Fényátalakító
Fény és fotometria — A kandelától a lumenig
Ismerje meg a fotometriai mértékegységeket 5 kategóriában: megvilágítás (lux), fénysűrűség (nit), fényerősség (kandela), fényáram (lumen) és expozíció. Értse meg a különbséget a felületekre eső és a felületekről érkező fény között.
A fotometria alapjai
Öt fizikai mennyiség
A fotometria 5 KÜLÖNBÖZŐ dolgot mér! Megvilágítás: egy felületre eső fény (lux). Fénysűrűség: egy felületről érkező fény (nit). Erősség: a forrás erőssége (kandela). Áram: teljes kibocsátás (lumen). Expozíció: fény x idő. Nem keverhető!
- Megvilágítás: lux (fény a felületen)
- Fénysűrűség: nit (fény a felületről)
- Erősség: kandela (forrás)
- Áram: lumen (összesen)
- Expozíció: lux-másodperc (idő)
Megvilágítás (Lux)
Egy felületre eső fény. Mértékegységek: lux (lx) = lumen per négyzetméter. Napfény: 100 000 lux. Iroda: 500 lux. Holdfény: 0,1 lux. Azt méri, milyen fényesnek tűnik egy felület, amikor megvilágítják.
- lux = lm/m² (lumen/terület)
- Napfény: 100 000 lx
- Iroda: 300-500 lx
- Nem váltható át nitre!
Fénysűrűség (Nit)
Egy felületről érkező fény (kibocsátott vagy visszavert). Mértékegységek: nit = kandela per négyzetméter. Telefon képernyője: 500 nit. Laptop: 300 nit. Különbözik a megvilágítástól! A felület saját fényességét méri.
- nit = cd/m²
- Telefon: 400-800 nit
- Laptop: 200-400 nit
- Különbözik a megvilágítástól!
- 5 különböző fizikai mennyiség - nem keverhető!
- Megvilágítás (lux): fény a felületen
- Fénysűrűség (nit): fény a felületről
- Erősség (kandela): a forrás erőssége egy irányban
- Áram (lumen): teljes fénykibocsátás
- Csak azonos kategórián belül váltson át!
Az öt kategória magyarázata
Megvilágítás (Fény a felületen)
Egy felületre beeső fény. Azt méri, mennyi fény éri a területet. Alapegység: lux (lx). 1 lux = 1 lumen per négyzetméter. Foot-candle (fc) = 10,76 lux. Világítástervezéshez használják.
- lux (lx): SI-egység
- foot-candle (fc): angolszász
- phot (ph): CGS (10 000 lx)
- A beérkező fényt méri
Fénysűrűség (Fény a felületről)
Egy felületről kibocsátott vagy visszavert fény. A fényesség, amit lát. Alapegység: nit = kandela/m². Stilb = 10 000 nit. A lambert és a foot-lambert történelmi mértékegységek. Kijelzőkhöz, képernyőkhöz használják.
- nit (cd/m²): modern
- stilb: 10 000 nit
- lambert: 3 183 nit
- foot-lambert: 3,43 nit
Erősség, Áram, Expozíció
Erősség (kandela): a forrás erőssége egy irányban. SI-alapegység! Áram (lumen): teljes kibocsátás minden irányban. Expozíció (lux-másodperc): a megvilágítás időbeli alakulása a fotózáshoz.
- kandela (cd): SI-alap
- lumen (lm): teljes kibocsátás
- lux-másodperc: expozíció
- Mind különböző mennyiségek!
A fénymérés fizikája
A négyzetes távolság törvénye
A fényintenzitás a távolság négyzetével csökken. Megvilágítás E = Erősség I / távolság² (r²). Kétszeres távolság = 1/4 fényerő. 1 kandela 1 méteren = 1 lux. 2 méteren = 0,25 lux.
- E = I / r²
- Kétszeres távolság = 1/4 fény
- 1 cd 1m-en = 1 lx
- 1 cd 2m-en = 0,25 lx
Az áramtól a megvilágításig
Egy területen eloszló fényáram. E (lux) = Áram (lumen) / Terület (m²). 1000 lumen 1 m²-en = 1000 lux. 10 m²-en = 100 lux. Nagyobb terület = kisebb megvilágítás.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- A terület számít!
