Šviesos keitiklis
Šviesa ir fotometrija — nuo kandelos iki liumeno
Įsisavinkite fotometrinius vienetus 5 kategorijose: apšvieta (liuksas), skaisčio (nitas), šviesos stipris (kandela), šviesos srautas (liumenas) ir ekspozicija. Supraskite skirtumą tarp šviesos ANT paviršių ir NUO paviršių.
Fotometrijos pagrindai
Penki fizikiniai dydžiai
Fotometrija matuoja 5 SKIRTINGUS dalykus! Apšvieta: šviesa, krentanti ANT paviršiaus (liuksas). Skaisčio: šviesa NUO paviršiaus (nitas). Stipris: šaltinio stiprumas (kandela). Srautas: bendras srautas (liumenas). Ekspozicija: šviesa x laikas. Negalima maišyti!
- Apšvieta: liuksas (šviesa ANT)
- Skaisčio: nitas (šviesa NUO)
- Stipris: kandela (šaltinis)
- Srautas: liumenas (bendras)
- Ekspozicija: liuksas-sekundė (laikas)
Apšvieta (Liuksas)
Šviesa, krentanti ANT paviršiaus. Vienetai: liuksas (lx) = liumenas kvadratiniam metrui. Saulės šviesa: 100 000 liuksų. Biuras: 500 liuksų. Mėnulio šviesa: 0,1 liukso. Matuoja, koks šviesus atrodo paviršius, kai jis yra apšviestas.
- liuksas = lm/m² (liumenas/plotas)
- Saulės šviesa: 100 000 lx
- Biuras: 300-500 lx
- Negalima konvertuoti į nitus!
Skaisčio (Nitas)
Šviesa, sklindanti NUO paviršiaus (spinduliuojama arba atspindėta). Vienetai: nitas = kandela kvadratiniam metrui. Telefono ekranas: 500 nitų. Nešiojamas kompiuteris: 300 nitų. Skiriasi nuo apšvietos! Matuoja paties paviršiaus šviesumą.
- nitas = cd/m²
- Telefonas: 400-800 nitų
- Nešiojamas kompiuteris: 200-400 nitų
- Skiriasi nuo apšvietos!
- 5 skirtingi fizikiniai dydžiai - negalima maišyti!
- Apšvieta (liuksas): šviesa ANT paviršiaus
- Skaisčio (nitas): šviesa NUO paviršiaus
- Stipris (kandela): šaltinio stiprumas kryptimi
- Srautas (liumenas): bendras šviesos srautas
- Konvertuokite tik toje pačioje kategorijoje!
Penkių kategorijų paaiškinimas
Apšvieta (Šviesa ANT)
Šviesa, krentanti ANT paviršiaus. Matuoja, kiek šviesos patenka į plotą. Pagrindinis vienetas: liuksas (lx). 1 liuksas = 1 liumenas kvadratiniam metrui. Pėda-kandela (fc) = 10,76 liukso. Naudojama apšvietimo projektavime.
- liuksas (lx): SI vienetas
- pėda-kandela (fc): imperinis
- fot (ph): CGS (10 000 lx)
- Matuoja gautą šviesą
Skaisčio (Šviesa NUO)
Šviesa, spinduliuojama arba atspindėta NUO paviršiaus. Ryškumas, kurį matote. Pagrindinis vienetas: nitas = kandela/m². Stilbas = 10 000 nitų. Lambertas, pėda-lambertas yra istoriniai. Naudojama ekranams.
- nitas (cd/m²): modernus
- stilbas: 10 000 nitų
- lambertas: 3 183 nitai
- pėda-lambertas: 3,43 nito
Stipris, Srautas, Ekspozicija
Stipris (kandela): šaltinio stiprumas kryptimi. SI pagrindinis vienetas! Srautas (liumenas): bendras srautas visomis kryptimis. Ekspozicija (liuksas-sekundė): apšvieta per laiką fotografijai.
- kandela (cd): SI pagrindas
- liumenas (lm): bendras srautas
- liuksas-sekundė: ekspozicija
- Visi skirtingi dydžiai!
Šviesos matavimo fizika
Atvirkštinio kvadrato dėsnis
Šviesos intensyvumas mažėja su atstumo kvadratu. Apšvieta E = Stipris I / atstumas² (r²). Dvigubas atstumas = 1/4 ryškumo. 1 kandela 1 metre = 1 liuksas. 2 metruose = 0,25 liukso.
