ממיר אור
אור ופוטומטריה — מקנדלה ללומן
שלטו ביחידות פוטומטריות ב-5 קטגוריות: הארה (לוקס), בהירות (ניט), עוצמת האור (קנדלה), שטף האור (לומן), וחשיפה. הבינו את ההבדל בין אור על משטחים לעומת אור ממשטחים.
יסודות הפוטומטריה
חמש כמויות פיזיקליות
פוטומטריה מודדת 5 דברים שונים! הארה: אור הנופל על משטח (לוקס). בהירות: אור ממשטח (ניט). עוצמה: עוצמת המקור (קנדלה). שטף: תפוקה כוללת (לומן). חשיפה: אור x זמן. לא ניתן לערבב!
- הארה: לוקס (אור על)
- בהירות: ניט (אור מ)
- עוצמה: קנדלה (מקור)
- שטף: לומן (סה"כ)
- חשיפה: לוקס-שנייה (זמן)
הארה (לוקס)
אור הנופל על משטח. יחידות: לוקס (lx) = לומן למטר מרובע. אור שמש: 100,000 לוקס. משרד: 500 לוקס. אור ירח: 0.1 לוקס. מודד כמה בהיר נראה משטח כאשר הוא מואר.
- לוקס = lm/m² (לומן/שטח)
- אור שמש: 100,000 lx
- משרד: 300-500 lx
- לא ניתן להמיר לניט!
בהירות (ניט)
אור המגיע ממשטח (נפלט או מוחזר). יחידות: ניט = קנדלה למטר מרובע. מסך טלפון: 500 ניט. מחשב נייד: 300 ניט. שונה מהארה! מודד את בהירות המשטח עצמו.
- ניט = cd/m²
- טלפון: 400-800 ניט
- מחשב נייד: 200-400 ניט
- שונה מהארה!
- 5 כמויות פיזיקליות שונות - אין לערבב!
- הארה (לוקס): אור על פני השטח
- בהירות (ניט): אור מפני השטח
- עוצמה (קנדלה): עוצמת המקור בכיוון מסוים
- שטף (לומן): תפוקת אור כוללת
- המירו רק בתוך אותה קטגוריה!
חמש הקטגוריות מוסברות
הארה (אור על)
אור הפוגע במשטח. מודד כמה אור פוגע באזור מסוים. יחידת בסיס: לוקס (lx). 1 לוקס = 1 לומן למטר מרובע. רגל-נר (fc) = 10.76 לוקס. משמש לעיצוב תאורה.
- לוקס (lx): יחידת SI
- רגל-נר (fc): אימפריאלי
- פוט (ph): CGS (10,000 lx)
- מודד אור שהתקבל
בהירות (אור מ)
אור הנפלט או מוחזר ממשטח. הבהירות שאתה רואה. יחידת בסיס: ניט = קנדלה/מ"ר. סטילב = 10,000 ניט. למברט, רגל-למברט הן יחידות היסטוריות. משמש למסכים ותצוגות.
- ניט (cd/m²): מודרני
- סטילב: 10,000 ניט
- למברט: 3,183 ניט
- רגל-למברט: 3.43 ניט
עוצמה, שטף, חשיפה
עוצמה (קנדלה): עוצמת המקור בכיוון מסוים. יחידת בסיס של SI! שטף (לומן): תפוקה כוללת בכל הכיוונים. חשיפה (לוקס-שנייה): הארה לאורך זמן לצילום.
- קנדלה (cd): בסיס SI
- לומן (lm): תפוקה כוללת
- לוקס-שנייה: חשיפה
- כולן כמויות שונות!
הפיזיקה של מדידת אור
חוק ריבוע המרחק ההפוך
עוצמת האור פוחתת עם ריבוע המרחק. הארה E = עוצמה I / מרחק² (r²). מרחק כפול = 1/4 מהבהירות. 1 קנדלה במרחק מטר אחד = 1 לוקס. במרחק 2 מטרים = 0.25 לוקס.
- E = I / r²
- מרחק כפול = 1/4 מהאור
- 1 cd במרחק 1 מטר = 1 lx
- 1 cd במרחק 2 מטר = 0.25 lx
משטף להארה
שטף אור המתפרס על פני שטח. E (לוקס) = שטף (לומן) / שטח (מ"ר). 1000 לומן על פני 1 מ"ר = 1000 לוקס. על פני 10 מ"ר = 100 לוקס. שטח גדול יותר = הארה נמוכה יותר.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 מ"ר = 1000 lx
- 1000 lm / 10 מ"ר = 100 lx
- השטח חשוב!