Fénysűrűség és visszaverődés
Fénysűrűség = megvilágítás x visszaverődés / π. Fehér fal (90% visszaverődés): magas fénysűrűség. Fekete felület (10% visszaverődés): alacsony fénysűrűség. Azonos megvilágítás, különböző fénysűrűség! A felülettől függ.
- L = E × ρ / π
- Fehér: magas fénysűrűség
- Fekete: alacsony fénysűrűség
- A felület számít!
Fényszint-referenciaértékek
| Körülmény | Megvilágítás (lux) | Megjegyzések |
|---|---|---|
| Csillagfény | 0.0001 | A legsötétebb természetes fény |
| Holdfény (teli) | 0.1 - 1 | Tiszta éjszaka |
| Utcai világítás | 10 - 20 | Jellemző városi |
| Nappali | 50 - 150 | Kényelmes otthon |
| Irodai munkaterület | 300 - 500 | Standard követelmény |
| Kiskereskedelmi üzlet | 500 - 1000 | Fényes kijelző |
| Műtő | 10,000 - 100,000 | Sebészeti pontosság |
| Közvetlen napfény | 100,000 | Fényes nap |
| Teljes nappali fény | 10,000 - 25,000 | Borús-napos |
Kijelző fényereje (Fénysűrűség)
| Eszköz | Jellemző (nit) | Maximum (nit) |
|---|---|---|
| E-olvasó (e-tinta) | 5-10 | 15 |
| Laptop képernyő | 200-300 | 400 |
| Asztali monitor | 250-350 | 500 |
| Okostelefon | 400-600 | 800-1200 |
| HDR TV | 400-600 | 1000-2000 |
| Mozi projektor | 48-80 | 150 |
| Kültéri LED kijelző | 5000 | 10,000+ |
Valós alkalmazások
Világítástervezés
Iroda: 300-500 lux. Kiskereskedelem: 500-1000 lux. Sebészet: 10 000+ lux. Az építési előírások meghatározzák a megvilágítási követelményeket. Túl alacsony: szemfáradtság. Túl magas: vakítás, energiapazarlás. A megfelelő világítás kritikus!
- Iroda: 300-500 lx
- Kiskereskedelem: 500-1000 lx
- Sebészet: 10 000+ lx
- Építési előírások vonatkoznak
Kijelzőtechnológia
Telefon/táblagép képernyők: 400-800 nit jellemző. Laptopok: 200-400 nit. HDR TV-k: 1000+ nit. Kültéri kijelzők: 2000+ nit a láthatóság érdekében. A fénysűrűség határozza meg az olvashatóságot világos körülmények között.
- Telefonok: 400-800 nit
- Laptopok: 200-400 nit
- HDR TV: 1000+ nit
- Kültéri: 2000+ nit
Fotózás
Kamera expozíciója = megvilágítás x idő. Lux-másodperc vagy lux-óra. A fénymérők luxot mérnek. A megfelelő expozíció kritikus a képminőség szempontjából. Az EV (expozíciós érték) a lux-másodperchez kapcsolódik.
- Expozíció = lux x idő
- Fénymérők: lux
- lux-másodperc: fotóegység
- Az EV az expozícióhoz kapcsolódik
Gyors matematika
Négyzetes távolság
A megvilágítás a távolság²-el csökken. 1 cd 1m-en = 1 lx. 2m-en = 0,25 lx (1/4). 3m-en = 0,11 lx (1/9). Gyorsan: ossza el a távolság négyzetével!
- E = I / r²
- 1m: ossza el 1-gyel
- 2m: ossza el 4-gyel
- 3m: ossza el 9-cel
Területi eloszlás
Áram a területen. 1000 lm izzó. 1 m távolságban 12,6 m² gömbfelületen oszlik el. 1000 / 12,6 = 79 lux. Nagyobb gömb = kevesebb lux.