- E = I / r²
- Dvigubas atstumas = 1/4 šviesos
- 1 cd 1m atstumu = 1 lx
- 1 cd 2m atstumu = 0,25 lx
Nuo srauto iki apšvietos
Šviesos srautas, paskirstytas per plotą. E (liuksas) = Srautas (liumenas) / Plotas (m²). 1000 liumenų per 1 m² = 1000 liuksų. Per 10 m² = 100 liuksų. Didesnis plotas = mažesnė apšvieta.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Plotas svarbus!
Skaisčio ir atspindžio koeficientas
Skaisčio = apšvieta x atspindžio koeficientas / π. Balta siena (90% atspindžio koeficientas): didelis skaisčio. Juodas paviršius (10% atspindžio koeficientas): mažas skaisčio. Ta pati apšvieta, skirtingas skaisčio! Priklauso nuo paviršiaus.
- L = E × ρ / π
- Balta: didelis skaisčio
- Juoda: mažas skaisčio
- Paviršius svarbus!
Šviesos lygio etalonai
| Sąlyga | Apšvieta (liuksas) | Pastabos |
|---|---|---|
| Žvaigždžių šviesa | 0.0001 | Tamsiausia natūrali šviesa |
| Mėnulio šviesa (pilnatis) | 0.1 - 1 | Giedra naktis |
| Gatvių apšvietimas | 10 - 20 | Tipinis miesto |
| Svetainė | 50 - 150 | Jaukūs namai |
| Biuro darbo vieta | 300 - 500 | Standartinis reikalavimas |
| Mažmeninės prekybos parduotuvė | 500 - 1000 | Ryškus ekranas |
| Operacinė | 10,000 - 100,000 | Chirurginis tikslumas |
| Tiesioginė saulės šviesa | 100,000 | Šviesi diena |
| Visa dienos šviesa | 10,000 - 25,000 | Nuo debesuotos iki saulėtos |
Ekrano ryškumas (Skaisčio)
| Įrenginys | Tipiškas (nitai) | Maksimalus (nitai) |
|---|---|---|
| E-skaityklė (e-rašalas) | 5-10 | 15 |
| Nešiojamojo kompiuterio ekranas | 200-300 | 400 |
| Stalinio kompiuterio monitorius | 250-350 | 500 |
| Išmanusis telefonas | 400-600 | 800-1200 |
| HDR televizorius | 400-600 | 1000-2000 |
| Kino projektorius | 48-80 | 150 |
| Lauko LED ekranas | 5000 | 10,000+ |
Taikymai realiame pasaulyje
Apšvietimo projektavimas
Biuras: 300-500 liuksų. Mažmeninė prekyba: 500-1000 liuksų. Chirurgija: 10 000+ liuksų. Statybos normos nustato apšvietos reikalavimus. Per mažai: akių nuovargis. Per daug: akinimas, energijos švaistymas. Tinkamas apšvietimas yra labai svarbus!
- Biuras: 300-500 lx
- Mažmeninė prekyba: 500-1000 lx
- Chirurgija: 10 000+ lx
- Taikomos statybos normos
Ekranų technologija
Telefono/planšetės ekranai: 400-800 nitų tipiška. Nešiojamieji kompiuteriai: 200-400 nitų. HDR televizoriai: 1000+ nitų. Lauko ekranai: 2000+ nitų matomumui. Skaisčio lemia skaitomumą šviesiomis sąlygomis.
- Telefonai: 400-800 nitų
- Nešiojamieji kompiuteriai: 200-400 nitų
- HDR televizorius: 1000+ nitų
- Lauko: 2000+ nitų
Fotografija
Kameros ekspozicija = apšvieta x laikas. Liuksas-sekundės arba liuksas-valandos. Šviesos matuokliai matuoja liuksus. Tinkama ekspozicija yra labai svarbi vaizdo kokybei. EV (ekspozicijos vertė) yra susijusi su liuksas-sekundėmis.
- Ekspozicija = liuksas x laikas
- Šviesos matuokliai: liuksas
- liuksas-sekundė: foto vienetas
- EV susijęs su ekspozicija
Greita matematika
Atvirkštinis kvadratas
Apšvieta mažėja su atstumu². 1 cd 1m atstumu = 1 lx. 2m atstumu = 0,25 lx (1/4). 3m atstumu = 0,11 lx (1/9). Greitai: padalinkite iš atstumo kvadrato!
