Gaismas pārveidotājs
Gaisma un fotometrija — no kandelas līdz lūmenam
Apgūstiet fotometriskās mērvienības 5 kategorijās: apgaismojums (lukss), spīdums (nits), gaismas stiprums (kandela), gaismas plūsma (lūmens) un ekspozīcija. Izprotiet atšķirību starp gaismu UZ virsmām un gaismu NO virsmām.
Fotometrijas pamati
Pieci fiziskie lielumi
Fotometrija mēra 5 DAŽĀDAS lietas! Apgaismojums: gaisma, kas krīt UZ virsmas (lukss). Spīdums: gaisma NO virsmas (nits). Stiprums: avota stiprums (kandela). Plūsma: kopējā jauda (lūmens). Ekspozīcija: gaisma x laiks. Nedrīkst sajaukt!
- Apgaismojums: lukss (gaisma UZ)
- Spīdums: nits (gaisma NO)
- Stiprums: kandela (avots)
- Plūsma: lūmens (kopā)
- Ekspozīcija: lukss-sekunde (laiks)
Apgaismojums (Lukss)
Gaisma, kas krīt UZ virsmas. Mērvienības: lukss (lx) = lūmens uz kvadrātmetru. Saules gaisma: 100 000 luksu. Birojs: 500 luksu. Mēness gaisma: 0,1 lukss. Mēra, cik spilgta šķiet virsma, kad tā ir apgaismota.
- lukss = lm/m² (lūmens/laukums)
- Saules gaisma: 100 000 lx
- Birojs: 300-500 lx
- Nevar pārveidot par nitiem!
Spīdums (Nits)
Gaisma, kas nāk NO virsmas (izstarota vai atstarota). Mērvienības: nits = kandela uz kvadrātmetru. Telefona ekrāns: 500 nitu. Klēpjdators: 300 nitu. Atšķiras no apgaismojuma! Mēra pašas virsmas spilgtumu.
- nits = cd/m²
- Telefons: 400-800 nitu
- Klēpjdators: 200-400 nitu
- Atšķiras no apgaismojuma!
- 5 dažādi fiziskie lielumi - nedrīkst sajaukt!
- Apgaismojums (lukss): gaisma UZ virsmas
- Spīdums (nits): gaisma NO virsmas
- Stiprums (kandela): avota stiprums virzienā
- Plūsma (lūmens): kopējā gaismas jauda
- Pārveidojiet tikai tās pašas kategorijas ietvaros!
Piecu kategoriju skaidrojums
Apgaismojums (Gaisma UZ)
Gaisma, kas krīt UZ virsmas. Mēra, cik daudz gaismas trāpa uz laukuma. Pamatvienība: lukss (lx). 1 lukss = 1 lūmens uz kvadrātmetru. Pēda-kandela (fc) = 10,76 luksi. Izmanto apgaismojuma projektēšanā.
- lukss (lx): SI vienība
- pēda-kandela (fc): imperiālā
- fots (ph): CGS (10 000 lx)
- Mēra saņemto gaismu
Spīdums (Gaisma NO)
Gaisma, kas izstarota vai atstarota NO virsmas. Spilgtums, ko redzat. Pamatvienība: nits = kandela/m². Stilbs = 10 000 nitu. Lamberts, pēda-lamberts ir vēsturiski. Izmanto displejiem, ekrāniem.
- nits (cd/m²): moderns
- stilbs: 10 000 nitu
- lamberts: 3 183 niti
- pēda-lamberts: 3,43 niti
Stiprums, Plūsma, Ekspozīcija
Stiprums (kandela): avota stiprums virzienā. SI pamatvienība! Plūsma (lūmens): kopējā jauda visos virzienos. Ekspozīcija (lukss-sekunde): apgaismojums laika gaitā fotogrāfijai.
- kandela (cd): SI pamats
- lūmens (lm): kopējā jauda
- lukss-sekunde: ekspozīcija
- Visi ir dažādi lielumi!
Gaismas mērīšanas fizika
Apgrieztā kvadrāta likums
Gaismas intensitāte samazinās ar attāluma kvadrātu. Apgaismojums E = Stiprums I / attālums² (r²). Divreiz lielāks attālums = 1/4 spilgtuma. 1 kandela 1 metra attālumā = 1 lukss. 2 metru attālumā = 0,25 luksi.
