebný světelný tok = 400 lx x 20 m² = 8 000 lm. Potřebné žárovky = 8 000 / 800 = 10 žárovek. Předpokládá se rovnoměrné rozložení a žádné ztráty.
Vzdálenost svítilny
Svítilna má svítivost 1000 kandel. Jaké je osvětlení na 5 metrů?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 luxů. Zákon nepřímé úměrnosti čtverce: dvojnásobná vzdálenost = 1/4 světla.
Jas obrazovky
Obrazovka notebooku má 300 nitů. Převeďte na foot-lamberty?
1 nit = 0,2919 foot-lambertu. 300 nit x 0,2919 = 87,6 fL. Historický standard pro kina byl 16 fL, takže notebook je 5,5x jasnější!
Běžné chyby
- **Míchání kategorií**: Nelze převést lux na nit! Různé fyzikální veličiny. Lux = světlo NA povrchu. Nit = světlo Z povrchu. K jejich propojení je potřeba odrazivost.
- **Zapomínání na nepřímý čtverec**: Světlo klesá s DRUHOU MOCNINOU vzdálenosti, ne lineárně. 2x vzdálenost = 1/4 jasu, ne 1/2!
- **Záměna lumenu a luxu**: Lumen = celkový výkon (všechny směry). Lux = výkon na plochu (jeden směr). 1000 lm žárovka NEprodukuje 1000 luxů!
- **Ignorování odrazivosti**: Bílá stěna vs černá stěna pod stejným osvětlením mají naprosto odlišný jas. Na povrchu záleží!
- **Kandela vs svíčková síla**: 1 kandela ≠ 1 svíčková síla. Pentanová svíčka = 10 kandel. Historické jednotky se lišily!
- **Jednotky jasu displeje**: Výrobci míchají nity, cd/m² a % jasu. Pro srovnání vždy kontrolujte skutečné nity.
Zajímavosti
Kandela je základní jednotka SI
Kandela je jednou ze 7 základních jednotek SI (spolu s metrem, kilogramem, sekundou, ampérem, kelvinem, molem). Je definována jako svítivost zdroje vyzařujícího světlo o frekvenci 540 THz se zářivou intenzitou 1/683 wattu na steradián. Jediná jednotka založená na lidském vnímání!
Lumen je definován z Kandely
1 lumen = světlo ze zdroje 1 kandely na 1 steradián prostorového úhlu. Protože koule má 4π steradiánů, izotropní zdroj 1 kandely vyzařuje celkem 4π ≈ 12,57 lumenů. Lumen je odvozený, kandela je základní!
555 nm je vrchol citlivosti
Lidské oko je nejcitlivější na 555 nm (zeleno-žlutá). 1 watt světla 555 nm = 683 lumenů (maximální možné). Červené nebo modré světlo: méně lumenů na watt. Proto je noční vidění zelené!
HDR displeje = 1000+ Nitů
Standardní displeje: 200-400 nitů. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nitů. Některé dosahují 2000-4000 nitů! Odraz slunce: 5000+ nitů. HDR napodobuje reálný rozsah jasu pro úžasné obrazy.
Foot-Kandela ze skutečných svíček
1 foot-kandela = osvětlení 1 stopu od zdroje 1 kandely. Původně od skutečné svíčky ve vzdálenosti 1 stopy! = 10,764 luxů. Stále se používá v amerických normách pro osvětlení.
Standard jasu v kině
Kinoprojektory jsou kalibrovány na 14-16 foot-lambertů (48-55 nitů). Zdá se to málo ve srovnání s TV/telefonem! Ale v tmavém kině to vytváří správný kontrast. Domácí projektory mají často 100+ nitů pro okolní světlo.
Evoluce měření světla: Od svíček po kvantové standardy
Starověké zdroje světla (před rokem 1800)
Před vědeckou fotometrií se lidé spoléhali na přirozené světelné cykly a hrubé umělé zdroje. Olejové lampy, svíčky a pochodně poskytovaly nekonzistentní osvětlení měřené pouze porovnáním.