- E = I / r²
- 1m: padalinkite iš 1
- 2m: padalinkite iš 4
- 3m: padalinkite iš 9
Paskirstymas per plotą
Srautas per plotą. 1000 lm lemputė. 1 m atstumu pasiskirsto per 12,6 m² sferos paviršių. 1000 / 12,6 = 79 liuksai. Didesnė sfera = mažiau liuksų.
- Sferos plotas = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Srautas / plotas = apšvieta
Liuksas į Pėdą-Kandelą
1 pėda-kandela = 10,764 liukso. Greitai: fc x 10 ≈ liuksas. Arba: liuksas / 10 ≈ fc. Pakankamai arti įvertinimams!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ liuksas
- liuksas / 10 ≈ fc
- Greitas įvertinimas
Kaip veikia konversijos
- 1 žingsnis: Patikrinkite kategoriją
- 2 žingsnis: Konvertuokite tik kategorijos viduje
- Apšvieta: liuksas, fc, fot
- Skaisčio: nitas, lambertas, fL
- NIEKADA neperženkite kategorijų!
Įprastos konversijos (kategorijų viduje)
| Iš | Į | Koeficientas | Pavyzdys |
|---|---|---|---|
| liuksas | pėda-kandela | 0.0929 | 100 lx = 9,29 fc |
| pėda-kandela | liuksas | 10.764 | 10 fc = 107,6 lx |
| fot | liuksas | 10,000 | 1 ph = 10 000 lx |
| nitas (cd/m²) | pėda-lambertas | 0.2919 | 100 nit = 29,2 fL |
| pėda-lambertas | nitas | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| stilbas | nitas | 10,000 | 1 sb = 10 000 nit |
| lambertas | nitas | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| liumenas | vatas@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Greiti pavyzdžiai
Išspręstos problemos
Biuro apšvietimas
Biurui reikia 400 liuksų. LED lemputės pagamina po 800 liumenų. Kambarys yra 5m x 4m (20 m²). Kiek lempučių reikia?
Bendras reikalingas liumenų kiekis = 400 lx x 20 m² = 8 000 lm. Reikalingos lemputės = 8 000 / 800 = 10 lempučių. Daroma prielaida, kad pasiskirstymas yra tolygus ir nėra nuostolių.
Žibintuvėlio atstumas
Žibintuvėlis turi 1000 kandelų stiprį. Kokia apšvieta 5 metrų atstumu?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 liuksų. Atvirkštinio kvadrato dėsnis: dvigubas atstumas = 1/4 šviesos.
Ekrano ryškumas
Nešiojamojo kompiuterio ekranas yra 300 nitų. Konvertuoti į pėdas-lambertus?
1 nitas = 0,2919 pėdos-lamberto. 300 nit x 0,2919 = 87,6 fL. Istorinis kino standartas buvo 16 fL, tad nešiojamas kompiuteris yra 5,5 karto ryškesnis!
Dažniausios klaidos
- **Kategorijų maišymas**: Negalima konvertuoti liukso į nitą! Skirtingi fizikiniai dydžiai. Liuksas = šviesa ANT paviršiaus. Nitas = šviesa NUO paviršiaus. Juos susieti reikia atspindžio koeficiento.
- **Atvirkštinio kvadrato pamiršimas**: Šviesa mažėja su atstumo KVADRATU, o ne tiesiškai. 2x atstumas = 1/4 ryškumo, o ne 1/2!
- **Liumeno ir liukso painiojimas**: Liumenas = bendras srautas (visomis kryptimis). Liuksas = srautas per plotą (viena kryptimi). 1000 lm lemputė NEpagamina 1000 liuksų!
- **Atspindžio koeficiento ignoravimas**: Balta ir juoda sienos esant tam pačiam apšvietimui turi labai skirtingą skaisčio. Paviršius svarbus!
- **Kandelos ir žvakės galios painiojimas**: 1 kandela ≠ 1 žvakės galia. Pentano žvakė = 10 kandelų. Istoriniai vienetai skyrėsi!
- **Ekrano ryškumo vienetai**: Gamintojai maišo nitus, cd/m² ir % ryškumo. Palyginimui visada tikrinkite tikrus nitus.
Įdomūs faktai
Kandela yra SI pagrindinis vienetas
Kandela yra vienas iš 7 SI pagrindinių vienetų (kartu su metru, kilogramu, sekunde, amperu, kelvinu, moliu). Apibrėžiama kaip šviesos šaltinio, spinduliuojančio 540 THz šviesą, kurios spinduliuotės stipris yra 1/683 vato steradianui, šviesos stipris. Vienintelis vienetas, pagrįstas žmogaus suvokimu!