- Gömb felülete = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Áram / terület = megvilágítás
Luxról Foot-Candle-re
1 foot-candle = 10,764 lux. Gyorsan: fc x 10 ≈ lux. Vagy: lux / 10 ≈ fc. Elég közel a becslésekhez!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ lux
- lux / 10 ≈ fc
- Gyors becslés
Hogyan működnek az átváltások
- 1. lépés: Ellenőrizze a kategóriát
- 2. lépés: Csak a kategórián belül váltson át
- Megvilágítás: lux, fc, phot
- Fénysűrűség: nit, lambert, fL
- SOHA ne lépjen át a kategóriákon!
Gyakori átváltások (kategóriákon belül)
| Miből | Mibe | Szorzó | Példa |
|---|---|---|---|
| lux | foot-candle | 0.0929 | 100 lx = 9,29 fc |
| foot-candle | lux | 10.764 | 10 fc = 107,6 lx |
| phot | 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 |
Gyors példák
Megoldott problémák
Irodai világítás
Egy irodának 400 luxra van szüksége. A LED izzók egyenként 800 lument termelnek. A szoba 5m x 4m (20 m²). Hány izzóra van szükség?
Szükséges összes lumen = 400 lx x 20 m² = 8000 lm. Szükséges izzók = 8000 / 800 = 10 izzó. Feltételezi az egyenletes eloszlást és a veszteségek hiányát.
Zseblámpa távolsága
Egy zseblámpa 1000 kandela erősségű. Mekkora a megvilágítás 5 méteren?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 lux. A négyzetes távolság törvénye: kétszeres távolság = 1/4 fény.
Képernyő fényereje
Egy laptop képernyője 300 nit. Átváltás foot-lambertekre?
1 nit = 0,2919 foot-lambert. 300 nit x 0,2919 = 87,6 fL. A történelmi mozi szabvány 16 fL volt, tehát a laptop 5,5-szer fényesebb!
Gyakori hibák
- **Kategóriák keverése**: A lux nem váltható át nitre! Különböző fizikai mennyiségek. A lux a felületre eső fény. A nit a felületről érkező fény. A kettő összekapcsolásához szükség van a visszaverődésre.
- **A négyzetes távolság törvényének elfelejtése**: A fény a távolság NÉGYZETÉVEL csökken, nem lineárisan. 2x távolság = 1/4 fényerő, nem 1/2!
- **A lumen és a lux összekeverése**: A lumen a teljes kibocsátás (minden irányban). A lux a kibocsátás területegységenként (egy irányban). Egy 1000 lm izzó NEM termel 1000 luxot!
- **A visszaverődés figyelmen kívül hagyása**: Egy fehér és egy fekete falnak azonos megvilágítás mellett nagyon eltérő a fénysűrűsége. A felület számít!
- **A kandela és a gyertyaerő összekeverése**: 1 kandela ≠ 1 gyertyaerő. A pentán gyertya = 10 kandela. A történelmi mértékegységek változtak!
- **Kijelző fényerősségének mértékegységei**: A gyártók keverik a niteket, a cd/m²-t és a %-os fényerőt. Az összehasonlításhoz mindig ellenőrizze a tényleges niteket.
Érdekességek
A Kandela SI-alapegység
A kandela az SI 7 alapegységének egyike (a méter, kilogramm, másodperc, amper, kelvin, mól mellett). Egy olyan fényforrás fényerősségeként definiálják, amely 540 THz frekvenciájú fényt bocsát ki 1/683 watt per szteradián sugárzási intenzitással. Az egyetlen, emberi érzékelésen alapuló mértékegység!
A Lumen a Kandelából van definiálva
1 lumen = 1 kandela erősségű forrásból 1 szteradián térszögön áthaladó fény. Mivel egy gömbnek 4π szteradiánja van, egy 1 kandela izotróp forrás összesen 4π ≈ 12,57 lument bocsát ki. A lumen származtatott, a kandela alapvető!
