Penukar Cahaya
Cahaya & Fotometri — Dari Kandela ke Lumen
Kuasai unit fotometrik dalam 5 kategori: pencahayaan (lux), kilauan (nit), keamatan cahaya (kandela), fluks cahaya (lumen), dan pendedahan. Fahami perbezaan antara cahaya PADA permukaan vs DARI permukaan.
Asas Fotometri
Lima Kuantiti Fizikal
Fotometri mengukur 5 perkara BERBEZA! Pencahayaan: cahaya yang jatuh PADA permukaan (lux). Kilauan: cahaya DARI permukaan (nit). Keamatan: kekuatan sumber (kandela). Fluks: jumlah keluaran (lumen). Pendedahan: cahaya x masa. Tidak boleh dicampur!
- Pencahayaan: lux (cahaya PADA)
- Kilauan: nit (cahaya DARI)
- Keamatan: kandela (sumber)
- Fluks: lumen (jumlah)
- Pendedahan: lux-saat (masa)
Pencahayaan (Lux)
Cahaya yang jatuh PADA permukaan. Unit: lux (lx) = lumen per meter persegi. Cahaya matahari: 100,000 lux. Pejabat: 500 lux. Cahaya bulan: 0.1 lux. Mengukur betapa terangnya permukaan kelihatan apabila diterangi.
- lux = lm/m² (lumen/luas)
- Cahaya matahari: 100,000 lx
- Pejabat: 300-500 lx
- Tidak boleh ditukar kepada nit!
Kilauan (Nit)
Cahaya yang datang DARI permukaan (dipancarkan atau dipantulkan). Unit: nit = kandela per meter persegi. Skrin telefon: 500 nit. Laptop: 300 nit. Berbeza daripada pencahayaan! Mengukur kecerahan permukaan itu sendiri.
- nit = cd/m²
- Telefon: 400-800 nit
- Laptop: 200-400 nit
- Berbeza daripada pencahayaan!
- 5 kuantiti fizikal yang berbeza - tidak boleh dicampur!
- Pencahayaan (lux): cahaya PADA permukaan
- Kilauan (nit): cahaya DARI permukaan
- Keamatan (kandela): kekuatan sumber dalam satu arah
- Fluks (lumen): jumlah keluaran cahaya
- Hanya tukar dalam kategori yang sama!
Penjelasan Lima Kategori
Pencahayaan (Cahaya PADA)
Cahaya yang mengenai PADA permukaan. Mengukur berapa banyak cahaya yang mengenai sesuatu kawasan. Unit asas: lux (lx). 1 lux = 1 lumen per meter persegi. Foot-candle (fc) = 10.76 lux. Digunakan untuk reka bentuk pencahayaan.
- lux (lx): unit SI
- foot-candle (fc): imperial
- phot (ph): CGS (10,000 lx)
- Mengukur cahaya yang diterima
Kilauan (Cahaya DARI)
Cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan DARI permukaan. Kecerahan yang anda lihat. Unit asas: nit = kandela/m². Stilb = 10,000 nit. Lambert, foot-lambert adalah bersejarah. Digunakan untuk paparan, skrin.
- nit (cd/m²): moden
- stilb: 10,000 nit
- lambert: 3,183 nit
- foot-lambert: 3.43 nit
Keamatan, Fluks, Pendedahan
Keamatan (kandela): kekuatan sumber dalam satu arah. Unit asas SI! Fluks (lumen): jumlah keluaran dalam semua arah. Pendedahan (lux-saat): pencahayaan dari semasa ke semasa untuk fotografi.
- kandela (cd): asas SI
- lumen (lm): jumlah keluaran
- lux-saat: pendedahan
- Semua kuantiti yang berbeza!
Fizik Pengukuran Cahaya
Hukum Songsang Kuasa Dua
Keamatan cahaya berkurangan dengan kuasa dua jarak. Pencahayaan E = Keamatan I / jarak² (r²). Jarak berganda = 1/4 kecerahan. 1 kandela pada 1 meter = 1 lux. Pada 2 meter = 0.25 lux.
- E = I / r²
- Jarak berganda = 1/4 cahaya
- 1 cd pada 1m = 1 lx
- 1 cd pada 2m = 0.25 lx
Dari Fluks ke Pencahayaan
Fluks cahaya tersebar di atas satu kawasan. E (lux) = Fluks (lumen) / Luas (m²). 1000 lumen di atas 1 m² = 1000 lux. Di atas 10 m² = 100 lux. Luas lebih besar = kurang pencahayaan.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Luas adalah penting!