Liumenas apibrėžiamas iš Kandelos
1 liumenas = šviesa iš 1 kandelos šaltinio per 1 steradiano erdvinį kampą. Kadangi sfera turi 4π steradianų, 1 kandelos izotropinis šaltinis iš viso spinduliuoja 4π ≈ 12,57 liumenų. Liumenas yra išvestinis, kandela yra fundamentalus!
555 nm yra didžiausias jautrumas
Žmogaus akis jautriausia 555 nm (žaliai geltonai) šviesai. 1 vatas 555 nm šviesos = 683 liumenai (didžiausias įmanomas). Raudona ar mėlyna šviesa: mažiau liumenų vienam vatui. Todėl naktinis matymas yra žalias!
HDR ekranai = 1000+ Nitų
Standartiniai ekranai: 200-400 nitų. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nitų. Kai kurie pasiekia 2000-4000 nitų! Saulės atspindys: 5000+ nitų. HDR imituoja realaus pasaulio ryškumo diapazoną, kad sukurtų stulbinančius vaizdus.
Pėda-Kandela iš tikrų žvakių
1 pėda-kandela = apšvieta 1 pėdos atstumu nuo 1 kandelos šaltinio. Iš pradžių iš tikros žvakės 1 pėdos atstumu! = 10,764 liukso. Vis dar naudojama JAV apšvietimo kodeksuose.
Kino ryškumo standartas
Kino projektoriai kalibruojami iki 14-16 pėdų-lambertų (48-55 nitų). Atrodo blankiai palyginti su televizoriumi/telefonu! Bet tamsiame teatre tai sukuria tinkamą kontrastą. Namų projektoriai dažnai turi 100+ nitų aplinkos šviesai.
Šviesos matavimo evoliucija: nuo žvakių iki kvantinių standartų
Senoviniai šviesos šaltiniai (iki 1800 m.)
Prieš mokslinę fotometriją žmonės rėmėsi natūraliais šviesos ciklais ir primityviais dirbtiniais šaltiniais. Aliejinės lempos, žvakės ir deglai teikė nenuoseklų apšvietimą, matuojamą tik palyginimu.
- Žvakės kaip standartai: taukų, bičių vaško ir spermaceto žvakės buvo naudojamos kaip apytikslės nuorodos
- Jokių kiekybinių matavimų: šviesa buvo apibūdinama kokybiškai („šviesu kaip dieną“, „blanku kaip mėnulio šviesa“)
- Regioniniai skirtumai: kiekviena kultūra sukūrė savo žvakių standartus be tarptautinio susitarimo
- Atradimų apribojimas: nebuvo supratimo apie šviesą kaip elektromagnetinę spinduliuotę ar fotonus
Mokslinės fotometrijos gimimas (1800-1900)
XIX amžiuje buvo sistemingai bandoma standartizuoti šviesos matavimą, kurį skatino dujinio apšvietimo ir ankstyvojo elektrinio apšvietimo įdiegimas.
- 1799 m. - Rumfordo fotometras: Benjaminas Thompsonas (grafas Rumfordas) išrado šešėlių fotometrą šviesos šaltiniams palyginti
- 1860-ieji - Atsiranda žvakių standartai: spermaceto žvakė (banginių taukai), Carcelio lempa (augalinis aliejus), Hefnerio lempa (amilo acetatas) konkuruoja kaip etalonai
- 1881 m. - Violle standartas: Julesas Violle'as pasiūlė platiną jos stingimo taške (1769°C) kaip šviesos standartą - 1 kvadratinis centimetras spinduliuoja 1 Violle
- 1896 m. - Hefnerio žvakė: vokiečių standartas, naudojantis kontroliuojamą amilo acetato liepsną, vis dar naudotas 1940-aisiais (0,903 šiuolaikinės kandelos)
Tarptautinis standartizavimas (1900-1948)
XX a. pradžios pastangos suvienijo konkuruojančius nacionalinius standartus į Tarptautinę žvakę, šiuolaikinės kandelos pirmtakę.
- 1909 m. - Tarptautinė žvakė: susitarimas tarp Prancūzijos, JK ir JAV apibrėžia standartą kaip 1/20 platinos juodojo kūno spinduliuotės stingimo taške
- 1921 m. - Pasiūlytas Bougerio vienetas: pagrįstas platinos standartu, maždaug lygus šiuolaikinei kandelai
- 1930-ieji - Pentano standartas: kai kurios šalys vietoj platinos naudojo standartizuotą pentano lempą
- 1940-ieji - Karas sutrikdo standartus: Antrasis pasaulinis karas pabrėžia visuotinio, atkuriamo matavimo, nepriklausomo nuo artefaktų, poreikį
Kandela tampa SI pagrindiniu vienetu (1948-1979)
Pokario tarptautinis bendradarbiavimas įtvirtino kandelą kaip septintąjį SI pagrindinį vienetą, iš pradžių apibrėžtą platinos juodojo kūno spinduliuote.