- E = I / r²
- Divreiz lielāks attālums = 1/4 gaismas
- 1 cd 1m attālumā = 1 lx
- 1 cd 2m attālumā = 0,25 lx
No plūsmas līdz apgaismojumam
Gaismas plūsma, kas izkliedēta pa laukumu. E (lukss) = Plūsma (lūmens) / Laukums (m²). 1000 lūmenu uz 1 m² = 1000 luksu. Uz 10 m² = 100 luksu. Lielāks laukums = mazāks apgaismojums.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Laukumam ir nozīme!
Spīdums un atstarošanas spēja
Spīdums = apgaismojums x atstarošanas spēja / π. Balta siena (90% atstarošanas spēja): augsts spīdums. Melna virsma (10% atstarošanas spēja): zems spīdums. Vienāds apgaismojums, atšķirīgs spīdums! Atkarīgs no virsmas.
- L = E × ρ / π
- Balts: augsts spīdums
- Melns: zems spīdums
- Virsmai ir nozīme!
Gaismas līmeņa etaloni
| Apstāklis | Apgaismojums (lukss) | Piezīmes |
|---|---|---|
| Zvaigžņu gaisma | 0.0001 | Tumšākā dabiskā gaisma |
| Mēness gaisma (pilnmēness) | 0.1 - 1 | Skaidra nakts |
| Ielu apgaismojums | 10 - 20 | Tipisks pilsētas |
| Viesistaba | 50 - 150 | Mājīga māja |
| Biroja darba vieta | 300 - 500 | Standarta prasība |
| Mazumtirdzniecības veikals | 500 - 1000 | Spilgts displejs |
| Operāciju zāle | 10,000 - 100,000 | Ķirurģiska precizitāte |
| Tieša saules gaisma | 100,000 | Spilgta diena |
| Pilna dienasgaisma | 10,000 - 25,000 | No mākoņainas līdz saulainai |
Displeja spilgtums (Spīdums)
| Ierīce | Tipisks (niti) | Maksimālais (niti) |
|---|---|---|
| E-lasītājs (e-tinte) | 5-10 | 15 |
| Klēpjdatora ekrāns | 200-300 | 400 |
| Datora monitors | 250-350 | 500 |
| Viedtālrunis | 400-600 | 800-1200 |
| HDR televizors | 400-600 | 1000-2000 |
| Kino projektors | 48-80 | 150 |
| Āra LED displejs | 5000 | 10,000+ |
Pielietojumi reālajā pasaulē
Apgaismojuma projektēšana
Birojs: 300-500 luksu. Mazumtirdzniecība: 500-1000 luksu. Ķirurģija: 10 000+ luksu. Būvnormatīvi nosaka apgaismojuma prasības. Pārāk zems: acu nogurums. Pārāk augsts: apžilbināšana, enerģijas izšķērdēšana. Pareizs apgaismojums ir ļoti svarīgs!
- Birojs: 300-500 lx
- Mazumtirdzniecība: 500-1000 lx
- Ķirurģija: 10 000+ lx
- Tiek piemēroti būvnormatīvi
Displeju tehnoloģija
Telefonu/planšetdatoru ekrāni: 400-800 nitu tipiski. Klēpjdatori: 200-400 nitu. HDR televizori: 1000+ nitu. Āra displeji: 2000+ nitu redzamībai. Spīdums nosaka lasāmību spilgtos apstākļos.
- Telefoni: 400-800 nitu
- Klēpjdatori: 200-400 nitu
- HDR televizors: 1000+ nitu
- Āra: 2000+ nitu
Fotogrāfija
Kameras ekspozīcija = apgaismojums x laiks. Lukss-sekundes vai lukss-stundas. Gaismas mērītāji mēra luksus. Pareiza ekspozīcija ir ļoti svarīga attēla kvalitātei. EV (ekspozīcijas vērtība) ir saistīta ar lukss-sekundēm.
- Ekspozīcija = lukss x laiks
- Gaismas mērītāji: lukss
- lukss-sekunde: foto vienība
- EV ir saistīts ar ekspozīciju
Ātrā matemātika
Apgrieztais kvadrāts
Apgaismojums samazinās ar attālumu². 1 cd 1m attālumā = 1 lx. 2m attālumā = 0,25 lx (1/4). 3m attālumā = 0,11 lx (1/9). Ātri: daliet ar attāluma kvadrātu!
- E = I / r²
- 1m: daliet ar 1
- 2m: daliet ar 4
- 3m: daliet ar 9
Laukuma izkliede
Plūsma pa laukumu. 1000 lm spuldze. 1 m attālumā izkliedējas pa 12,6 m² lodes virsmu. 1000 / 12,6 = 79 luksi. Lielāka lode = mazāk luksu.