בהירות והחזרת אור
בהירות = הארה x החזרת אור / π. קיר לבן (90% החזרה): בהירות גבוהה. משטח שחור (10% החזרה): בהירות נמוכה. אותה הארה, בהירות שונה! תלוי במשטח.
- L = E × ρ / π
- לבן: בהירות גבוהה
- שחור: בהירות נמוכה
- המשטח חשוב!
מדדי רמת אור
| מצב | הארה (לוקס) | הערות |
|---|---|---|
| אור כוכבים | 0.0001 | האור הטבעי הכהה ביותר |
| אור ירח (מלא) | 0.1 - 1 | לילה בהיר |
| תאורת רחוב | 10 - 20 | עירוני טיפוסי |
| סלון | 50 - 150 | בית נוח |
| סביבת עבודה משרדית | 300 - 500 | דרישה סטנדרטית |
| חנות קמעונאית | 500 - 1000 | תצוגה בהירה |
| חדר ניתוח | 10,000 - 100,000 | דיוק כירורגי |
| אור שמש ישיר | 100,000 | יום בהיר |
| אור יום מלא | 10,000 - 25,000 | מעונן עד שמשי |
בהירות תצוגה (בהירות)
| מכשיר | טיפוסי (ניט) | מקסימום (ניט) |
|---|---|---|
| קורא ספרים אלקטרוני (e-ink) | 5-10 | 15 |
| מסך מחשב נייד | 200-300 | 400 |
| מסך מחשב שולחני | 250-350 | 500 |
| סמארטפון | 400-600 | 800-1200 |
| טלוויזיית HDR | 400-600 | 1000-2000 |
| מקרן קולנוע | 48-80 | 150 |
| תצוגת LED חיצונית | 5000 | 10,000+ |
יישומים בעולם האמיתי
עיצוב תאורה
משרד: 300-500 לוקס. קמעונאות: 500-1000 לוקס. ניתוח: 10,000+ לוקס. תקנות בנייה מציינות דרישות הארה. נמוך מדי: מאמץ עיניים. גבוה מדי: סנוור, בזבוז אנרגיה. תאורה נכונה היא קריטית!
- משרד: 300-500 lx
- קמעונאות: 500-1000 lx
- ניתוח: 10,000+ lx
- תקנות בנייה חלות
טכנולוגיית תצוגה
מסכי טלפון/טאבלט: 400-800 ניט בדרך כלל. מחשבים ניידים: 200-400 ניט. טלוויזיות HDR: 1000+ ניט. תצוגות חיצוניות: 2000+ ניט לנראות. בהירות קובעת את הקריאות בתנאים בהירים.
- טלפונים: 400-800 ניט
- מחשבים ניידים: 200-400 ניט
- טלוויזיית HDR: 1000+ ניט
- בחוץ: 2000+ ניט
צילום
חשיפת מצלמה = הארה x זמן. לוקס-שניות או לוקס-שעות. מדי אור מודדים לוקס. חשיפה נכונה קריטית לאיכות התמונה. EV (ערך חשיפה) קשור ללוקס-שניות.
- חשיפה = לוקס x זמן
- מדי אור: לוקס
- לוקס-שנייה: יחידת צילום
- EV קשור לחשיפה
מתמטיקה מהירה
ריבוע הפוך
ההארה יורדת עם ריבוע המרחק. 1 cd במרחק 1 מטר = 1 lx. במרחק 2 מטר = 0.25 lx (1/4). במרחק 3 מטר = 0.11 lx (1/9). מהיר: חלקו בריבוע המרחק!
- E = I / r²
- 1 מטר: חלקו ב-1
- 2 מטר: חלקו ב-4
- 3 מטר: חלקו ב-9
התפשטות על שטח
שטף על שטח. נורת 1000 lm. במרחק 1 מטר, מתפשט על פני שטח כדור של 12.6 מ"ר. 1000 / 12.6 = 79 לוקס. כדור גדול יותר = פחות לוקס.