Az 555 nm a csúcsérzékenység
Az emberi szem a legérzékenyebb az 555 nm-es (zöldessárga) fényre. 1 watt 555 nm-es fény = 683 lumen (a maximálisan lehetséges). A vörös vagy kék fény: kevesebb lumen per watt. Ezért zöld az éjjellátó!
HDR kijelzők = 1000+ Nit
Standard kijelzők: 200-400 nit. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nit. Némelyik eléri a 2000-4000 nitet is! A napfény visszaverődése: 5000+ nit. A HDR a valós világ fényerő-tartományát utánozza a lenyűgöző képekért.
Foot-Candle valódi gyertyákból
1 foot-candle = 1 kandela erősségű forrástól 1 láb távolságra lévő megvilágítás. Eredetileg egy valódi gyertyától 1 láb távolságra! = 10,764 lux. Még mindig használják az amerikai világítási szabályzatokban.
Mozi fényerő-szabvány
A mozi projektorokat 14-16 foot-lambertre (48-55 nit) kalibrálják. A TV-hez/telefonhoz képest homályosnak tűnik! De egy sötét színházban megfelelő kontrasztot hoz létre. A házi projektorok gyakran 100+ nitesek a környezeti fény miatt.
A fénymérés evolúciója: a gyertyáktól a kvantum standardokig
Ősi fényforrások (1800 előtt)
A tudományos fotometria előtt az emberek a természetes fényciklusokra és a durva mesterséges forrásokra támaszkodtak. Az olajlámpák, gyertyák és fáklyák következetlen megvilágítást biztosítottak, amelyet csak összehasonlítással mértek.
- Gyertyák mint standardok: a faggyú-, méhviasz- és spermaceti gyertyákat durva referenciaként használták
- Nincs kvantitatív mérés: a fényt minőségileg írták le ('világos, mint a nappali fény', 'halvány, mint a holdfény')
- Regionális eltérések: minden kultúra saját gyertyastandardokat fejlesztett ki nemzetközi megállapodás nélkül
- A felfedezés korlátai: nem volt megértés a fényről, mint elektromágneses sugárzásról vagy fotonokról
A tudományos fotometria születése (1800-1900)
A 19. század rendszeres kísérleteket hozott a fénymérés standardizálására, amelyet a gázvilágítás és a korai elektromos világítás bevezetése vezérelt.
- 1799 - Rumford fotométere: Benjamin Thompson (Rumford gróf) feltalálta az árnyékfotométert a fényforrások összehasonlítására
- 1860-as évek - Gyertyastandardok jelennek meg: a spermaceti gyertya (bálnaolaj), a Carcel-lámpa (növényi olaj), a Hefner-lámpa (amil-acetát) versenyeznek referenciaként
- 1881 - Violle-standard: Jules Violle javasolta a platinát a fagyáspontján (1769°C) fénystandardként - 1 négyzetcentiméter 1 Violle-t bocsát ki
- 1896 - Hefner-gyertya: német standard, amely szabályozott amil-acetát lángot használ, és az 1940-es évekig használták (0,903 modern kandela)
Nemzetközi szabványosítás (1900-1948)
A 20. század eleji erőfeszítések egyesítették a versengő nemzeti szabványokat a Nemzetközi Gyertyában, a modern kandela elődjében.
- 1909 - Nemzetközi Gyertya: Franciaország, az Egyesült Királyság és az USA közötti megállapodás a szabványt a platina fekete test sugárzójának 1/20-aként definiálja a fagyásponton
- 1921 - Bouguer-egység javaslata: a platina szabványon alapul, körülbelül egyenlő a modern kandelával
- 1930-as évek - Pentán-standard: néhány ország platina helyett szabványosított pentánlámpát használt
- 1940-es évek - A háború megzavarja a szabványokat: a II. világháború rávilágít az univerzális, reprodukálható, artefaktumoktól független mérés szükségességére
A Kandela SI alapegységgé válik (1948-1979)
A háború utáni nemzetközi együttműködés a kandelát a hetedik SI alapegységként hozta létre, amelyet kezdetben a platina fekete test sugárzása határozott meg.