- Lodes laukums = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Plūsma / laukums = apgaismojums
Lukss uz pēdu-kandelu
1 pēda-kandela = 10,764 luksi. Ātri: fc x 10 ≈ lukss. Vai: lukss / 10 ≈ fc. Pietiekami tuvu aptuveniem aprēķiniem!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ lukss
- lukss / 10 ≈ fc
- Ātrs aprēķins
Kā darbojas pārveidojumi
- 1. solis: Pārbaudiet kategoriju
- 2. solis: Pārveidojiet tikai kategorijas ietvaros
- Apgaismojums: lukss, fc, fots
- Spīdums: nits, lamberts, fL
- NEKAD nepārkāpiet kategorijas!
Biežākie pārveidojumi (kategoriju ietvaros)
| No | Uz | Koeficients | Piemērs |
|---|---|---|---|
| lukss | pēda-kandela | 0.0929 | 100 lx = 9,29 fc |
| pēda-kandela | lukss | 10.764 | 10 fc = 107,6 lx |
| fots | lukss | 10,000 | 1 ph = 10 000 lx |
| nits (cd/m²) | pēda-lamberts | 0.2919 | 100 nit = 29,2 fL |
| pēda-lamberts | nits | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| stilbs | nits | 10,000 | 1 sb = 10 000 nit |
| lamberts | nits | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| lūmens | vats@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Ātrie piemēri
Atrisināti uzdevumi
Biroja apgaismojums
Birojam nepieciešami 400 luksi. LED spuldzes katra ražo 800 lūmenus. Telpa ir 5m x 4m (20 m²). Cik spuldžu ir nepieciešams?
Kopējais nepieciešamais lūmenu skaits = 400 lx x 20 m² = 8 000 lm. Nepieciešamās spuldzes = 8 000 / 800 = 10 spuldzes. Pieņemts vienmērīgs sadalījums un nav zudumu.
Luktura attālums
Lukurim ir 1000 kandelu stiprums. Kāds ir apgaismojums 5 metru attālumā?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 luksi. Apgrieztā kvadrāta likums: divreiz lielāks attālums = 1/4 gaismas.
Ekrāna spilgtums
Klēpjdatora ekrāns ir 300 nitu. Pārveidot uz pēdām-lambertiem?
1 nits = 0,2919 pēdas-lamberta. 300 nit x 0,2919 = 87,6 fL. Vēsturiskais kino standarts bija 16 fL, tātad klēpjdators ir 5,5 reizes spilgtāks!
Biežākās kļūdas
- **Kategoriju jaukšana**: Nevar pārveidot luksu par nitu! Dažādi fiziskie lielumi. Lukss = gaisma UZ virsmas. Nits = gaisma NO virsmas. Lai tos saistītu, ir nepieciešama atstarošanas spēja.
- **Apgrieztā kvadrāta aizmirstība**: Gaisma samazinās ar attāluma KVADRĀTU, nevis lineāri. 2x attālums = 1/4 spilgtuma, nevis 1/2!
- **Lūmena un luksa jaukšana**: Lūmens = kopējā jauda (visi virzieni). Lukss = jauda uz laukumu (viens virziens). 1000 lm spuldze NERADA 1000 luksu!
- **Atstarošanas spējas ignorēšana**: Baltai un melnai sienai pie vienāda apgaismojuma ir ļoti atšķirīgs spīdums. Virsmai ir nozīme!
- **Kandelas un sveces jaudas jaukšana**: 1 kandela ≠ 1 sveces jauda. Pentāna svece = 10 kandelas. Vēsturiskās mērvienības mainījās!
- **Displeja spilgtuma mērvienības**: Ražotāji jauc nitus, cd/m² un % spilgtumu. Salīdzināšanai vienmēr pārbaudiet faktiskos nitus.
Interesanti fakti
Kandela ir SI pamatvienība
Kandela ir viena no 7 SI pamatvienībām (kopā ar metru, kilogramu, sekundi, ampēru, kelvinu, molu). Definēta kā gaismas stiprums avotam, kas izstaro 540 THz gaismu ar starojuma intensitāti 1/683 vati uz steradiānu. Vienīgā mērvienība, kas balstīta uz cilvēka uztveri!