- שטח פני כדור = 4πr²
- 1 מטר: 12.6 מ"ר
- 2 מטר: 50.3 מ"ר
- שטף / שטח = הארה
לוקס לרגל-נר
1 רגל-נר = 10.764 לוקס. מהיר: fc x 10 ≈ לוקס. או: לוקס / 10 ≈ fc. קרוב מספיק להערכות!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ לוקס
- לוקס / 10 ≈ fc
- הערכה מהירה
איך עובדות ההמרות
- שלב 1: בדקו את הקטגוריה
- שלב 2: המירו רק בתוך הקטגוריה
- הארה: לוקס, fc, פוט
- בהירות: ניט, למברט, fL
- לעולם אל תחצו קטגוריות!
המרות נפוצות (בתוך קטגוריות)
| מ | ל | גורם | דוגמה |
|---|---|---|---|
| לוקס | רגל-נר | 0.0929 | 100 lx = 9.29 fc |
| רגל-נר | לוקס | 10.764 | 10 fc = 107.6 lx |
| פוט | לוקס | 10,000 | 1 ph = 10,000 lx |
| ניט (cd/m²) | רגל-למברט | 0.2919 | 100 nit = 29.2 fL |
| רגל-למברט | ניט | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| סטילב | ניט | 10,000 | 1 sb = 10,000 nit |
| למברט | ניט | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| לומן | ואט@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
דוגמאות מהירות
בעיות פתורות
תאורת משרד
משרד זקוק ל-400 לוקס. נורות לד מייצרות 800 לומן כל אחת. החדר הוא 5 מטר על 4 מטר (20 מ"ר). כמה נורות נדרשות?
סך הלומנים הנדרשים = 400 lx x 20 מ"ר = 8,000 lm. נורות נדרשות = 8,000 / 800 = 10 נורות. מניח פיזור אחיד וללא הפסדים.
מרחק פנס
לפנס יש עוצמה של 1000 קנדלה. מהי ההארה במרחק של 5 מטרים?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 לוקס. חוק ריבוע המרחק ההפוך: מרחק כפול = 1/4 מהאור.
בהירות מסך
מסך מחשב נייד הוא 300 ניט. המירו לרגל-למברט?
1 ניט = 0.2919 רגל-למברט. 300 nit x 0.2919 = 87.6 fL. תקן הקולנוע ההיסטורי היה 16 fL, כך שהמחשב הנייד בהיר פי 5.5!
טעויות נפוצות
- **ערבוב קטגוריות**: לא ניתן להמיר לוקס לניט! כמויות פיזיקליות שונות. לוקס = אור על משטח. ניט = אור ממשטח. יש צורך בהחזרת אור כדי לקשר ביניהם.
- **שכחת ריבוע המרחק ההפוך**: האור פוחת עם ריבוע המרחק, לא באופן ליניארי. 2x מרחק = 1/4 מהבהירות, לא 1/2!
- **בלבול בין לומן ללוקס**: לומן = תפוקה כוללת (כל הכיוונים). לוקס = תפוקה לשטח (כיוון אחד). נורת 1000 lm לא מייצרת 1000 לוקס!
- **התעלמות מהחזרת אור**: לקיר לבן ולקיר שחור תחת אותה הארה יש בהירות שונה לחלוטין. המשטח חשוב!
- **קנדלה מול עוצמת נר**: 1 קנדלה ≠ 1 עוצמת נר. נר פנטאן = 10 קנדלה. יחידות היסטוריות השתנו!
- **יחידות בהירות תצוגה**: יצרנים מערבבים ניטים, cd/m² ו-% בהירות. בדקו תמיד את הניטים בפועל להשוואה.
עובדות מהנות
קנדלה היא יחידת בסיס של SI
קנדלה היא אחת מ-7 יחידות הבסיס של SI (יחד עם מטר, קילוגרם, שנייה, אמפר, קלווין, מול). היא מוגדרת כעוצמת האור של מקור הפולט אור בתדר 540 THz עם עוצמת קרינה של 1/683 ואט לסטרדיאן. היחידה היחידה המבוססת על תפיסה אנושית!
לומן מוגדר מקנדלה
1 לומן = אור ממקור של 1 קנדלה על פני 1 סטרדיאן של זווית מרחבית. מכיוון שלכדור יש 4π סטרדיאנים, מקור איזוטרופי של 1 קנדלה פולט סך הכל 4π ≈ 12.57 לומן. לומן נגזר, קנדלה היא יסודית!