1948 Definition: 1948 (9. CGPM): A kandelát a fagyásponton lévő platina 1/600 000 m²-ének fényerősségeként határozták meg. Először a 'kandela' váltotta fel hivatalosan a 'gyertyát'. Ez megalapozta a fotometriát az SI keretrendszerén belül a méter, a kilogramm, a másodperc, az amper, a kelvin és a mól mellett.
Challenges:
- Platinától való függőség: a platina tisztaságának és hőmérsékletének (1769°C) pontos ellenőrzését igényelte
- Nehéz megvalósítás: kevés laboratórium tudta fenntartani a platina fagyáspont-berendezését
- Spektrális érzékenység: a definíció a fotopikus látáson alapult (az emberi szem érzékenységi görbéje)
- Terminológia fejlődése: a 'nit'-et 1967-ben informálisan elfogadták a cd/m²-re, bár nem hivatalos SI-kifejezés
Kvantumforradalom: A fény összekapcsolása az alapvető állandókkal (1979-től napjainkig)
Az 1979-es újradefiniálás felszabadította a kandelát az anyagi artefaktumoktól, ehelyett a watthoz kötötte az emberi szem érzékenységén keresztül egy adott hullámhosszon.
1979 Breakthrough: A 16. CGPM a kandelát a monokromatikus sugárzás alapján definiálta újra: 'A fényerősség egy adott irányban egy olyan forrásból, amely 540 × 10¹² Hz (555 nm, az emberi szem csúcsérzékenysége) frekvenciájú monokromatikus sugárzást bocsát ki, és sugárzási intenzitása 1/683 watt per szteradián.' Ez 683 lument pontosan 1 wattnak tesz egyenlővé 555 nm-en.
Advantages:
- Alapvető állandó: a watthoz (SI teljesítményegység) és az emberi fotopikus fényerősségi függvényhez kapcsolódik
- Reprodukálhatóság: bármely laboratórium megvalósíthatja a kandelát egy lézer és egy kalibrált detektor segítségével
- Nincsenek artefaktumok: nincs szükség platinára, fagyáspontokra, fizikai standardokra
- Hullámhossz-pontosság: az 555 nm-t a fotopikus látás csúcsának választották (ahol a szem a legérzékenyebb)
- A 683-as szám: az előző kandela-definícióval való folytonosság fenntartása érdekében választották
Modern Impact:
- LED-kalibrálás: kritikus az energiahatékonysági szabványok szempontjából (lumen per watt besorolás)
- Kijelzőtechnológia: a HDR-szabványok (nit) a pontos kandela-definíción alapulnak
- Világítási kódok: az építési követelmények (lux-szintek) visszavezethetők a kvantumstandardra
- Csillagászat: a csillagok fényességének mérése az alapvető fizikához kapcsolódik
Technológiai forradalmak a világításban (1980-as évektől napjainkig)
A modern világítástechnika átalakította a fény létrehozásának, mérésének és használatának módját, így a fotometriai pontosság fontosabbá vált, mint valaha.
LED-korszak (2000-es - 2010-es évek)
A LED-ek forradalmasították a világítást 100+ lumen/wattal (szemben a hagyományos izzók 15 lm/W-jával). Az energiacímkék mostantól pontos lumen-besorolást igényelnek. A színvisszaadási index (CRI) és a színhőmérséklet (Kelvin) fogyasztói specifikációkká válnak.
Kijelzőtechnológia (2010-es évektől napjainkig)
A HDR kijelzők elérik az 1000-2000 nitet. Az OLED pixel-szintű vezérlést biztosít. Az olyan szabványok, mint a HDR10, a Dolby Vision, pontos fénysűrűség-specifikációkat igényelnek. Az okostelefonok kültéri láthatósága 1200+ nit csúcsfényerőt eredményez. A mozi 48 nitet tart a megfelelő kontraszt érdekében.
Okos világítás és emberközpontú tervezés (2020-as évek)
A cirkadián ritmus kutatása a hangolható világítást (CCT-beállítás) ösztönzi. Luxmérők az okostelefonokban. Az építési előírások meghatározzák a megvilágítást az egészség/termelékenység érdekében. A fotometria központi szerepet játszik a wellness-tervezésben.