1948 Definition: 1948 m. (9-oji CGPM): Kandela apibrėžta kaip 1/600 000 m² platinos šviesos stipris jos stingimo taške. Pirmą kartą 'kandela' oficialiai pakeitė 'žvakę'. Ji įtvirtino fotometriją SI sistemoje kartu su metru, kilogramu, sekunde, amperu, kelvinu ir moliu.
Challenges:
- Priklausomybė nuo platinos: reikėjo tikslios platinos grynumo ir temperatūros (1769°C) kontrolės
- Sunkus realizavimas: nedaugelis laboratorijų galėjo išlaikyti platinos stingimo taško aparatūrą
- Spektrinis jautrumas: apibrėžimas pagrįstas fotopine rega (žmogaus akies jautrumo kreive)
- Terminologijos evoliucija: 'nitas' neoficialiai priimtas cd/m² 1967 m., nors tai nėra oficialus SI terminas
Kvantinė revoliucija: šviesos susiejimas su fundamentaliomis konstantomis (1979-dabar)
1979 m. peribrėžimas išlaisvino kandelą nuo materialių artefaktų, vietoj to susiedamas ją su vatu per žmogaus akies jautrumą tam tikrame bangos ilgyje.
1979 Breakthrough: 16-oji CGPM peribrėžė kandelą pagal monochromatinę spinduliuotę: 'Šviesos stipris tam tikra kryptimi šaltinio, kuris spinduliuoja monochromatinę spinduliuotę, kurios dažnis 540 × 10¹² Hz (555 nm, didžiausias žmogaus akies jautrumas) ir kurio spinduliuotės stipris yra 1/683 vato steradianui.' Tai daro 683 liumenus lygiai lygiais 1 vatui 555 nm.
Advantages:
- Fundamentali konstanta: susieta su vatu (SI galios vienetas) ir žmogaus fotopine skaisčio funkcija
- Atkuriamumas: bet kuri laboratorija gali realizuoti kandelą naudodama lazerį ir kalibruotą detektorių
- Jokių artefaktų: nereikia platinos, stingimo taškų, fizinių standartų
- Bangos ilgio tikslumas: 555 nm pasirinktas kaip fotopinės regos viršūnė (kur akis jautriausia)
- Skaičius 683: pasirinktas siekiant išlaikyti tęstinumą su ankstesniu kandelos apibrėžimu
Modern Impact:
- LED kalibravimas: kritiškai svarbus energijos vartojimo efektyvumo standartams (liumenų vienam vatui įvertinimai)
- Ekranų technologija: HDR standartai (nitai) pagrįsti tiksliu kandelos apibrėžimu
- Apšvietimo kodeksai: pastatų reikalavimai (liuksų lygiai) atsekami iki kvantinio standarto
- Astronomija: žvaigždžių skaisčio matavimai susiję su fundamentaliąja fizika
Technologinės revoliucijos apšvietime (1980-ieji-dabar)
Šiuolaikinė apšvietimo technologija pakeitė, kaip mes kuriame, matuojame ir naudojame šviesą, todėl fotometrinis tikslumas tapo svarbesnis nei bet kada anksčiau.
LED era (2000-ieji-2010-ieji)
LED pakeitė apšvietimą su 100+ liumenų/vatą (palyginti su 15 lm/W kaitrinėms lempoms). Energijos etiketės dabar reikalauja tikslių liumenų įvertinimų. Spalvų perteikimo indeksas (CRI) ir spalvų temperatūra (Kelvinas) tampa vartotojų specifikacijomis.
Ekranų technologija (2010-ieji-dabar)
HDR ekranai pasiekia 1000-2000 nitų. OLED pikselių lygio valdymas. Standartai, tokie kaip HDR10, Dolby Vision, reikalauja tikslių skaisčio specifikacijų. Išmaniųjų telefonų matomumas lauke skatina 1200+ nitų piko ryškumą. Kinas išlaiko 48 nitus tinkamam kontrastui.