555 ננומטר הוא שיא הרגישות
העין האנושית היא הרגישה ביותר ל-555 ננומטר (ירוק-צהוב). 1 ואט של אור באורך גל 555 ננומטר = 683 לומן (המקסימום האפשרי). אור אדום או כחול: פחות לומנים לוואט. זו הסיבה שראיית לילה היא ירוקה!
תצוגות HDR = 1000+ ניט
תצוגות סטנדרטיות: 200-400 ניט. HDR (טווח דינמי גבוה): 1000+ ניט. חלקן מגיעות ל-2000-4000 ניט! השתקפות שמש: 5000+ ניט. HDR מחקה את טווח הבהירות של העולם האמיתי לתמונות מדהימות.
רגל-נר מנרות אמיתיים
1 רגל-נר = הארה במרחק רגל אחת ממקור של 1 קנדלה. במקור, מנר אמיתי במרחק רגל אחת! = 10.764 לוקס. עדיין בשימוש בתקני תאורה בארה"ב.
תקן בהירות קולנוע
מקרני קולנוע מכוילים ל-14-16 רגל-למברט (48-55 ניט). זה נראה עמום בהשוואה לטלוויזיה/טלפון! אבל בתיאטרון חשוך, זה יוצר את הניגוד הנכון. מקרנים ביתיים הם לעתים קרובות 100+ ניט לאור סביבתי.
התפתחות מדידת האור: מנרות לתקנים קוונטיים
מקורות אור עתיקים (לפני 1800)
לפני הפוטומטריה המדעית, בני האדם הסתמכו על מחזורי אור טבעיים ומקורות מלאכותיים גולמיים. מנורות שמן, נרות ולפידים סיפקו תאורה לא עקבית שנמדדה רק בהשוואה.
- נרות כתקנים: נרות חלב, דונג דבורים ושעוות לוויתן שימשו כהפניות גסות
- אין מדידות כמותיות: האור תואר באופן איכותי ('בהיר כמו אור יום', 'עמום כמו אור ירח')
- שונות אזורית: כל תרבות פיתחה תקני נרות משלה ללא הסכם בינלאומי
- מגבלת גילוי: לא הייתה הבנה של אור כקרינה אלקטרומגנטית או פוטונים
לידת הפוטומטריה המדעית (1800-1900)
המאה ה-19 הביאה ניסיונות שיטתיים לתקנן את מדידת האור, המונעים מאימוץ תאורת גז ותאורה חשמלית מוקדמת.
- 1799 - פוטומטר של רמפורד: בנג'מין תומפסון (הרוזן רמפורד) המציא את פוטומטר הצללים להשוואת מקורות אור
- שנות ה-1860 - תקני נרות מופיעים: נר שעוות לוויתן, מנורת קרסל (שמן צמחי), מנורת הפנר (אצטט אמיל) מתחרים כהפניות
- 1881 - תקן ויול: ז'ול ויול הציע פלטינה בנקודת הקיפאון שלה (1769 מעלות צלזיוס) כתקן אור - 1 סנטימטר רבוע פולט 1 ויול
- 1896 - נר הפנר: תקן גרמני המשתמש בלהבת אצטט אמיל מבוקרת, שעדיין היה בשימוש עד שנות ה-40 (0.903 קנדלה מודרנית)
תקינה בינלאומית (1900-1948)
מאמצים בתחילת המאה ה-20 איחדו תקנים לאומיים מתחרים לנר הבינלאומי, קודמו של הקנדלה המודרנית.
- 1909 - הנר הבינלאומי: הסכם בין צרפת, בריטניה וארה"ב מגדיר את התקן כ-1/20 מקרינת גוף שחור של פלטינה בנקודת הקיפאון
- 1921 - יחידת בוגר הוצעה: מבוססת על תקן הפלטינה, שווה בערך לקנדלה המודרנית
- שנות ה-1930 - תקן פנטן: מדינות מסוימות השתמשו במנורת פנטן מתוקננת במקום פלטינה
- שנות ה-1940 - המלחמה משבשת את התקנים: מלחמת העולם השנייה מדגישה את הצורך במדידה אוניברסלית, הדירה, בלתי תלויה בחפצים
הקנדלה הופכת ליחידת בסיס של SI (1948-1979)
שיתוף פעולה בינלאומי לאחר המלחמה קבע את הקנדלה כיחידת הבסיס השביעית של SI, שהוגדרה בתחילה על ידי קרינת גוף שחור של פלטינה.