Kilauan & Kebolehpantulan
Kilauan = pencahayaan x kebolehpantulan / π. Dinding putih (90% kebolehpantulan): kilauan tinggi. Permukaan hitam (10% kebolehpantulan): kilauan rendah. Pencahayaan yang sama, kilauan yang berbeza! Bergantung pada permukaan.
- L = E × ρ / π
- Putih: kilauan tinggi
- Hitam: kilauan rendah
- Permukaan adalah penting!
Penanda Aras Tahap Cahaya
| Keadaan | Pencahayaan (lux) | Nota |
|---|---|---|
| Cahaya bintang | 0.0001 | Cahaya semula jadi yang paling gelap |
| Cahaya bulan (penuh) | 0.1 - 1 | Malam yang cerah |
| Lampu jalan | 10 - 20 | Bandar biasa |
| Ruang tamu | 50 - 150 | Rumah yang selesa |
| Ruang kerja pejabat | 300 - 500 | Keperluan standard |
| Kedai runcit | 500 - 1000 | Paparan yang terang |
| Bilik bedah | 10,000 - 100,000 | Ketepatan pembedahan |
| Cahaya matahari langsung | 100,000 | Hari yang terang |
| Siang penuh | 10,000 - 25,000 | Dari mendung hingga cerah |
Kecerahan Paparan (Kilauan)
| Peranti | Biasa (nit) | Maksimum (nit) |
|---|---|---|
| E-pembaca (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Skrin laptop | 200-300 | 400 |
| Monitor desktop | 250-350 | 500 |
| Telefon pintar | 400-600 | 800-1200 |
| TV HDR | 400-600 | 1000-2000 |
| Projektor pawagam | 48-80 | 150 |
| Paparan LED luar | 5000 | 10,000+ |
Aplikasi Dunia Sebenar
Reka Bentuk Pencahayaan
Pejabat: 300-500 lux. Runcit: 500-1000 lux. Pembedahan: 10,000+ lux. Kod bangunan menetapkan keperluan pencahayaan. Terlalu rendah: ketegangan mata. Terlalu tinggi: silau, pembaziran tenaga. Pencahayaan yang betul adalah penting!
- Pejabat: 300-500 lx
- Runcit: 500-1000 lx
- Pembedahan: 10,000+ lx
- Kod bangunan terpakai
Teknologi Paparan
Skrin telefon/tablet: 400-800 nit biasa. Laptop: 200-400 nit. TV HDR: 1000+ nit. Paparan luar: 2000+ nit untuk keterlihatan. Kilauan menentukan kebolehbacaan dalam keadaan terang.
- Telefon: 400-800 nit
- Laptop: 200-400 nit
- TV HDR: 1000+ nit
- Luar: 2000+ nit
Fotografi
Pendedahan kamera = pencahayaan x masa. Lux-saat atau lux-jam. Meter cahaya mengukur lux. Pendedahan yang betul adalah penting untuk kualiti imej. EV (nilai pendedahan) berkaitan dengan lux-saat.
- Pendedahan = lux x masa
- Meter cahaya: lux
- lux-saat: unit foto
- EV berkaitan dengan pendedahan
Matematik Pantas
Songsang Kuasa Dua
Pencahayaan menurun dengan jarak². 1 cd pada 1m = 1 lx. Pada 2m = 0.25 lx (1/4). Pada 3m = 0.11 lx (1/9). Pantas: bahagi dengan jarak kuasa dua!
- E = I / r²
- 1m: bahagi dengan 1
- 2m: bahagi dengan 4
- 3m: bahagi dengan 9
Penyebaran Luas
Fluks di atas luas. Mentol 1000 lm. Jarak 1 m, tersebar di atas permukaan sfera 12.6 m². 1000 / 12.6 = 79 lux. Sfera lebih besar = lux lebih rendah.
- Luas sfera = 4πr²
- 1m: 12.6 m²
- 2m: 50.3 m²
- Fluks / luas = pencahayaan
Lux ke Foot-Candle
1 foot-candle = 10.764 lux. Pantas: fc x 10 ≈ lux. Atau: lux / 10 ≈ fc. Cukup dekat untuk anggaran!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ lux
- lux / 10 ≈ fc
- Anggaran pantas
Bagaimana Penukaran Berfungsi
- Langkah 1: Semak kategori
- Langkah 2: Hanya tukar dalam kategori
- Pencahayaan: lux, fc, phot
- Kilauan: nit, lambert, fL
- JANGAN sesekali melintasi kategori!