Išmanusis apšvietimas ir į žmogų orientuotas dizainas (2020-ieji)
Cirkadinių ritmų tyrimai skatina reguliuojamą apšvietimą (CCT reguliavimas). Liuksmetrai išmaniuosiuose telefonuose. Statybos normos nustato apšvietą sveikatai/produktyvumui. Fotometrija yra esminė gerovės dizaino dalis.
- Vienintelis SI vienetas, pagrįstas žmogaus suvokimu: kandela unikaliai integruoja biologiją (akių jautrumą) į fizikos apibrėžimą
- Nuo žvakių iki kvantų: kelionė nuo grubių vaško lazdelių iki lazeriu apibrėžtų standartų per 200 metų
- Vis dar vystosi: LED ir ekranų technologija toliau skatina fotometrines inovacijas
- Praktinis poveikis: jūsų telefono ekrano ryškumas, biuro apšvietimas ir automobilio žibintai visi yra susiję su 683 liumenais = 1 vatas 555 nm
- Ateitis: galimas tolesnis tobulinimas, kai geriau suprasime regos mokslą, tačiau dabartinis apibrėžimas yra nepaprastai stabilus nuo 1979 m.
Profesionalų patarimai
- **Pirmiausia patikrinkite kategoriją**: Visada patvirtinkite, kad konvertuojate toje pačioje kategorijoje. Liuksas į fc: GERAI. Liuksas į nitą: BLOGAI!
- **Greitas atvirkštinis kvadratas**: Atstumas x2 = ryškumas /4. Atstumas x3 = ryškumas /9. Greita mintina matematika!
- **Liumenas ≠ Liuksas**: 1000 liumenų lemputė, paskirstyta per 1 m² = 1000 liuksų. Per 10 m² = 100 liuksų. Plotas svarbus!
- **Greita pėda-kandela**: fc x 10 ≈ liuksas. Pakankamai arti apytiksliams įvertinimams. Tiksliai: fc x 10,764 = liuksas.
- **Ekranų palyginimas**: Visada naudokite nitus (cd/m²). Ignoruokite % ryškumo specifikacijas. Tik nitai yra objektyvūs.
- **Kambario apšvietimo įvertinimas**: 300-500 liuksų yra tipiška biure. Bendras reikalingas liumenų kiekis = liuksas x plotas (m²). Tada padalinkite iš liumenų vienai lemputei.
- **Automatinis mokslinis žymėjimas**: Reikšmės ≥ 1 milijono arba < 0,000001 automatiškai rodomos moksliniu žymėjimu (pvz., 1.0e+6) dėl skaitomumo!
Išsami fotometrinė nuoroda
Apšvieta
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Vienetas | Simbolis | Pastabos ir taikymai |
|---|---|---|
| liuksas | lx | SI apšvietos vienetas. 1 lx = 1 lm/m². Biuras: 300-500 liuksų. Saulės šviesa: 100 000 liuksų. |
| kiloliuksas | klx | 1000 liuksų. Šviesios lauko sąlygos. Tiesioginės saulės šviesos diapazonai. |
| mililiuksas | mlx | 0,001 liukso. Silpno apšvietimo sąlygos. Prieblandos lygiai. |
| mikroliuksas | µlx | 0,000001 liukso. Labai tamsios sąlygos. Žvaigždžių šviesos lygiai. |
| pėda-žvakė | fc | Imperinė apšvieta. 1 fc = 10,764 liukso. Vis dar naudojama JAV kodeksuose. |
| fotas | ph | CGS vienetas. 1 ph = 10 000 liuksų = 1 lm/cm². Dabar retai naudojamas. |
| noksas | nx | 0,001 liukso. Naktinis apšvietimas. Iš lotynų kalbos 'naktis'. |
| liumenas kvadratiniam metrui | lm/m² | Tas pats kaip liuksas. Tiesioginis apibrėžimas: 1 lm/m² = 1 liuksas. |
| liumenas kvadratiniam centimetrui | lm/cm² | Tas pats kaip fot. 1 lm/cm² = 10 000 liuksų. |
| liumenas kvadratinei pėdai | lm/ft² | Tas pats kaip pėda-kandela. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 liukso. |
Skaistis
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Vienetas | Simbolis | Pastabos ir taikymai |
|---|---|---|
| kandela kvadratiniam metrui (nitas) | cd/m² | Modernus skaisčio vienetas = nitas. Ekranai vertinami nitais. Telefonas: 500 nitų. |
| nitas | nt | Įprastas cd/m² pavadinimas. Ekrano ryškumo standartas. HDR: 1000+ nitų. |
| stilbas | sb | 1 cd/cm² = 10 000 nitų. Labai ryškus. Dabar retai naudojamas. |