- Az egyetlen SI-egység, amely az emberi érzékelésen alapul: a kandela egyedülállóan beépíti a biológiát (a szem érzékenységét) a fizikai definícióba
- A gyertyáktól a kvantumig: utazás a nyers viaszrudaktól a lézerrel definiált szabványokig 200 év alatt
- Még mindig fejlődik: a LED- és a kijelzőtechnológia továbbra is ösztönzi a fotometriai innovációt
- Gyakorlati hatás: a telefon képernyőjének fényereje, az irodai világítás és az autó fényszórói mind a 683 lumen = 1 watt 555 nm-re vezethetők vissza
- Jövő: további finomítás lehetséges, ahogy jobban megértjük a látástudományt, de a jelenlegi definíció 1979 óta rendkívül stabil
Profi tippek
- **Először ellenőrizze a kategóriát**: Mindig győződjön meg róla, hogy azonos kategórián belül vált át. Luxról fc-re: OK. Luxról nitre: ROSSZ!
- **Gyors négyzetes távolság**: Távolság x2 = fényerő /4. Távolság x3 = fényerő /9. Gyors fejszámolás!
- **Lumen ≠ Lux**: egy 1000 lumenes izzó 1 m²-en elosztva = 1000 lux. 10 m²-en = 100 lux. A terület számít!
- **Gyors foot-candle**: fc x 10 ≈ lux. Elég közel a durva becslésekhez. Pontos: fc x 10,764 = lux.
- **Kijelzők összehasonlítása**: Mindig niteket (cd/m²) használjon. Hagyja figyelmen kívül a %-os fényerő-specifikációkat. Csak a nitek objektívek.
- **Szoba világításának becslése**: 300-500 lux jellemző egy irodában. Szükséges összes lumen = lux x terület (m²). Ezután ossza el az izzónkénti lumenekkel.
- **Automatikus tudományos jelölés**: Az 1 millió vagy annál nagyobb, illetve 0,000001-nél kisebb értékek automatikusan tudományos jelöléssel (pl. 1.0e+6) jelennek meg az olvashatóság érdekében!
Teljes fotometriai referencia
Megvilágítás
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Egység | Szimbólum | Megjegyzések és alkalmazások |
|---|---|---|
| lux | lx | A megvilágítás SI-egysége. 1 lx = 1 lm/m². Iroda: 300-500 lux. Napfény: 100 000 lux. |
| kilolux | klx | 1000 lux. Világos kültéri körülmények. Közvetlen napfény tartományai. |
| millilux | mlx | 0,001 lux. Alacsony fényviszonyok. Alkonyati szintek. |
| mikrolux | µlx | 0,000001 lux. Nagyon sötét körülmények. Csillagfény szintek. |
| lábgyertya | fc | Angolszász megvilágítás. 1 fc = 10,764 lux. Még mindig használják az amerikai előírásokban. |
| phot | ph | CGS-egység. 1 ph = 10 000 lux = 1 lm/cm². Ma már ritkán használják. |
| nox | nx | 0,001 lux. Éjszakai megvilágítás. A latin 'éjszaka' szóból. |
| lumen per négyzetméter | lm/m² | Ugyanaz, mint a lux. Közvetlen definíció: 1 lm/m² = 1 lux. |
| lumen per négyzetcentiméter | lm/cm² | Ugyanaz, mint a phot. 1 lm/cm² = 10 000 lux. |
| lumen per négyzethüvelyk | lm/ft² | Ugyanaz, mint a foot-candle. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 lux. |
Fénysűrűség
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Egység | Szimbólum | Megjegyzések és alkalmazások |
|---|---|---|
| kandela per négyzetméter (nit) | cd/m² | Modern fénysűrűség-egység = nit. A kijelzőket nitekben értékelik. Telefon: 500 nit. |
| nit | nt | A cd/m² közismert neve. Kijelző fényerő-szabvány. HDR: 1000+ nit. |
| stilb | sb | 1 cd/cm² = 10 000 nit. Nagyon világos. Ma már ritkán használják. |