1948 Definition: 1948 (הכנס ה-9 של CGPM): הקנדלה הוגדרה כעוצמת האור של 1/600,000 מ"ר של פלטינה בנקודת הקיפאון. בפעם הראשונה, 'קנדלה' החליפה רשמית את 'נר'. היא ביססה את הפוטומטריה במסגרת SI לצד המטר, הקילוגרם, השנייה, האמפר, הקלווין והמול.
Challenges:
- תלות בפלטינה: נדרשה שליטה מדויקת בטוהר ובטמפרטורה של הפלטינה (1769 מעלות צלזיוס)
- מימוש קשה: מעבדות מעטות יכלו לתחזק את מכשיר נקודת הקיפאון של הפלטינה
- רגישות ספקטרלית: ההגדרה התבססה על ראייה פוטופית (עקומת הרגישות של העין האנושית)
- אבולוציה של המינוחים: 'ניט' אומץ באופן לא רשמי עבור cd/m² בשנת 1967, למרות שאינו מונח רשמי של SI
מהפכה קוונטית: קישור אור לקבועים יסודיים (1979-הווה)
ההגדרה מחדש של 1979 שחררה את הקנדלה מחפצים חומריים, وبמקום זאת קשרה אותה לוואט באמצעות רגישות העין האנושית באורך גל מסוים.
1979 Breakthrough: הכנס ה-16 של CGPM הגדיר מחדש את הקנדלה על בסיס קרינה מונוכרומטית: 'עוצמת האור, בכיוון נתון, של מקור הפולט קרינה מונוכרומטית בתדר 540 × 10¹² הרץ (555 ננומטר, שיא הרגישות של העין האנושית) ובעל עוצמת קרינה של 1/683 ואט לסטרדיאן.' זה הופך 683 לומן לשווים בדיוק ל-1 ואט ב-555 ננומטר.
Advantages:
- קבוע יסודי: מקושר לוואט (יחידת הספק של SI) ולפונקציית הבהירות הפוטופית האנושית
- יכולת שחזור: כל מעבדה יכולה לממש את הקנדלה באמצעות לייזר וגלאי מכויל
- אין חפצים: אין צורך בפלטינה, נקודות קיפאון או תקנים פיזיים
- דיוק אורך גל: 555 ננומטר נבחר כשיא הראייה הפוטופית (היכן שהעין היא הרגישה ביותר)
- המספר 683: נבחר כדי לשמור על המשכיות עם הגדרת הקנדלה הקודמת
Modern Impact:
- כיול לד: קריטי לתקני יעילות אנרגטית (דירוגי לומן לוואט)
- טכנולוגיית תצוגה: תקני HDR (ניטים) מבוססים על הגדרת קנדלה מדויקת
- תקני תאורה: דרישות בנייה (רמות לוקס) ניתנות למעקב חזרה לתקן הקוונטי
- אסטרונומיה: מדידות בהירות כוכבים קשורות לפיזיקה יסודית
מהפכות טכנולוגיות בתאורה (שנות ה-80-הווה)
טכנולוגיית התאורה המודרנית שינתה את האופן שבו אנו יוצרים, מודדים ומשתמשים באור, והפכה את הדיוק הפוטומטרי לחשוב מתמיד.
עידן הלד (שנות ה-2000-2010)
נורות הלד חוללו מהפכה בתאורה עם 100+ לומן/ואט (לעומת 15 לומן/ואט לנורות ליבון). תוויות אנרגיה דורשות כעת דירוגי לומן מדויקים. מדד עיבוד הצבעים (CRI) וטמפרטורת הצבע (קלווין) הופכים למפרטים צרכניים.
טכנולוגיית תצוגה (שנות ה-2010-הווה)
תצוגות HDR מגיעות ל-1000-2000 ניט. בקרת פיקסלים ב-OLED. תקנים כמו HDR10, Dolby Vision דורשים מפרטי בהירות מדויקים. נראות סמארטפונים בחוץ מניעה בהירות שיא של 1200+ ניט. קולנוע שומר על 48 ניט לניגוד נכון.
תאורה חכמה ועיצוב ממוקד אדם (שנות ה-2020)
מחקר על מקצב היממה מניע תאורה ניתנת לכוונון (התאמת CCT). מדי לוקס בסמארטפונים. תקנות בנייה מציינות הארה לבריאות/פרודוקטיביות. פוטומטריה היא מרכזית בעיצוב רווחה.