- Svíčky jako standardy: Svíčky z loje, včelího vosku a spermacetu se používaly jako hrubé reference
- Žádná kvantitativní měření: Světlo bylo popisováno kvalitativně ('jasné jako denní světlo', 'tlumené jako měsíční svit')
- Regionální variace: Každá kultura vyvinula své vlastní standardy pro svíčky bez mezinárodní dohody
- Omezení objevů: Žádné porozumění světlu jako elektromagnetickému záření nebo fotonům
Zrození vědecké fotometrie (1800-1900)
19. století přineslo systematické pokusy o standardizaci měření světla, poháněné přijetím plynového osvětlení a raného elektrického osvětlení.
- 1799 - Rumfordův fotometr: Benjamin Thompson (hrabě Rumford) vynalezl stínový fotometr pro porovnávání světelných zdrojů
- 1860. léta - Objevují se standardy svíček: Spermacetová svíčka (velrybí olej), Carcelova lampa (rostlinný olej), Hefnerova lampa (amylacetát) soutěží jako reference
- 1881 - Violleův standard: Jules Violle navrhl platinu při bodu tuhnutí (1769 °C) jako světelný standard - 1 čtvereční centimetr vyzařuje 1 Violle
- 1896 - Hefnerova svíčka: Německý standard používající kontrolovaný plamen amylacetátu, používaný až do 40. let 20. století (0,903 moderní kandely)
Mezinárodní standardizace (1900-1948)
Snahy na počátku 20. století sjednotily konkurenční národní standardy do Mezinárodní svíčky, předchůdce moderní kandely.
- 1909 - Mezinárodní svíčka: Dohoda mezi Francií, Velkou Británií a USA definuje standard jako 1/20 platinového černého tělesa při bodu tuhnutí
- 1921 - Navržena jednotka Bouguer: Založena na platinovém standardu, přibližně rovna moderní kandele
- 1930. léta - Pentanový standard: Některé země používaly standardizovanou pentanovou lampu místo platiny
- 1940. léta - Válka narušuje standardy: Druhá světová válka zdůrazňuje potřebu univerzálního, reprodukovatelného měření nezávislého na artefaktech
Kandela se stává základní jednotkou SI (1948-1979)
Poválečná mezinárodní spolupráce ustanovila kandelu jako sedmou základní jednotku SI, původně definovanou zářením platinového černého tělesa.
1948 Definition: 1948 (9. CGPM): Kandela definována jako svítivost 1/600 000 m² platiny při bodu tuhnutí. Poprvé 'kandela' oficiálně nahradila 'svíčku'. Ustavila fotometrii v rámci SI spolu s metrem, kilogramem, sekundou, ampérem, kelvinem a molem.
Challenges:
- Závislost na platině: Vyžadovala přesnou kontrolu čistoty a teploty platiny (1769 °C)
- Obtížná realizace: Málo laboratoří dokázalo udržet aparaturu pro bod tuhnutí platiny
- Spektrální citlivost: Definice založená na fotopickém vidění (křivka citlivosti lidského oka)
- Vývoj terminologie: 'Nit' neformálně přijat pro cd/m² v roce 1967, ačkoliv není oficiálním termínem SI
Kvantová revoluce: Propojení světla s fundamentálními konstantami (1979-současnost)
Redefinice z roku 1979 osvobodila kandelu od materiálních artefaktů a místo toho ji propojila s wattem prostřednictvím citlivosti lidského oka na specifické vlnové délce.
1979 Breakthrough: 16. CGPM redefinovala kandelu na základě monochromatického záření: 'Svítivost v daném směru zdroje, který vyzařuje monochromatické záření o frekvenci 540 × 10¹² Hz (555 nm, vrchol citlivosti lidského oka) a má zářivou intenzitu 1/683 wattu na steradián.' Tím se 683 lumenů stává přesně rovno 1 wattu při 555 nm.
Advantages:
- Fundamentální konstanta: Propojeno s wattem (jednotka výkonu SI) a lidskou fotopickou světelnou funkcí
- Reprodukovatelnost: Každá laboratoř může realizovat kandelu pomocí laseru a kalibrovaného detektoru
- Žádné artefakty: Není potřeba platina, žádné body tuhnutí, žádné fyzické standardy
- Přesnost vlnové délky: 555 nm bylo vybráno jako vrchol fotopického vidění (kde je oko nejcitlivější)
- Číslo 683: Vybráno pro zachování kontinuity s předchozí definicí kandely
Modern Impact:
- Kalibrace LED: Klíčové pro standardy energetické účinnosti (hodnocení lumenů na watt)
- Technologie displejů: HDR standardy (nity) založené na přesné definici kandely
- Normy pro osvětlení: Požadavky na budovy (úrovně luxů) sledovatelné ke kvantovému standardu
- Astronomie: Měření hvězdné svítivosti spojená s fundamentální fyzikou
Technologické revoluce v osvětlení (1980. léta - současnost)
Moderní osvětlovací technologie transformovala způsob, jakým vytváříme, měříme a používáme světlo, čímž se fotometrická přesnost stala důležitější než kdy jindy.