Penukaran Biasa (Dalam Kategori)
| Dari | Ke | Faktor | Contoh |
|---|---|---|---|
| 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 |
Contoh Pantas
Masalah yang Dikerjakan
Pencahayaan Pejabat
Pejabat memerlukan 400 lux. Mentol LED menghasilkan 800 lumen setiap satu. Bilik berukuran 5m x 4m (20 m²). Berapa banyak mentol yang diperlukan?
Jumlah lumen yang diperlukan = 400 lx x 20 m² = 8,000 lm. Mentol yang diperlukan = 8,000 / 800 = 10 mentol. Mengandaikan taburan sekata dan tiada kerugian.
Jarak Lampu Suluh
Lampu suluh mempunyai keamatan 1000 kandela. Apakah pencahayaan pada jarak 5 meter?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 lux. Hukum songsang kuasa dua: jarak berganda = 1/4 cahaya.
Kecerahan Skrin
Skrin laptop adalah 300 nit. Tukar kepada foot-lambert?
1 nit = 0.2919 foot-lambert. 300 nit x 0.2919 = 87.6 fL. Standard pawagam bersejarah ialah 16 fL, jadi laptop 5.5x lebih terang!
Kesilapan Biasa
- **Mencampurkan kategori**: Tidak boleh menukar lux ke nit! Kuantiti fizikal yang berbeza. Lux = cahaya PADA permukaan. Nit = cahaya DARI permukaan. Perlu kebolehpantulan untuk mengaitkannya.
- **Melupakan songsang kuasa dua**: Cahaya berkurangan dengan jarak KUASA DUA, bukan secara linear. Jarak 2x = 1/4 kecerahan, bukan 1/2!
- **Keliru antara lumen dan lux**: Lumen = jumlah keluaran (semua arah). Lux = keluaran per luas (satu arah). Mentol 1000 lm TIDAK menghasilkan 1000 lux!
- **Mengabaikan kebolehpantulan**: Dinding putih vs dinding hitam di bawah pencahayaan yang sama mempunyai kilauan yang sangat berbeza. Permukaan adalah penting!
- **Kandela vs. kuasa lilin**: 1 kandela ≠ 1 kuasa lilin. Lilin pentana = 10 kandela. Unit bersejarah berbeza!
- **Unit kecerahan paparan**: Pengilang mencampurkan nit, cd/m², dan % kecerahan. Sentiasa periksa nit sebenar untuk perbandingan.
Fakta Menarik
Kandela adalah Unit Asas SI
Kandela adalah salah satu daripada 7 unit asas SI (bersama meter, kilogram, saat, ampere, kelvin, mol). Ditakrifkan sebagai keamatan cahaya sumber yang memancarkan cahaya 540 THz dengan keamatan sinaran 1/683 watt per steradian. Satu-satunya unit berdasarkan persepsi manusia!
Lumen Ditakrifkan dari Kandela
1 lumen = cahaya dari sumber 1 kandela ke atas 1 sudut pepejal steradian. Oleh kerana sfera mempunyai 4π steradian, sumber isotropik 1 kandela memancarkan sejumlah 4π ≈ 12.57 lumen. Lumen adalah terbitan, kandela adalah asas!
555 nm adalah Puncak Kepekaan
Mata manusia paling sensitif kepada 555 nm (hijau-kuning). 1 watt cahaya 555 nm = 683 lumen (maksimum yang mungkin). Cahaya merah atau biru: kurang lumen per watt. Itulah sebabnya penglihatan malam berwarna hijau!
Paparan HDR = 1000+ Nit
Paparan standard: 200-400 nit. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nit. Sesetengahnya mencapai 2000-4000 nit! Pantulan matahari: 5000+ nit. HDR meniru julat kecerahan dunia sebenar untuk imej yang menakjubkan.
Foot-Candle dari Lilin Sebenar
1 foot-candle = pencahayaan 1 kaki dari sumber 1 kandela. Asalnya dari lilin sebenar pada jarak 1 kaki! = 10.764 lux. Masih digunakan dalam kod pencahayaan AS.