- יחידת ה-SI היחידה המבוססת על תפיסה אנושית: הקנדלה משלבת באופן ייחודי ביולוגיה (רגישות העין) בהגדרת הפיזיקה
- מנרות לקוונטים: מסע ממקלות שעווה גולמיים לתקנים המוגדרים בלייזר ב-200 שנה
- עדיין מתפתח: טכנולוגיית הלד והתצוגה ממשיכה להניע חדשנות פוטומטרית
- השפעה מעשית: בהירות מסך הטלפון, תאורת המשרד ופנסי הרכב שלך כולם חוזרים ל-683 לומן = 1 ואט ב-555 ננומטר
- עתיד: עידון נוסף פוטנציאלי ככל שנבין טוב יותר את מדע הראייה, אך ההגדרה הנוכחית יציבה להפליא מאז 1979
טיפים מקצועיים
- **בדקו קודם את הקטגוריה**: ודאו תמיד שאתם ממירים בתוך אותה קטגוריה. לוקס ל-fc: בסדר. לוקס לניט: לא נכון!
- **ריבוע הפוך מהיר**: מרחק x2 = בהירות /4. מרחק x3 = בהירות /9. מתמטיקה מהירה בראש!
- **לומן ≠ לוקס**: נורת 1000 לומן הפרוסה על פני 1 מ"ר = 1000 לוקס. על פני 10 מ"ר = 100 לוקס. השטח חשוב!
- **רגל-נר מהיר**: fc x 10 ≈ לוקס. קרוב מספיק להערכות גסות. מדויק: fc x 10.764 = לוקס.
- **השוואת תצוגות**: השתמשו תמיד בניטים (cd/m²). התעלמו ממפרטי % בהירות. רק ניטים הם אובייקטיביים.
- **הערכת תאורת חדר**: 300-500 לוקס הוא טיפוסי למשרד. סך הלומנים הנדרשים = לוקס x שטח (מ"ר). לאחר מכן חלקו בלומנים לנורה.
- **כתיב מדעי אוטומטי**: ערכים ≥ 1 מיליון או < 0.000001 מוצגים אוטומטית בכתיב מדעי (לדוגמה, 1.0e+6) לקריאות!
הפניה פוטומטרית מלאה
הארה
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| יחידה | סמל | הערות ויישומים |
|---|---|---|
| לוקס | lx | יחידת SI של הארה. 1 lx = 1 lm/m². משרד: 300-500 לוקס. אור שמש: 100,000 לוקס. |
| קילולוקס | klx | 1000 לוקס. תנאי חוץ בהירים. טווחי אור שמש ישיר. |
| מילילוקס | mlx | 0.001 לוקס. תנאי תאורה נמוכה. רמות דמדומים. |
| מיקרולוקס | µlx | 0.000001 לוקס. תנאים חשוכים מאוד. רמות אור כוכבים. |
| רגל-נר | fc | הארה אימפריאלית. 1 fc = 10.764 לוקס. עדיין בשימוש בתקנים אמריקאיים. |
| פוט | ph | יחידת CGS. 1 ph = 10,000 לוקס = 1 lm/cm². כמעט ולא בשימוש כיום. |
| נוקס | nx | 0.001 לוקס. תאורת לילה. מלטינית 'לילה'. |
| לומן למטר רבוע | lm/m² | זהה ללוקס. הגדרה ישירה: 1 lm/m² = 1 לוקס. |
| לומן לסנטימטר רבוע | lm/cm² | זהה לפוט. 1 lm/cm² = 10,000 לוקס. |
| לומן לרגל רבועה | lm/ft² | זהה לרגל-נר. 1 lm/ft² = 1 fc = 10.764 לוקס. |
בהיקות
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| יחידה | סמל | הערות ויישומים |
|---|---|---|
| קנדלה למטר רבוע (ניט) | cd/m² | יחידת בהירות מודרנית = ניט. תצוגות מדורגות בניטים. טלפון: 500 ניט. |
| ניט | nt | שם נפוץ ל-cd/m². תקן בהירות תצוגה. HDR: 1000+ ניט. |
| סטילב | sb | 1 cd/cm² = 10,000 ניט. בהיר מאוד. כמעט ולא בשימוש כיום. |
| קנדלה לסנטימטר רבוע | cd/cm² | זהה לסטילב. 1 cd/cm² = 10,000 cd/m². |