Éra LED (2000. - 2010. léta)
LED diody způsobily revoluci v osvětlení s více než 100 lumeny/watt (oproti 15 lm/W u žárovek). Energetické štítky nyní vyžadují přesné hodnocení lumenů. Index podání barev (CRI) a barevná teplota (Kelvin) se stávají spotřebitelskými specifikacemi.
Technologie displejů (2010. léta - současnost)
HDR displeje dosahují 1000-2000 nitů. Ovládání na úrovni pixelů u OLED. Standardy jako HDR10, Dolby Vision vyžadují přesné specifikace jasu. Viditelnost chytrých telefonů venku vede k maximálnímu jasu přes 1200 nitů. Kino udržuje 48 nitů pro správný kontrast.
Chytré osvětlení a design zaměřený na člověka (2020. léta)
Výzkum cirkadiánního rytmu vede k laditelnému osvětlení (nastavení CCT). Luxmetry v chytrých telefonech. Stavební předpisy specifikují osvětlení pro zdraví/produktivitu. Fotometrie je ústředním bodem designu pro pohodu.
- Jediná jednotka SI založená na lidském vnímání: Kandela unikátně začleňuje biologii (citlivost oka) do fyzikální definice
- Od svíček ke kvantům: Cesta od hrubých voskových tyčinek k laserově definovaným standardům za 200 let
- Stále se vyvíjí: Technologie LED a displejů nadále pohánějí fotometrické inovace
- Praktický dopad: Jas obrazovky vašeho telefonu, osvětlení kanceláře a světlomety auta se všechny odvíjejí od 683 lumenů = 1 watt při 555 nm
- Budoucnost: Možné další zdokonalení, jak lépe porozumíme vědě o vidění, ale současná definice je pozoruhodně stabilní od roku 1979
Profesionální tipy
- **Nejprve zkontrolujte kategorii**: Vždy se ujistěte, že převádíte v rámci stejné kategorie. Lux na fc: OK. Lux na nit: ŠPATNĚ!
- **Rychlý nepřímý čtverec**: Vzdálenost x2 = jas /4. Vzdálenost x3 = jas /9. Rychlá mentální matematika!
- **Lumen ≠ Lux**: 1000 lumenů žárovka rozložená na 1 m² = 1000 luxů. Na 10 m² = 100 luxů. Na ploše záleží!
- **Rychlá foot-kandela**: fc x 10 ≈ lux. Dostatečně přesné pro hrubé odhady. Přesně: fc x 10,764 = lux.
- **Srovnání displejů**: Vždy používejte nity (cd/m²). Ignorujte specifikace % jasu. Pouze nity jsou objektivní.
- **Odhad osvětlení místnosti**: 300-500 luxů je typické pro kancelář. Celkový potřebný světelný tok = lux x plocha (m²). Poté vydělte lumeny na žárovku.
- **Automatická vědecká notace**: Hodnoty ≥ 1 milion nebo < 0,000001 se pro čitelnost automaticky zobrazují ve vědecké notaci (např. 1.0e+6)!