Standard Kecerahan Pawagam
Projektor pawagam dikalibrasi kepada 14-16 foot-lambert (48-55 nit). Kelihatan malap berbanding TV/telefon! Tetapi dalam panggung yang gelap, ia mewujudkan kontras yang betul. Projektor rumah selalunya mempunyai 100+ nit untuk cahaya ambien.
Evolusi Pengukuran Cahaya: Dari Lilin ke Standard Kuantum
Sumber Cahaya Purba (Sebelum 1800)
Sebelum fotometri saintifik, manusia bergantung pada kitaran cahaya semula jadi dan sumber buatan yang kasar. Lampu minyak, lilin, dan obor memberikan pencahayaan yang tidak konsisten yang diukur hanya dengan perbandingan.
- Lilin sebagai standard: Lilin lemak, lilin lebah, dan spermaceti digunakan sebagai rujukan kasar
- Tiada pengukuran kuantitatif: Cahaya digambarkan secara kualitatif ('terang seperti siang', 'malap seperti cahaya bulan')
- Variasi serantau: Setiap budaya membangunkan standard lilinnya sendiri tanpa persetujuan antarabangsa
- Batasan penemuan: Tiada pemahaman tentang cahaya sebagai sinaran elektromagnetik atau foton
Kelahiran Fotometri Saintifik (1800-1900)
Abad ke-19 membawa percubaan sistematik untuk menyeragamkan pengukuran cahaya, didorong oleh penggunaan pencahayaan gas dan pencahayaan elektrik awal.
- 1799 - Fotometer Rumford: Benjamin Thompson (Count Rumford) mencipta fotometer bayang untuk membandingkan sumber cahaya
- 1860-an - Standard lilin muncul: Lilin spermaceti (minyak paus), lampu carcel (minyak sayuran), lampu Hefner (amil asetat) bersaing sebagai rujukan
- 1881 - Standard Violle: Jules Violle mencadangkan platinum pada takat beku (1769°C) sebagai standard cahaya - 1 sentimeter persegi memancarkan 1 Violle
- 1896 - Lilin Hefner: Standard Jerman menggunakan nyalaan amil asetat yang terkawal, masih digunakan sehingga tahun 1940-an (0.903 kandela moden)
Standardisasi Antarabangsa (1900-1948)
Usaha awal abad ke-20 menyatukan standard kebangsaan yang bersaing menjadi Lilin Antarabangsa, pendahulu kandela moden.
- 1909 - Lilin Antarabangsa: Perjanjian antara Perancis, UK, dan Amerika Syarikat mentakrifkan standard sebagai 1/20 daripada radiator jasad hitam platinum pada takat beku
- 1921 - Unit Bouger dicadangkan: Berdasarkan standard platinum, lebih kurang sama dengan kandela moden
- 1930-an - Standard pentana: Sesetengah negara menggunakan lampu pentana yang diseragamkan dan bukannya platinum
- 1940-an - Perang mengganggu standard: Perang Dunia II menonjolkan keperluan untuk pengukuran universal, boleh dihasilkan semula yang bebas daripada artifak
Kandela Menjadi Unit Asas SI (1948-1979)
Kerjasama antarabangsa pasca perang menubuhkan kandela sebagai unit asas SI yang ketujuh, pada mulanya ditakrifkan oleh sinaran jasad hitam platinum.
1948 Definition: 1948 (CGPM ke-9): Kandela ditakrifkan sebagai keamatan cahaya 1/600,000 m² platinum pada takat beku. Kali pertama 'kandela' secara rasmi menggantikan 'lilin'. Menubuhkan fotometri dalam rangka kerja SI bersama meter, kilogram, saat, ampere, kelvin, dan mol.
Challenges:
- Kebergantungan pada platinum: Memerlukan kawalan tepat ke atas ketulenan dan suhu platinum (1769°C)
- Realisasi yang sukar: Beberapa makmal sahaja yang boleh menyelenggara radas takat beku platinum
- Kepekaan spektrum: Definisi berdasarkan penglihatan fotopik (lengkung kepekaan mata manusia)
- Evolusi terminologi: 'Nit' diterima pakai secara tidak rasmi untuk cd/m² pada tahun 1967, walaupun bukan istilah SI rasmi
Revolusi Kuantum: Menghubungkan Cahaya dengan Pemalar Asas (1979-Sekarang)
Pentakrifan semula pada tahun 1979 membebaskan kandela daripada artifak material, sebaliknya menghubungkannya dengan watt melalui kepekaan mata manusia pada panjang gelombang tertentu.