Lūmens ir definēts no kandelas
1 lūmens = gaisma no 1 kandelas avota pār 1 steradiāna telpisko leņķi. Tā kā sfērai ir 4π steradiānu, 1 kandelas izotropisks avots kopumā izstaro 4π ≈ 12,57 lūmenus. Lūmens ir atvasināts, kandela ir fundamentāla!
555 nm ir maksimālā jutība
Cilvēka acs ir visjutīgākā pret 555 nm (zaļi dzeltenu) gaismu. 1 vats 555 nm gaismas = 683 lūmeni (maksimāli iespējamais). Sarkanā vai zilā gaisma: mazāk lūmenu uz vatu. Tāpēc nakts redzamība ir zaļa!
HDR displeji = 1000+ nitu
Standarta displeji: 200-400 nitu. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nitu. Daži sasniedz 2000-4000 nitu! Saules atspīdums: 5000+ nitu. HDR atdarina reālās pasaules spilgtuma diapazonu, lai radītu satriecošus attēlus.
Pēda-kandela no īstām svecēm
1 pēda-kandela = apgaismojums 1 pēdas attālumā no 1 kandelas avota. Sākotnēji no īstas sveces 1 pēdas attālumā! = 10,764 luksi. Joprojām tiek izmantots ASV apgaismojuma kodeksos.
Kino spilgtuma standarts
Kino projektori tiek kalibrēti uz 14-16 pēdām-lambertiem (48-55 nitu). Tas šķiet blāvi, salīdzinot ar televizoru/telefonu! Bet tumšā teātrī tas rada pareizu kontrastu. Mājas projektoriem bieži ir 100+ nitu apkārtējai gaismai.
Gaismas mērīšanas evolūcija: no svecēm līdz kvantu standartiem
Senie gaismas avoti (pirms 1800. gada)
Pirms zinātniskās fotometrijas cilvēki paļāvās uz dabiskajiem gaismas cikliem un primitīviem mākslīgiem avotiem. Eļļas lampas, sveces un lāpas nodrošināja nekonsekventu apgaismojumu, ko mērīja tikai salīdzinot.
- Sveces kā standarti: tauku, bišu vaska un spermaceta sveces tika izmantotas kā aptuvenas atsauces
- Nav kvantitatīvu mērījumu: gaisma tika aprakstīta kvalitatīvi ('gaišs kā dienasgaisma', 'blāvs kā mēness gaisma')
- Reģionālās atšķirības: katra kultūra izstrādāja savus sveču standartus bez starptautiskas vienošanās
- Atklājumu ierobežojumi: nebija izpratnes par gaismu kā elektromagnētisko starojumu vai fotoniem
Zinātniskās fotometrijas dzimšana (1800-1900)
19. gadsimts atnesa sistemātiskus mēģinājumus standartizēt gaismas mērīšanu, ko veicināja gāzes apgaismojuma un agrīnās elektriskās apgaismes ieviešana.
- 1799. gads - Rumforda fotometrs: Bendžamins Tompsons (grāfs Rumfords) izgudroja ēnu fotometru gaismas avotu salīdzināšanai
- 1860. gadi - Parādās sveču standarti: spermaceta svece (vaļu eļļa), Karsela lampa (augu eļļa), Hefnera lampa (amila acetāts) konkurē kā atsauces
- 1881. gads - Violles standarts: Žils Violles ierosināja platīnu sasalšanas punktā (1769°C) kā gaismas standartu - 1 kvadrātcentimetrs izstaro 1 Violli
- 1896. gads - Hefnera svece: Vācijas standarts, kas izmanto kontrolētu amila acetāta liesmu, joprojām lietots līdz 1940. gadiem (0,903 mūsdienu kandelas)
Starptautiskā standartizācija (1900-1948)
20. gadsimta sākuma centieni apvienoja konkurējošos nacionālos standartus Starptautiskajā svecē, kas bija mūsdienu kandelas priekštece.
- 1909. gads - Starptautiskā svece: vienošanās starp Franciju, Lielbritāniju un ASV definē standartu kā 1/20 no platīna melnā ķermeņa radiatora sasalšanas punktā
- 1921. gads - Ierosināta Bužē vienība: balstīta uz platīna standartu, aptuveni vienāda ar mūsdienu kandelu
- 1930. gadi - Pentāna standarts: dažas valstis platīna vietā izmantoja standartizētu pentāna lampu
- 1940. gadi - Karš izjauc standartus: Otrais pasaules karš uzsver nepieciešamību pēc universāla, reproducējama mērījuma, kas nav atkarīgs no artefaktiem
Kandela kļūst par SI pamatvienību (1948-1979)
Pēckara starptautiskā sadarbība noteica kandelu kā septīto SI pamatvienību, sākotnēji definētu ar platīna melnā ķermeņa starojumu.