| kandela per négyzetcentiméter | cd/cm² | Ugyanaz, mint a stilb. 1 cd/cm² = 10 000 cd/m². |
| kandela per négyzethüvelyk | cd/ft² | Angolszász fénysűrűség. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| kandela per négyzethüvelyk | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Kis terület, nagy fényerő. |
| lambert | L | 1/π cd/cm² = 3 183 cd/m². Tökéletesen diffúz felület. |
| millilambert | mL | 0,001 lambert = 3,183 cd/m². |
| láb-lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². Amerikai mozi szabvány: 14-16 fL. |
| apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². CGS-egység. |
| blondel | blondel | Ugyanaz, mint az apostilb. 1/π cd/m². André Blondelről nevezték el. |
| bril | bril | 10^-7 lambert = 3,183 x 10^-6 cd/m². Sötéthez adaptált látás. |
| skot | sk | 10^-4 lambert = 3,183 x 10^-4 cd/m². Szkotopikus látás egysége. |
Fényerősség
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Egység | Szimbólum | Megjegyzések és alkalmazások |
|---|---|---|
| kandela | cd | SI-alapegység! Fényerősség egy irányban. LED: 1-10 cd jellemző. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandela. Nagyon világos források. Keresőfények. |
| millikandela | mcd | 0,001 kandela. Kis LED-ek. Jelzőfények: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (Hefner-gyertya) | HK | 0,903 cd. Német gyertyaszabvány. Amil-acetát láng. |
| nemzetközi gyertya | ICP | 1,02 cd. Korai szabvány. Platina fagyásponton. |
| decimális gyertya | dc | Ugyanaz, mint a kandela. Korai francia kifejezés. |
| pentángyertya (10 gyertyaerő) | cp | 10 cd. Pentánlámpa szabvány. 10 gyertyaerő. |
| carcel-egység | carcel | 9,74 cd. Francia lámpaszabvány. Carcel olajlámpa. |
| bougie decimal | bougie | Ugyanaz, mint a kandela. Francia decimális gyertya. |
Fényáram
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Egység | Szimbólum | Megjegyzések és alkalmazások |
|---|---|---|
| lumen | lm | A fényáram SI-egysége. Teljes fénykibocsátás. LED izzó: 800 lm jellemző. |
| kilolumen | klm | 1000 lumen. Világos izzók. Kereskedelmi világítás. |
| millilumen | mlm | 0,001 lumen. Nagyon halvány források. |
| watt (555 nm-en, csúcsfényhasznosítás) | W@555nm | 1 W 555 nm-en = 683 lm. Csúcs fényhasznosítás. Zöld fény maximuma. |
Fotometriai expozíció
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Egység | Szimbólum | Megjegyzések és alkalmazások |
|---|---|---|
| lux-másodperc | lx⋅s | Megvilágítás az idő függvényében. Fényképezési expozíció. 1 lx 1 másodpercig. |
| lux-óra | lx⋅h | 3600 lux-másodperc. 1 lx 1 órán keresztül. Hosszabb expozíciók. |
| phot-másodperc | ph⋅s | 10 000 lux-másodperc. Világos expozíció. |
| lábgyertya-másodperc | fc⋅s | 10,764 lux-másodperc. Foot-candle 1 másodpercig. |
| lábgyertya-óra | fc⋅h | 38 750 lux-másodperc. Foot-candle 1 órán keresztül. |
A fotometriai átváltás legjobb gyakorlatai
Legjobb gyakorlatok
- Ismerje a mennyiséget: Lux (a felületen), nit (a felületről), kandela (forrás), lumen (összesen) - SOHA ne keverje!
- Csak azonos kategórián belül váltson át: lux↔foot-candle OK, lux↔nit LEHETETLEN felületi adatok nélkül
- A lumen luxra való átváltásához: szükség van a területre és a fényeloszlási mintázatra (nem egyszerű osztás!)