| קנדלה לרגל רבועה | cd/ft² | בהירות אימפריאלית. 1 cd/ft² = 10.764 cd/m². |
| קנדלה לאינץ' רבוע | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². שטח קטן, בהירות גבוהה. |
| למברט | L | 1/π cd/cm² = 3,183 cd/m². משטח מפוזר לחלוטין. |
| מילילמברט | mL | 0.001 למברט = 3.183 cd/m². |
| רגל-למברט | fL | 1/π cd/ft² = 3.426 cd/m². תקן קולנוע אמריקאי: 14-16 fL. |
| אפוסטילב | asb | 1/π cd/m² = 0.318 cd/m². יחידת CGS. |
| בלונדל | blondel | זהה לאפוסטילב. 1/π cd/m². על שם אנדרה בלונדל. |
| בריל | bril | 10^-7 למברט = 3.183 x 10^-6 cd/m². ראייה מותאמת לחושך. |
| סקוט | sk | 10^-4 למברט = 3.183 x 10^-4 cd/m². יחידת ראייה סקוטופית. |
עוצמת האור
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| יחידה | סמל | הערות ויישומים |
|---|---|---|
| קנדלה | cd | יחידת בסיס של SI! עוצמת אור בכיוון מסוים. לד: 1-10 cd טיפוסי. |
| קילוקנדלה | kcd | 1000 קנדלה. מקורות בהירים מאוד. זרקורים. |
| מיליקנדלה | mcd | 0.001 קנדלה. נורות לד קטנות. נוריות חיווי: 1-100 mcd. |
| הפנרקרזה (נר הפנר) | HK | 0.903 cd. תקן נר גרמני. להבת אצטט אמיל. |
| נר בינלאומי | ICP | 1.02 cd. תקן מוקדם. פלטינה בנקודת הקיפאון. |
| נר עשרוני | dc | זהה לקנדלה. מונח צרפתי מוקדם. |
| נר פנטאן (10 כוח נר) | cp | 10 cd. תקן מנורת פנטן. 10 עוצמת נר. |
| יחידת קרסל | carcel | 9.74 cd. תקן מנורה צרפתי. מנורת שמן קרסל. |
| בוז'י עשרוני | bougie | זהה לקנדלה. נר עשרוני צרפתי. |
שטף אור
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| יחידה | סמל | הערות ויישומים |
|---|---|---|
| לומן | lm | יחידת SI של שטף האור. תפוקת אור כוללת. נורת לד: 800 lm טיפוסי. |
| קילולומן | klm | 1000 לומן. נורות בהירות. תאורה מסחרית. |
| מילילומן | mlm | 0.001 לומן. מקורות עמומים מאוד. |
| ואט (ב-555 ננומטר, שיא היעילות המאירה) | W@555nm | 1 ואט ב-555 ננומטר = 683 לומן. יעילות אורית מרבית. שיא האור הירוק. |
חשיפה פוטומטרית
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| יחידה | סמל | הערות ויישומים |
|---|---|---|
| לוקס-שנייה | lx⋅s | הארה לאורך זמן. חשיפה צילומית. 1 lx למשך שנייה אחת. |
| לוקס-שעה | lx⋅h | 3600 לוקס-שניות. 1 lx למשך שעה אחת. חשיפות ארוכות יותר. |
| פוט-שנייה | ph⋅s | 10,000 לוקס-שניות. חשיפה בהירה. |
| רגל-נר-שנייה | fc⋅s | 10.764 לוקס-שניות. רגל-נר למשך שנייה אחת. |
| רגל-נר-שעה | fc⋅h | 38,750 לוקס-שניות. רגל-נר למשך שעה אחת. |
שיטות עבודה מומלצות להמרת פוטומטריה
שיטות עבודה מומלצות
- דעו את הכמות: לוקס (על פני השטח), ניט (מפני השטח), קנדלה (מקור), לומן (סה"כ) - לעולם אל תערבבו!
- המירו רק בתוך אותה קטגוריה: לוקס↔רגל-נר בסדר, לוקס↔ניט בלתי אפשרי ללא נתוני משטח
- עבור לומן ללוקס: דרושים שטח ותבנית פיזור אור (לא חלוקה פשוטה!)