1948 Definition: 1948. gads (9. CGPM): Kandela definēta kā 1/600 000 m² platīna gaismas stiprums sasalšanas punktā. Pirmo reizi 'kandela' oficiāli aizstāja 'sveci'. Tā noteica fotometriju SI ietvaros līdzās metram, kilogramam, sekundei, ampēram, kelvinam un molam.
Challenges:
- Atkarība no platīna: prasīja precīzu platīna tīrības un temperatūras (1769°C) kontroli
- Sarežģīta realizācija: tikai dažas laboratorijas spēja uzturēt platīna sasalšanas punkta aparatūru
- Spektrālā jutība: definīcija balstīta uz fotopisko redzi (cilvēka acs jutības līkne)
- Terminoloģijas evolūcija: 'nits' neoficiāli tika pieņemts cd/m² 1967. gadā, lai gan tas nav oficiāls SI termins
Kvantu revolūcija: Gaismas saistīšana ar fundamentālajām konstantēm (1979-pašlaik)
1979. gada atkārtotā definīcija atbrīvoja kandelu no materiālajiem artefaktiem, tā vietā to saistot ar vatu caur cilvēka acs jutību noteiktā viļņa garumā.
1979 Breakthrough: 16. CGPM atkārtoti definēja kandelu, pamatojoties uz monohromatisko starojumu: 'Gaismas stiprums noteiktā virzienā avotam, kas izstaro monohromatisko starojumu ar frekvenci 540 × 10¹² Hz (555 nm, cilvēka acs maksimālā jutība) un kura starojuma intensitāte ir 1/683 vati uz steradiānu.' Tas padara 683 lūmenus precīzi vienādus ar 1 vatu pie 555 nm.
Advantages:
- Fundamentālā konstante: saistīta ar vatu (SI jaudas vienība) un cilvēka fotopiskās spilgtuma funkciju
- Atkārtojamība: jebkura laboratorija var realizēt kandelu, izmantojot lāzeru un kalibrētu detektoru
- Nav artefaktu: nav nepieciešams platīns, sasalšanas punkti, fiziski standarti
- Viļņa garuma precizitāte: 555 nm tika izvēlēts kā fotopiskās redzes maksimums (kur acs ir visjutīgākā)
- Skaitlis 683: izvēlēts, lai saglabātu nepārtrauktību ar iepriekšējo kandelas definīciju
Modern Impact:
- LED kalibrēšana: kritiski svarīga energoefektivitātes standartiem (lūmenu uz vatu vērtējumi)
- Displeju tehnoloģija: HDR standarti (niti) balstīti uz precīzu kandelas definīciju
- Apgaismojuma kodeksi: ēku prasības (luksu līmeņi) ir izsekojamas līdz kvantu standartam
- Astronomija: zvaigžņu spilgtuma mērījumi ir saistīti ar fundamentālo fiziku
Tehnoloģiskās revolūcijas apgaismojumā (1980. gadi-pašlaik)
Mūsdienu apgaismojuma tehnoloģija ir pārveidojusi veidu, kā mēs radām, mērām un izmantojam gaismu, padarot fotometrisko precizitāti svarīgāku nekā jebkad agrāk.
LED ēra (2000. gadi-2010. gadi)
LED revolucionizēja apgaismojumu ar 100+ lūmeniem/vatu (salīdzinot ar 15 lm/W kvēlspuldzēm). Enerģijas marķējumi tagad prasa precīzus lūmenu vērtējumus. Krāsu atveidošanas indekss (CRI) un krāsu temperatūra (Kelvins) kļūst par patērētāju specifikācijām.
Displeju tehnoloģija (2010. gadi-pašlaik)
HDR displeji sasniedz 1000-2000 nitu. OLED pikseļu līmeņa kontrole. Standarti, piemēram, HDR10, Dolby Vision, prasa precīzas spīduma specifikācijas. Viedtālruņu āra redzamība veicina 1200+ nitu maksimālo spilgtumu. Kino uztur 48 nitus pareizam kontrastam.