1979 Breakthrough: CGPM ke-16 mentakrifkan semula kandela berdasarkan sinaran monokromatik: 'Keamatan cahaya, dalam arah yang diberikan, bagi sumber yang memancarkan sinaran monokromatik frekuensi 540 × 10¹² Hz (555 nm, puncak kepekaan mata manusia) dan mempunyai keamatan sinaran 1/683 watt per steradian.' Ini menjadikan 683 lumen betul-betul sama dengan 1 watt pada 555 nm.
Advantages:
- Pemalar asas: Dihubungkan dengan watt (unit kuasa SI) dan fungsi kilauan fotopik manusia
- Keboleghasilan semula: Mana-mana makmal boleh merealisasikan kandela menggunakan laser dan pengesan yang ditentukur
- Tiada artifak: Tiada platinum, tiada takat beku, tiada standard fizikal diperlukan
- Ketepatan panjang gelombang: 555 nm dipilih sebagai puncak penglihatan fotopik (di mana mata paling sensitif)
- Nombor 683: Dipilih untuk mengekalkan kesinambungan dengan definisi kandela sebelumnya
Modern Impact:
- Penentukuran LED: Kritikal untuk standard kecekapan tenaga (penilaian lumen per watt)
- Teknologi paparan: Standard HDR (nit) berdasarkan definisi kandela yang tepat
- Kod pencahayaan: Keperluan bangunan (tahap lux) boleh dijejaki kepada standard kuantum
- Astronomi: Pengukuran kilauan bintang dihubungkan dengan fizik asas
Revolusi Teknologi dalam Pencahayaan (1980-an-Sekarang)
Teknologi pencahayaan moden telah mengubah cara kita mencipta, mengukur, dan menggunakan cahaya, menjadikan ketepatan fotometrik lebih penting berbanding sebelum ini.
Era LED (2000-an-2010-an)
LED merevolusikan pencahayaan dengan 100+ lumen/watt (berbanding 15 lm/W untuk pijar). Label tenaga kini memerlukan penilaian lumen yang tepat. Indeks pemaparan warna (CRI) dan suhu warna (Kelvin) menjadi spesifikasi pengguna.
Teknologi Paparan (2010-an-Sekarang)
Paparan HDR mencapai 1000-2000 nit. Kawalan peringkat piksel OLED. Standard seperti HDR10, Dolby Vision memerlukan spesifikasi kilauan yang tepat. Keterlihatan telefon pintar di luar mendorong kecerahan puncak 1200+ nit. Pawagam mengekalkan 48 nit untuk kontras yang betul.
Pencahayaan Pintar & Reka Bentuk Berpusatkan Manusia (2020-an)
Penyelidikan irama sirkadian mendorong pencahayaan boleh laras (pelarasan CCT). Meter lux dalam telefon pintar. Kod bangunan menetapkan pencahayaan untuk kesihatan/produktiviti. Fotometri adalah pusat kepada reka bentuk kesejahteraan.
- Satu-satunya unit SI berdasarkan persepsi manusia: Kandela secara unik menggabungkan biologi (kepekaan mata) ke dalam definisi fizik
- Dari lilin ke kuantum: Perjalanan dari batang lilin mentah ke standard yang ditakrifkan oleh laser dalam 200 tahun
- Masih berkembang: Teknologi LED dan paparan terus memacu inovasi fotometrik
- Kesan praktikal: Kecerahan skrin telefon anda, pencahayaan pejabat, dan lampu depan kereta anda semuanya boleh dijejaki kembali kepada 683 lumen = 1 watt pada 555 nm
- Masa depan: Potensi penambahbaikan lanjut apabila kita lebih memahami sains penglihatan, tetapi definisi semasa sangat stabil sejak 1979
Petua Pro
- **Semak kategori dahulu**: Sentiasa sahkan anda menukar dalam kategori yang sama. Lux ke fc: OK. Lux ke nit: SALAH!
- **Songsang kuasa dua pantas**: Jarak x2 = kecerahan /4. Jarak x3 = kecerahan /9. Matematik mental pantas!
- **Lumen ≠ Lux**: Mentol 1000 lumen yang tersebar di atas 1 m² = 1000 lux. Di atas 10 m² = 100 lux. Luas adalah penting!