| kandela kvadratiniam centimetrui | cd/cm² | Tas pats kaip stilbas. 1 cd/cm² = 10 000 cd/m². |
| kandela kvadratinei pėdai | cd/ft² | Imperinis skaisčio. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| kandela kvadratiniam coliui | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Mažas plotas, didelis ryškumas. |
| lambertas | L | 1/π cd/cm² = 3 183 cd/m². Puikiai difuzinis paviršius. |
| mililambertas | mL | 0,001 lamberto = 3,183 cd/m². |
| pėda-lambertas | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². JAV kino standartas: 14-16 fL. |
| apostilbas | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². CGS vienetas. |
| blondelis | blondel | Tas pats kaip apostilbas. 1/π cd/m². Pavadintas André Blondelio garbei. |
| brilis | bril | 10^-7 lamberto = 3,183 x 10^-6 cd/m². Prie tamsos prisitaikiusi rega. |
| skotas | sk | 10^-4 lamberto = 3,183 x 10^-4 cd/m². Skotopinės regos vienetas. |
Šviesos stipris
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Vienetas | Simbolis | Pastabos ir taikymai |
|---|---|---|
| kandela | cd | SI pagrindinis vienetas! Šviesos stipris kryptimi. LED: 1-10 cd tipiška. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandelų. Labai ryškūs šaltiniai. Prožektoriai. |
| milikandela | mcd | 0,001 kandelos. Maži LED. Indikatorinės lemputės: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (Hefnerio žvakė) | HK | 0,903 cd. Vokiečių žvakės standartas. Amilo acetato liepsna. |
| tarptautinė žvakė | ICP | 1,02 cd. Ankstyvasis standartas. Platina stingimo taške. |
| dešimtainė žvakė | dc | Tas pats kaip kandela. Ankstyvasis prancūziškas terminas. |
| pentano žvakė (10 žvakių galia) | cp | 10 cd. Pentano lempos standartas. 10 žvakių galios. |
| karselio vienetas | carcel | 9,74 cd. Prancūzų lempos standartas. Carcelio aliejinė lempa. |
| bougie decimal | bougie | Tas pats kaip kandela. Prancūziška dešimtainė žvakė. |
Šviesos srautas
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Vienetas | Simbolis | Pastabos ir taikymai |
|---|---|---|
| liumenas | lm | SI šviesos srauto vienetas. Bendras šviesos srautas. LED lemputė: 800 lm tipiška. |
| kiloliumenas | klm | 1000 liumenų. Ryškios lemputės. Komercinis apšvietimas. |
| mililiumenas | mlm | 0,001 liumeno. Labai silpni šaltiniai. |
| vatas (esant 555 nm, didžiausias šviesos efektyvumas) | W@555nm | 1 W 555 nm = 683 lm. Didžiausias šviesos efektyvumas. Žalios šviesos maksimumas. |
Fotometrinė ekspozicija
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Vienetas | Simbolis | Pastabos ir taikymai |
|---|---|---|
| liuksas-sekundė | lx⋅s | Apšvieta per laiką. Fotografinė ekspozicija. 1 lx 1 sekundę. |
| liuksas-valanda | lx⋅h | 3600 liuksas-sekundžių. 1 lx 1 valandą. Ilgesnės ekspozicijos. |
| fotas-sekundė | ph⋅s | 10 000 liuksas-sekundžių. Ryški ekspozicija. |
| pėda-žvakė-sekundė | fc⋅s | 10,764 liukso-sekundės. Pėda-kandela 1 sekundę. |
| pėda-žvakė-valanda | fc⋅h | 38 750 liuksas-sekundžių. Pėda-kandela 1 valandą. |
Geriausios fotometrinių konversijų praktikos
Geriausios praktikos
- Žinokite dydį: liuksas (ANT paviršiaus), nitas (NUO paviršiaus), kandela (šaltinis), liumenas (bendras) - NIEKADA nemaišykite!
- Konvertuokite tik toje pačioje kategorijoje: liuksas↔pėda-kandela GERAI, liuksas↔nitas NEĮMANOMA be paviršiaus duomenų
- Liumenui į liuksą: reikia ploto ir šviesos paskirstymo modelio (ne paprastas dalijimas!)