Viedais apgaismojums un uz cilvēku orientēts dizains (2020. gadi)
Cirkadiāno ritmu pētījumi veicina regulējamu apgaismojumu (CCT pielāgošana). Luksmetri viedtālruņos. Būvnormatīvi nosaka apgaismojumu veselībai/produktivitātei. Fotometrija ir centrālā labsajūtas dizainā.
- Vienīgā SI vienība, kas balstīta uz cilvēka uztveri: kandela unikāli ietver bioloģiju (acu jutību) fizikas definīcijā
- No svecēm līdz kvantiem: ceļojums no primitīviem vaska stieņiem līdz ar lāzeru definētiem standartiem 200 gadu laikā
- Joprojām attīstās: LED un displeju tehnoloģija turpina veicināt fotometrisko inovāciju
- Praktiskā ietekme: jūsu telefona ekrāna spilgtums, biroja apgaismojums un automašīnas priekšējie lukturi visi ir saistīti ar 683 lūmeniem = 1 vats pie 555 nm
- Nākotne: iespējama turpmāka pilnveidošana, kad mēs labāk sapratīsim redzes zinātni, bet pašreizējā definīcija ir ievērojami stabila kopš 1979. gada
Profesionāļu padomi
- **Vispirms pārbaudiet kategoriju**: Vienmēr pārliecinieties, ka pārveidojat tās pašas kategorijas ietvaros. Lukss uz fc: OK. Lukss uz nitu: NEPAREIZI!
- **Ātrais apgrieztais kvadrāts**: Attālums x2 = spilgtums /4. Attālums x3 = spilgtums /9. Ātra galvas rēķināšana!
- **Lūmens ≠ Lukss**: 1000 lūmenu spuldze, kas izkliedēta pa 1 m² = 1000 luksu. Pa 10 m² = 100 luksu. Laukumam ir nozīme!
- **Ātrā pēda-kandela**: fc x 10 ≈ lukss. Pietiekami tuvu aptuveniem aprēķiniem. Precīzi: fc x 10,764 = lukss.
- **Displeju salīdzināšana**: Vienmēr izmantojiet nitus (cd/m²). Ignorējiet % spilgtuma specifikācijas. Tikai niti ir objektīvi.
- **Telpas apgaismojuma novērtējums**: 300-500 luksu ir tipiski birojam. Kopējais nepieciešamais lūmenu skaits = lukss x laukums (m²). Tad daliet ar lūmeniem uz spuldzi.
- **Automātiskā zinātniskā notācija**: Vērtības ≥ 1 miljons vai < 0,000001 tiek automātiski attēlotas zinātniskajā notācijā (piem., 1.0e+6) lasāmībai!
Pilnīga fotometriskā atsauce
Apgaismojums
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Vienība | Simbols | Piezīmes un pielietojumi |
|---|---|---|
| lukss | lx | SI apgaismojuma vienība. 1 lx = 1 lm/m². Birojs: 300-500 luksu. Saules gaisma: 100 000 luksu. |
| kilolukss | klx | 1000 luksu. Spilgti āra apstākļi. Tiešas saules gaismas diapazoni. |
| mililukss | mlx | 0,001 lukss. Vājas gaismas apstākļi. Krēslas līmeņi. |
| mikrolukss | µlx | 0,000001 lukss. Ļoti tumši apstākļi. Zvaigžņu gaismas līmeņi. |
| pēdas svece | fc | Imperiālais apgaismojums. 1 fc = 10,764 luksi. Joprojām tiek izmantots ASV kodeksos. |
| fots | ph | CGS vienība. 1 ph = 10 000 luksu = 1 lm/cm². Mūsdienās reti izmantots. |
| nokss | nx | 0,001 lukss. Nakts apgaismojums. No latīņu 'nakts'. |
| lūmens uz kvadrātmetru | lm/m² | Tas pats, kas lukss. Tiešā definīcija: 1 lm/m² = 1 lukss. |
| lūmens uz kvadrātcentimetru | lm/cm² | Tas pats, kas fots. 1 lm/cm² = 10 000 luksu. |
| lūmens uz kvadrātpēdu | lm/ft² | Tas pats, kas pēda-kandela. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 luksi. |
Spilgtums
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Vienība | Simbols | Piezīmes un pielietojumi |
|---|---|---|
| kandela uz kvadrātmetru (nits) | cd/m² | Mūsdienu spīduma vienība = nits. Displeji tiek novērtēti nitos. Telefons: 500 nitu. |
| nits | nt | Bieži lietots nosaukums cd/m². Displeja spilgtuma standarts. HDR: 1000+ nitu. |