- Kijelző fényereje nitekben: 200-300 beltéren, 600+ kültéren, 1000+ HDR tartalom
- A világítási előírások luxot használnak: iroda 300-500 lx, kiskereskedelem 500-1000 lx, ellenőrizze a helyi követelményeket
- Fotózás: lux-másodperc az expozícióhoz, de a modern kamerák az EV (expozíciós érték) skálát használják
Elkerülendő gyakori hibák
- A lux nitre való közvetlen átváltásának kísérlete: Lehetetlen! Különböző mennyiségek (a felületen vs. a felületről)
- A lumenek luxra való átváltása terület nélkül: ismerni kell a megvilágított területet és az eloszlási mintázatot
- A négyzetes távolság törvényének figyelmen kívül hagyása: a fényintenzitás a távolság²-el csökken (kétszeres távolság = 1/4 fény)
- Kategóriák keverése: mintha métereket próbálnánk kilogrammra váltani - fizikailag értelmetlen!
- Rossz mértékegység használata az alkalmazáshoz: a kijelzőknek nitekre, a szobáknak luxokra van szükségük, az izzókat lumenben értékelik
- A kandela és a gyertyaerő (candlepower) összekeverése: régi angolszász mértékegység, nem ugyanaz, mint a modern kandela (cd)
Gyakran Ismételt Kérdések
Mi a különbség a lux és a nit között?
Teljesen különbözőek! A lux a megvilágítás = egy felületre eső fény (lm/m²). A nit a fénysűrűség = egy felületről érkező fény (cd/m²). Példa: egy íróasztalon 500 lux megvilágítás van a mennyezeti lámpáktól. A számítógép képernyőjének 300 nit fénysűrűsége van, amit Ön lát. A kettő között nem lehet átváltani anélkül, hogy ismernénk a felület visszaverődését! Különböző fizikai mennyiségek.
Átválthatom a lumeneket luxra?
Igen, de szükség van a területre! Lux = lumen / terület (m²). Egy 1000 lumenes izzó, amely 1 m² felületet világít meg = 1000 lux. Ugyanaz az izzó, amely 10 m²-t világít meg = 100 lux. Ezt befolyásolja a távolság (a négyzetes távolság törvénye) és a fényeloszlási mintázat is. Ez nem közvetlen átváltás!
Miért a kandela az SI-alapegység?
Történelmi és gyakorlati okokból. A fényerősség alapvető - közvetlenül mérhető egy forrásból. A lumen és a lux a kandelából származtatható geometria segítségével. Ezenkívül a kandela az egyetlen SI-egység, amely az emberi érzékelésen alapul! Az emberi szem spektrális érzékenységével definiálják 555 nm-en. Különleges az SI-egységek között.
Mi a jó képernyőfényerő?
A környezettől függ! Beltéren: 200-300 nit elegendő. Kültéren: 600+ nitre van szükség a láthatósághoz. HDR tartalom: 400-1000 nit. Túl világos sötétben = szemfáradtság. Túl halvány napfényben = nem látja. Sok eszköz automatikusan beállítja magát. A telefonok általában 400-800 nitesek, némelyik eléri a 1200+-t erős napfényben.
Hány lumenre van szükségem?
A szobától és a céltól függ! Általános szabály: 300-500 lux irodákba. Hálószoba: 100-200 lux. Konyha: 300-400 lux. Szorozza meg a luxot a szoba területével (m²) = összes lumen. Példa: egy 4m x 5m-es iroda (20 m²) 400 luxszal = 8000 lumenre van szükség. Ezután ossza el az izzónkénti lumenekkel.
Miért nem keverhetem ezeket a kategóriákat?
Ezek alapvetően különböző fizikai mennyiségek, különböző dimenziókkal! Mintha kilogrammokat próbálnánk méterekre váltani - lehetetlen! A megvilágítás áram/terület. A fénysűrűség erősség/terület. Az erősség kandela. Az áram lumen. Mindegyik a fizikához/geometriához kapcsolódik, de NEM közvetlenül átválthatók. További információkra van szükség (távolság, terület, visszaverődés) az összekapcsolásukhoz.
Teljes Eszköztár
Az összes 71 eszköz elérhető a UNITS-on