- **Foot-candle pantas**: fc x 10 ≈ lux. Cukup dekat untuk anggaran kasar. Tepat: fc x 10.764 = lux.
- **Perbandingan paparan**: Sentiasa gunakan nit (cd/m²). Abaikan spesifikasi kecerahan %. Hanya nit yang objektif.
- **Anggaran pencahayaan bilik**: Pejabat biasa 300-500 lux. Jumlah lumen yang diperlukan = lux x luas (m²). Kemudian bahagi dengan lumen per mentol.
- **Notasi saintifik automatik**: Nilai ≥ 1 juta atau < 0.000001 secara automatik dipaparkan dalam notasi saintifik (cth., 1.0e+6) untuk kebolehbacaan!
Rujukan Fotometrik Lengkap
Pencahayaan
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Unit | Simbol | Nota & Aplikasi |
|---|---|---|
| lux | lx | Unit SI pencahayaan. 1 lx = 1 lm/m². Pejabat: 300-500 lux. Cahaya matahari: 100,000 lux. |
| kilolux | klx | 1000 lux. Keadaan luar yang terang. Julat cahaya matahari langsung. |
| mililux | mlx | 0.001 lux. Keadaan cahaya rendah. Tahap senja. |
| mikrolux | µlx | 0.000001 lux. Keadaan sangat gelap. Tahap cahaya bintang. |
| kaki-lilin | fc | Pencahayaan imperial. 1 fc = 10.764 lux. Masih digunakan dalam kod AS. |
| phot | ph | Unit CGS. 1 ph = 10,000 lux = 1 lm/cm². Jarang digunakan sekarang. |
| nox | nx | 0.001 lux. Pencahayaan malam. Dari bahasa Latin 'malam'. |
| lumen per meter persegi | lm/m² | Sama seperti lux. Definisi langsung: 1 lm/m² = 1 lux. |
| lumen per sentimeter persegi | lm/cm² | Sama seperti phot. 1 lm/cm² = 10,000 lux. |
| lumen per kaki persegi | lm/ft² | Sama seperti foot-candle. 1 lm/ft² = 1 fc = 10.764 lux. |
Kilauan
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Unit | Simbol | Nota & Aplikasi |
|---|---|---|
| kandela per meter persegi (nit) | cd/m² | Unit kilauan moden = nit. Paparan dinilai dalam nit. Telefon: 500 nit. |
| nit | nt | Nama biasa untuk cd/m². Standard kecerahan paparan. HDR: 1000+ nit. |
| stilb | sb | 1 cd/cm² = 10,000 nit. Sangat terang. Jarang digunakan sekarang. |
| kandela per sentimeter persegi | cd/cm² | Sama seperti stilb. 1 cd/cm² = 10,000 cd/m². |
| kandela per kaki persegi | cd/ft² | Kilauan imperial. 1 cd/ft² = 10.764 cd/m². |
| kandela per inci persegi | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Luas kecil, kecerahan tinggi. |
| lambert | L | 1/π cd/cm² = 3,183 cd/m². Permukaan resap sempurna. |
| mililambert | mL | 0.001 lambert = 3.183 cd/m². |
| kaki-lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3.426 cd/m². Standard pawagam AS: 14-16 fL. |
| apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0.318 cd/m². Unit CGS. |
| blondel | blondel | Sama seperti apostilb. 1/π cd/m². Dinamakan sempena André Blondel. |
| bril | bril | 10^-7 lambert = 3.183 x 10^-6 cd/m². Penglihatan disesuaikan dengan gelap. |
| skot | sk | 10^-4 lambert = 3.183 x 10^-4 cd/m². Unit penglihatan skotopik. |
Keamatan Berluminositi
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Unit | Simbol | Nota & Aplikasi |
|---|---|---|
| kandela | cd | Unit asas SI! Keamatan cahaya dalam satu arah. LED: 1-10 cd biasa. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandela. Sumber yang sangat terang. Lampu sorot. |
| milikandela | mcd | 0.001 kandela. LED kecil. Lampu penunjuk: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (lilin hefner) | HK | 0.903 cd. Standard lilin Jerman. Nyalaan amil asetat. |
| lilin antarabangsa | ICP | 1.02 cd. Standard awal. Platinum pada takat beku. |