Kompletní fotometrická reference
Osvětlení
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikace |
|---|---|---|
| lux | lx | Jednotka SI osvětlení. 1 lx = 1 lm/m². Kancelář: 300-500 luxů. Sluneční světlo: 100 000 luxů. |
| kilolux | klx | 1000 luxů. Jasné venkovní podmínky. Rozsahy přímého slunečního světla. |
| mililux | mlx | 0,001 luxu. Nízké světelné podmínky. Úrovně soumraku. |
| mikrolux | µlx | 0,000001 luxu. Velmi tmavé podmínky. Úrovně hvězdného světla. |
| stopa-svíčka | fc | Imperiální osvětlení. 1 fc = 10,764 luxů. Stále se používá v amerických normách. |
| phot | ph | Jednotka CGS. 1 ph = 10 000 luxů = 1 lm/cm². Dnes se používá zřídka. |
| nox | nx | 0,001 luxu. Noční osvětlení. Z latinského 'noc'. |
| lumen na metr čtvereční | lm/m² | Stejné jako lux. Přímá definice: 1 lm/m² = 1 lux. |
| lumen na centimetr čtvereční | lm/cm² | Stejné jako fot. 1 lm/cm² = 10 000 luxů. |
| lumen na stopu čtvereční | lm/ft² | Stejné jako foot-kandela. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 luxů. |
Jas
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikace |
|---|---|---|
| kandela na metr čtvereční (nit) | cd/m² | Moderní jednotka jasu = nit. Displeje se hodnotí v nitech. Telefon: 500 nitů. |
| nit | nt | Běžný název pro cd/m². Standard jasu displeje. HDR: 1000+ nitů. |
| stilb | sb | 1 cd/cm² = 10 000 nitů. Velmi jasné. Dnes se používá zřídka. |
| kandela na centimetr čtvereční | cd/cm² | Stejné jako stilb. 1 cd/cm² = 10 000 cd/m². |
| kandela na stopu čtvereční | cd/ft² | Imperiální jas. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| kandela na palec čtvereční | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Malá plocha, vysoký jas. |
| lambert | L | 1/π cd/cm² = 3 183 cd/m². Dokonale difúzní povrch. |
| mililambert | mL | 0,001 lambertu = 3,183 cd/m². |
| stopa-lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². Americký standard pro kina: 14-16 fL. |
| apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². Jednotka CGS. |
| blondel | blondel | Stejné jako apostilb. 1/π cd/m². Pojmenováno po André Blondelovi. |
| bril | bril | 10^-7 lambertu = 3,183 x 10^-6 cd/m². Vidění přizpůsobené tmě. |
| skot | sk | 10^-4 lambertu = 3,183 x 10^-4 cd/m². Jednotka skotopického vidění. |
Svítivost
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikace |
|---|---|---|
| kandela | cd | Základní jednotka SI! Intenzita světla v daném směru. LED: typicky 1-10 cd. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandel. Velmi jasné zdroje. Reflektory. |
| milikandela | mcd | 0,001 kandely. Malé LED diody. Indikátorová světla: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (Hefnerova svíčka) | HK | 0,903 cd. Německý standard svíčky. Plamen amylacetátu. |
| mezinárodní svíčka | ICP | 1,02 cd. Raný standard. Platina při bodu tuhnutí. |
| desetinná svíčka | dc | Stejné jako kandela. Raný francouzský termín. |
| pentanová svíčka (10 svíčkových sil) | cp | 10 cd. Standard pentanové lampy. 10 svíčkových sil. |
| jednotka carcel | carcel | 9,74 cd. Francouzský standard lampy. Carcelova olejová lampa. |
| bougie decimal | bougie | Stejné jako kandela. Francouzská desetinná svíčka. |
Světelný tok
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikace |
|---|---|---|
| lumen | lm | Jednotka SI světelného toku. Celkový světelný výkon. LED žárovka: typicky 800 lm. |
| kilolumen | klm | 1000 lumenů. Jasné žárovky. Komerční osvětlení. |
| mililumen | mlm | 0,001 lumenu. Velmi slabé zdroje. |
| watt (při 555 nm, maximální světelná účinnost) | W@555nm | 1 W při 555 nm = 683 lm. Vrcholová světelná účinnost. Maximum zeleného světla. |
Fotometrická expozice
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikace |
|---|---|---|
| lux-sekunda | lx⋅s | Osvětlení v čase. Fotografická expozice. 1 lx po dobu 1 sekundy. |
| lux-hodina | lx⋅h | 3600 lux-sekund. 1 lx po dobu 1 hodiny. Delší expozice. |
| phot-sekunda | ph⋅s | 10 000 lux-sekund. Jasná expozice. |
| stopa-svíčka-sekunda | fc⋅s | 10,764 lux-sekund. Foot-kandela po dobu 1 sekundy. |
| stopa-svíčka-hodina | fc⋅h | 38 750 lux-sekund. Foot-kandela po dobu 1 hodiny. |
Nejlepší postupy pro převod ve fotometrii
Nejlepší postupy
- Znejte veličinu: Lux (NA povrchu), nit (Z povrchu), kandela (zdroj), lumen (celkem) - NIKDY nemíchejte!