| stilbs | sb | 1 cd/cm² = 10 000 nitu. Ļoti spilgts. Mūsdienās reti izmantots. |
| kandela uz kvadrātcentimetru | cd/cm² | Tas pats, kas stilbs. 1 cd/cm² = 10 000 cd/m². |
| kandela uz kvadrātpēdu | cd/ft² | Imperiālais spīdums. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| kandela uz kvadrātcollu | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Mazs laukums, augsts spilgtums. |
| lamberts | L | 1/π cd/cm² = 3 183 cd/m². Pilnīgi difūza virsma. |
| mililamberts | mL | 0,001 lamberta = 3,183 cd/m². |
| pēdas lamberts | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². ASV kino standarts: 14-16 fL. |
| apostilbs | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². CGS vienība. |
| blondels | blondel | Tas pats, kas apostilbs. 1/π cd/m². Nosaukts André Blondela vārdā. |
| brils | bril | 10^-7 lamberta = 3,183 x 10^-6 cd/m². Tumsai pielāgota redze. |
| skots | sk | 10^-4 lamberta = 3,183 x 10^-4 cd/m². Skotopiskās redzes vienība. |
Gaismas intensitāte
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Vienība | Simbols | Piezīmes un pielietojumi |
|---|---|---|
| kandela | cd | SI pamatvienība! Gaismas stiprums virzienā. LED: 1-10 cd tipiski. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandelu. Ļoti spilgti avoti. Prožektori. |
| milikandela | mcd | 0,001 kandela. Mazi LED. Indikatoru gaismas: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (Hefnera svece) | HK | 0,903 cd. Vācu sveces standarts. Amila acetāta liesma. |
| starptautiskā svece | ICP | 1,02 cd. Agrīns standarts. Platīns sasalšanas punktā. |
| decimālā svece | dc | Tas pats, kas kandela. Agrīns franču termins. |
| pentāna svece (10 sveču jauda) | cp | 10 cd. Pentāna lampas standarts. 10 sveču jaudas. |
| karsela vienība | carcel | 9,74 cd. Franču lampas standarts. Karsela eļļas lampa. |
| bougie decimal | bougie | Tas pats, kas kandela. Franču decimālā svece. |
Gaismas plūsma
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Vienība | Simbols | Piezīmes un pielietojumi |
|---|---|---|
| lūmens | lm | SI gaismas plūsmas vienība. Kopējā gaismas jauda. LED spuldze: 800 lm tipiski. |
| kilolūmens | klm | 1000 lūmenu. Spilgtas spuldzes. Komerciālais apgaismojums. |
| mililūmens | mlm | 0,001 lūmena. Ļoti vāji avoti. |
| vats (pie 555 nm, maksimālā gaismas efektivitāte) | W@555nm | 1 W pie 555 nm = 683 lm. Maksimālā gaismas efektivitāte. Zaļās gaismas maksimums. |
Fotometriskā ekspozīcija
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Vienība | Simbols | Piezīmes un pielietojumi |
|---|---|---|
| lukss-sekunde | lx⋅s | Apgaismojums laika gaitā. Fotografēšanas ekspozīcija. 1 lx 1 sekundi. |
| lukss-stunda | lx⋅h | 3600 lukss-sekundes. 1 lx 1 stundu. Ilgākas ekspozīcijas. |
| fots-sekunde | ph⋅s | 10 000 lukss-sekundes. Spilgta ekspozīcija. |
| pēdas svece-sekunde | fc⋅s | 10,764 lukss-sekundes. Pēda-kandela 1 sekundi. |
| pēdas svece-stunda | fc⋅h | 38 750 lukss-sekundes. Pēda-kandela 1 stundu. |
Labākās prakses fotometrijas pārveidošanai
Labākās prakses
- Ziniet lielumu: Lukss (UZ virsmas), nits (NO virsmas), kandela (avots), lūmens (kopā) - NEKAD nejauciet!
- Pārveidojiet tikai tās pašas kategorijas ietvaros: lukss↔pēda-kandela ir OK, lukss↔nits ir NEIESPĒJAMI bez virsmas datiem
- No lūmena uz luksu: nepieciešams laukums un gaismas sadalījuma modelis (nevis vienkārša dalīšana!)