- Ekrano ryškumas nitais: 200-300 patalpose, 600+ lauke, 1000+ HDR turinys
- Apšvietimo kodeksai naudoja liuksus: biuras 300-500 lx, mažmeninė prekyba 500-1000 lx, patikrinkite vietinius reikalavimus
- Fotografija: liuksas-sekundės ekspozicijai, bet šiuolaikinės kameros naudoja EV (ekspozicijos vertės) skalę
Vengtinos dažniausios klaidos
- Bandymas tiesiogiai konvertuoti liuksą į nitą: Neįmanoma! Skirtingi dydžiai (ANT vs NUO paviršiaus)
- Liumenų konvertavimas į liuksus be ploto: reikia žinoti apšviestą plotą ir paskirstymo modelį
- Atvirkštinio kvadrato dėsnio ignoravimas: šviesos intensyvumas mažėja su atstumu² (dvigubas atstumas = 1/4 šviesos)
- Kategorijų maišymas: tarsi bandytumėte konvertuoti metrus į kilogramus - fiziškai beprasmiška!
- Netinkamo vieneto naudojimas programai: ekranams reikia nitų, kambariams reikia liuksų, lemputės vertinamos liumenais
- Kandelos ir žvakės galios (candlepower) painiojimas: senas imperinis vienetas, ne tas pats, kas šiuolaikinė kandela (cd)
Dažniausiai užduodami klausimai
Kuo skiriasi liuksas ir nitas?
Visiškai skirtingi! Liuksas = apšvieta = šviesa, krentanti ANT paviršiaus (lm/m²). Nitas = skaisčio = šviesa, sklindanti NUO paviršiaus (cd/m²). Pavyzdys: stalas turi 500 liuksų apšvietą nuo viršutinių šviestuvų. Kompiuterio ekranas turi 300 nitų skaisčio, kurį matote. Negalima konvertuoti tarp jų nežinant paviršiaus atspindžio koeficiento! Skirtingi fizikiniai dydžiai.
Ar galiu konvertuoti liumenus į liuksus?
Taip, bet reikia ploto! Liuksas = liumenai / plotas (m²). 1000 liumenų lemputė, apšviečianti 1 m² paviršių = 1000 liuksų. Ta pati lemputė, apšviečianti 10 m² = 100 liuksų. Taip pat įtakos turi atstumas (atvirkštinio kvadrato dėsnis) ir šviesos paskirstymo modelis. Tai nėra tiesioginė konversija!
Kodėl kandela yra SI pagrindinis vienetas?
Dėl istorinių ir praktinių priežasčių. Šviesos stipris yra fundamentalus - jį galima tiesiogiai išmatuoti iš šaltinio. Liumenas, liuksas yra išvesti iš kandelos naudojant geometriją. Be to, kandela yra vienintelis SI vienetas, pagrįstas žmogaus suvokimu! Apibrėžiamas naudojant žmogaus akies spektrinį jautrumą 555 nm. Ypatingas tarp SI vienetų.
Koks yra geras ekrano ryškumas?
Priklauso nuo aplinkos! Patalpose: pakanka 200-300 nitų. Lauke: reikia 600+ nitų matomumui. HDR turinys: 400-1000 nitų. Per ryškus tamsoje = akių nuovargis. Per blankus saulės šviesoje = nematote. Daugelis įrenginių reguliuojasi automatiškai. Telefonai paprastai turi 400-800 nitų, kai kurie pasiekia 1200+ ryškioje saulės šviesoje.
Kiek liumenų man reikia?
Priklauso nuo kambario ir paskirties! Bendroji taisyklė: 300-500 liuksų biurams. Miegamasis: 100-200 liuksų. Virtuvė: 300-400 liuksų. Padauginkite liuksus iš kambario ploto (m²) = bendras liumenų kiekis. Pavyzdys: 4m x 5m biuras (20 m²) 400 liuksų = reikia 8 000 liumenų. Tada padalinkite iš liumenų vienai lemputei.
Kodėl negaliu maišyti šių kategorijų?
Tai iš esmės skirtingi fizikiniai dydžiai su skirtingomis dimensijomis! Tarsi bandytumėte konvertuoti kilogramus į metrus - neįmanoma! Apšvieta yra srautas/plotas. Skaisčio yra stipris/plotas. Stipris yra kandela. Srautas yra liumenai. Visi jie susiję fizika/geometrija, bet NĖRA tiesiogiai konvertuojami. Jums reikia papildomos informacijos (atstumas, plotas, atspindžio koeficientas), kad juos susietumėte.
Visas Įrankių Katalogas
Visi 71 įrankiai, pasiekiami UNITS