- Převádějte pouze v rámci stejné kategorie: lux↔foot-kandela je v pořádku, lux↔nit je NEMOŽNÉ bez údajů o povrchu
- Pro převod lumenů na luxy: potřebujete plochu a vzor rozložení světla (ne jednoduché dělení!)
- Jas displeje v nitech: 200-300 uvnitř, 600+ venku, 1000+ pro HDR obsah
- Normy pro osvětlení používají luxy: kancelář 300-500 lx, maloobchod 500-1000 lx, ověřte místní požadavky
- Fotografie: lux-sekundy pro expozici, ale moderní fotoaparáty používají stupnici EV (expoziční hodnota)
Běžné chyby, kterým se vyhnout
- Pokus o přímý převod luxů na nity: Nemožné! Různé veličiny (NA vs Z povrchu)
- Převod lumenů na luxy bez plochy: Musíte znát osvětlenou plochu a vzor rozložení
- Ignorování zákona nepřímé úměrnosti čtverce: Intenzita světla klesá se vzdáleností² (dvojnásobná vzdálenost = 1/4 světla)
- Míchání kategorií: Jako pokus o převod metrů na kilogramy - fyzikálně nesmyslné!
- Použití špatné jednotky pro aplikaci: displeje potřebují nity, místnosti luxy, žárovky se hodnotí v lumenech
- Záměna kandely se svíčkovou silou (candlepower): stará imperiální jednotka, není to totéž jako moderní kandela (cd)
Často kladené otázky
Jaký je rozdíl mezi luxem a nitem?
Jsou naprosto odlišné! Lux = osvětlení = světlo dopadající NA povrch (lm/m²). Nit = jas = světlo vycházející Z povrchu (cd/m²). Příklad: stůl má osvětlení 500 luxů z horních světel. Obrazovka počítače má jas 300 nitů, který vidíte. Nelze je vzájemně převést bez znalosti odrazivosti povrchu! Různé fyzikální veličiny.
Mohu převést lumeny na luxy?
Ano, ale potřebujete plochu! Lux = lumeny / plocha (m²). 1000 lumenů žárovka osvětlující 1 m² povrchu = 1000 luxů. Stejná žárovka osvětlující 10 m² = 100 luxů. Ovlivňuje to také vzdálenost (zákon nepřímé úměrnosti čtverce) a vzor rozložení světla. Není to přímý převod!
Proč je kandela základní jednotkou SI?
Z historických a praktických důvodů. Svítivost je základní - lze ji měřit přímo ze zdroje. Lumen, lux jsou odvozeny z kandely pomocí geometrie. Také je kandela jediná jednotka SI založená na lidském vnímání! Je definována pomocí spektrální citlivosti lidského oka při 555 nm. Mezi jednotkami SI je zvláštní.
Jaký je dobrý jas obrazovky?
Záleží na prostředí! Uvnitř: 200-300 nitů je dostačující. Venku: potřebujete 600+ nitů pro viditelnost. HDR obsah: 400-1000 nitů. Příliš jasné ve tmě = únava očí. Příliš tmavé na slunci = nevidíte. Mnoho zařízení se automaticky přizpůsobuje. Telefony mají obvykle 400-800 nitů, některé dosahují 1200+ pro jasné sluneční světlo.
Kolik lumenů potřebuji?
Záleží na místnosti a účelu! Obecné pravidlo: 300-500 luxů pro kanceláře. Ložnice: 100-200 luxů. Kuchyně: 300-400 luxů. Vynásobte luxy x plochu místnosti (m²) = celkové lumeny. Příklad: 4m x 5m kancelář (20 m²) při 400 luxech = potřeba 8 000 lumenů. Poté vydělte lumeny na žárovku.
Proč nemohu míchat tyto kategorie?
Jsou to zásadně odlišné fyzikální veličiny s různými rozměry! Jako byste se snažili převést kilogramy na metry - nemožné! Osvětlení je tok/plocha. Jas je svítivost/plocha. Svítivost je kandela. Tok je lumeny. Všechny jsou propojeny fyzikou/geometrií, ale NEJSOU přímo převoditelné. K jejich propojení potřebujete další informace (vzdálenost, plocha, odrazivost).
Kompletní Adresář Nástrojů
Všech 71 nástrojů dostupných na UNITS