- Displeja spilgtums nitos: 200-300 telpās, 600+ ārā, 1000+ HDR saturs
- Apgaismojuma kodeksi izmanto luksus: birojs 300-500 lx, mazumtirdzniecība 500-1000 lx, pārbaudiet vietējās prasības
- Fotogrāfija: lukss-sekundes ekspozīcijai, bet mūsdienu kameras izmanto EV (ekspozīcijas vērtības) skalu
Biežākās kļūdas, no kurām jāizvairās
- Mēģinājums tieši pārveidot luksu par nitu: Neiespējami! Dažādi lielumi (UZ vs NO virsmas)
- Lūmenu pārveidošana par luksiem bez laukuma: Jāzina apgaismotais laukums un sadalījuma modelis
- Apgrieztā kvadrāta likuma ignorēšana: gaismas intensitāte samazinās ar attālumu² (divreiz lielāks attālums = 1/4 gaismas)
- Kategoriju jaukšana: Tāpat kā mēģināt pārveidot metrus par kilogramiem - fiziski bezjēdzīgi!
- Nepareizas vienības izmantošana lietojumprogrammai: displejiem ir nepieciešami niti, telpām ir nepieciešami luksi, spuldzes tiek novērtētas lūmenos
- Kandelas un sveces jaudas (candlepower) jaukšana: veca imperiālā vienība, nav tas pats, kas mūsdienu kandela (cd)
Biežāk uzdotie jautājumi
Kāda ir atšķirība starp luksu un nitu?
Pilnīgi atšķirīgi! Lukss = apgaismojums = gaisma, kas krīt UZ virsmas (lm/m²). Nits = spīdums = gaisma, kas nāk NO virsmas (cd/m²). Piemērs: galdam ir 500 luksu apgaismojums no griestu lampām. Datora ekrānam ir 300 nitu spīdums, ko jūs redzat. Tos nevar pārveidot savā starpā, nezinot virsmas atstarošanas spēju! Dažādi fiziskie lielumi.
Vai es varu pārveidot lūmenus par luksiem?
Jā, bet ir nepieciešams laukums! Lukss = lūmeni / laukums (m²). 1000 lūmenu spuldze, kas apgaismo 1 m² virsmu = 1000 luksu. Tā pati spuldze, kas apgaismo 10 m² = 100 luksu. To ietekmē arī attālums (apgrieztā kvadrāta likums) un gaismas sadalījuma modelis. Tā nav tieša pārveidošana!
Kāpēc kandela ir SI pamatvienība?
Vēsturisku un praktisku iemeslu dēļ. Gaismas stiprums ir fundamentāls - to var tieši izmērīt no avota. Lūmens, lukss tiek atvasināti no kandelas, izmantojot ģeometriju. Turklāt kandela ir vienīgā SI vienība, kas balstīta uz cilvēka uztveri! Definēta, izmantojot cilvēka acs spektrālo jutību pie 555 nm. Īpaša starp SI vienībām.
Kāds ir labs ekrāna spilgtums?
Atkarīgs no vides! Telpās: pietiek ar 200-300 nitu. Ārā: nepieciešams 600+ nitu redzamībai. HDR saturs: 400-1000 nitu. Pārāk spilgts tumsā = acu nogurums. Pārāk blāvs saules gaismā = nevar redzēt. Daudzas ierīces pielāgojas automātiski. Telefoniem parasti ir 400-800 nitu, daži sasniedz 1200+ spilgtā saules gaismā.
Cik daudz lūmenu man ir nepieciešams?
Atkarīgs no telpas un mērķa! Vispārējs noteikums: 300-500 luksu birojiem. Guļamistaba: 100-200 luksu. Virtuve: 300-400 luksu. Reiziniet luksus ar telpas laukumu (m²) = kopējie lūmeni. Piemērs: 4m x 5m birojs (20 m²) pie 400 luksu = nepieciešami 8 000 lūmenu. Tad daliet ar lūmeniem uz spuldzi.
Kāpēc es nevaru sajaukt šīs kategorijas?
Tie ir fundamentāli atšķirīgi fiziskie lielumi ar dažādām dimensijām! Tāpat kā mēģināt pārveidot kilogramus par metriem - neiespējami! Apgaismojums ir plūsma/laukums. Spīdums ir stiprums/laukums. Stiprums ir kandela. Plūsma ir lūmeni. Visi tie ir saistīti ar fiziku/ģeometriju, bet NAV tieši pārveidojami. Lai tos saistītu, ir nepieciešama papildu informācija (attālums, laukums, atstarošanas spēja).
Pilns Rīku Katalogs
Visi 71 rīki, kas pieejami UNITS