- בהירות תצוגה בניטים: 200-300 בתוך הבית, 600+ בחוץ, 1000+ תוכן HDR
- תקני תאורה משתמשים בלוקס: משרד 300-500 lx, קמעונאות 500-1000 lx, ודאו דרישות מקומיות
- צילום: לוקס-שניות לחשיפה, אך מצלמות מודרניות משתמשות בסולם EV (ערך חשיפה)
טעויות נפוצות שכדאי להימנע מהן
- ניסיון להמיר לוקס לניט ישירות: בלתי אפשרי! כמויות שונות (על פני השטח לעומת מפני השטח)
- המרת לומנים ללוקסים ללא שטח: יש לדעת את השטח המואר ותבנית הפיזור
- התעלמות מחוק ריבוע המרחק ההפוך: עוצמת האור פוחתת עם ריבוע המרחק (מרחק כפול = 1/4 מהאור)
- ערבוב קטגוריות: כמו לנסות להמיר מטרים לקילוגרמים - חסר משמעות פיזית!
- שימוש ביחידה שגויה ליישום: תצוגות זקוקות לניטים, חדרים זקוקים ללוקסים, נורות מדורגות בלומנים
- בלבול בין קנדלה לעוצמת נר (candlepower): יחידה אימפריאלית ישנה, אינה זהה לקנדלה המודרנית (cd)
שאלות נפוצות
מה ההבדל בין לוקס לניט?
שונים לחלוטין! לוקס = הארה = אור הנופל על משטח (lm/m²). ניט = בהירות = אור המגיע ממשטח (cd/m²). דוגמה: לשולחן עבודה יש הארה של 500 לוקס מהתאורה העילית. למסך המחשב יש בהירות של 300 ניט שאתה רואה. לא ניתן להמיר ביניהם מבלי לדעת את החזרת האור של המשטח! כמויות פיזיקליות שונות.
האם אני יכול להמיר לומנים ללוקסים?
כן, אבל אתה צריך את השטח! לוקס = לומנים / שטח (מ"ר). נורת 1000 לומן המאירה משטח של 1 מ"ר = 1000 לוקס. אותה נורה המאירה 10 מ"ר = 100 לוקס. זה מושפע גם מהמרחק (חוק ריבוע המרחק ההפוך) ומתבנית פיזור האור. זו אינה המרה ישירה!
מדוע קנדלה היא יחידת בסיס של SI?
מסיבות היסטוריות ומעשיות. עוצמת האור היא יסודית - ניתן למדוד אותה ישירות ממקור. לומן ולוקס נגזרים מקנדלה באמצעות גיאומטריה. כמו כן, קנדלה היא יחידת ה-SI היחידה המבוססת על תפיסה אנושית! היא מוגדרת באמצעות הרגישות הספקטרלית של העין האנושית ב-555 ננומטר. מיוחדת בין יחידות SI.
מהי בהירות מסך טובה?
תלוי בסביבה! בתוך הבית: 200-300 ניט מספיקים. בחוץ: אתה צריך 600+ ניט לנראות. תוכן HDR: 400-1000 ניט. בהיר מדי בחושך = מאמץ עיניים. עמום מדי באור שמש = אי אפשר לראות. מכשירים רבים מתכווננים אוטומטית. לטלפונים יש בדרך כלל 400-800 ניט, חלקם מגיעים ל-1200+ לאור שמש בהיר.
כמה לומנים אני צריך?
תלוי בחדר ובמטרה! כלל אצבע: 300-500 לוקס למשרדים. חדר שינה: 100-200 לוקס. מטבח: 300-400 לוקס. הכפילו לוקס בשטח החדר (מ"ר) = סך הלומנים. דוגמה: משרד בגודל 4 מטר על 5 מטר (20 מ"ר) ב-400 לוקס = נדרשים 8,000 לומן. לאחר מכן חלקו בלומנים לנורה.
מדוע איני יכול לערבב בין הקטגוריות האלה?
הן כמויות פיזיקליות שונות במהותן עם ממדים שונים! כמו לנסות להמיר קילוגרמים למטרים - בלתי אפשרי! הארה היא שטף/שטח. בהירות היא עוצמה/שטח. עוצמה היא קנדלה. שטף הוא לומן. כולן קשורות באמצעות פיזיקה/גיאומטריה אך אינן ניתנות להמרה ישירה. אתה צריך מידע נוסף (מרחק, שטח, החזרת אור) כדי לקשר ביניהן.
מדריך כלים מלא
כל 71 הכלים הזמינים ב-UNITS