| lilin perpuluhan | dc | Sama seperti kandela. Istilah Perancis awal. |
| lilin pentana (10 kuasa lilin) | cp | 10 cd. Standard lampu pentana. 10 kuasa lilin. |
| unit carcel | carcel | 9.74 cd. Standard lampu Perancis. Lampu minyak Carcel. |
| bougie perpuluhan | bougie | Sama seperti kandela. Lilin perpuluhan Perancis. |
Fluks Berluminositi
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Unit | Simbol | Nota & Aplikasi |
|---|---|---|
| lumen | lm | Unit SI fluks cahaya. Jumlah keluaran cahaya. Mentol LED: 800 lm biasa. |
| kilolumen | klm | 1000 lumen. Mentol terang. Pencahayaan komersial. |
| mililumen | mlm | 0.001 lumen. Sumber yang sangat malap. |
| watt (pada 555 nm, keberkesanan berluminositi puncak) | W@555nm | 1 W pada 555 nm = 683 lm. Keberkesanan cahaya puncak. Maksimum untuk cahaya hijau. |
Pendedahan Fotometrik
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Unit | Simbol | Nota & Aplikasi |
|---|---|---|
| lux-saat | lx⋅s | Pencahayaan dari semasa ke semasa. Pendedahan fotografi. 1 lx selama 1 saat. |
| lux-jam | lx⋅h | 3600 lux-saat. 1 lx selama 1 jam. Pendedahan yang lebih lama. |
| phot-saat | ph⋅s | 10,000 lux-saat. Pendedahan terang. |
| kaki-lilin-saat | fc⋅s | 10.764 lux-saat. Foot-candle selama 1 saat. |
| kaki-lilin-jam | fc⋅h | 38,750 lux-saat. Foot-candle selama 1 jam. |
Amalan Terbaik Penukaran Fotometri
Amalan Terbaik
- Ketahui kuantiti: Lux (PADA permukaan), nit (DARI permukaan), kandela (sumber), lumen (jumlah) - JANGAN sesekali campur!
- Hanya tukar dalam kategori yang sama: lux↔foot-candle OK, lux↔nit MUSTAHIL tanpa data permukaan
- Untuk lumen ke lux: perlukan luas dan corak taburan cahaya (bukan pembahagian mudah!)
- Kecerahan paparan dalam nit: 200-300 dalaman, 600+ luaran, 1000+ kandungan HDR
- Kod pencahayaan menggunakan lux: pejabat 300-500 lx, runcit 500-1000 lx, sahkan keperluan tempatan
- Fotografi: lux-saat untuk pendedahan, tetapi kamera moden menggunakan skala EV (nilai pendedahan)
Kesilapan Biasa yang Perlu Dielakkan
- Mencuba menukar lux ke nit secara langsung: Mustahil! Kuantiti yang berbeza (PADA vs DARI permukaan)
- Menukar lumen ke lux tanpa luas: Mesti tahu luas yang diterangi dan corak taburan
- Mengabaikan hukum songsang kuasa dua: Keamatan cahaya berkurangan dengan jarak² (jarak berganda = 1/4 cahaya)
- Mencampurkan kategori: Seperti cuba menukar meter kepada kilogram - tidak bermakna secara fizikal!
- Menggunakan unit yang salah untuk aplikasi: Paparan memerlukan nit, bilik memerlukan lux, mentol dinilai dalam lumen
- Keliru antara kandela dengan kuasa lilin: Unit imperial lama, tidak sama dengan kandela moden (cd)
Soalan Lazim
Apakah perbezaan antara lux dan nit?
Sama sekali berbeza! Lux = pencahayaan = cahaya yang jatuh PADA permukaan (lm/m²). Nit = kilauan = cahaya yang datang DARI permukaan (cd/m²). Contoh: meja mempunyai 500 lux pencahayaan dari lampu atas. Skrin komputer mempunyai 300 nit kilauan yang anda lihat. Tidak boleh ditukar antara satu sama lain tanpa mengetahui kebolehpantulan permukaan! Kuantiti fizikal yang berbeza.
Bolehkah saya menukar lumen kepada lux?
Ya, tetapi perlukan luas! Lux = lumen / luas (m²). Mentol 1000 lumen yang menerangi permukaan 1 m² = 1000 lux. Mentol yang sama yang menerangi 10 m² = 100 lux. Ia juga dipengaruhi oleh jarak (hukum songsang kuasa dua) dan corak taburan cahaya. Ia bukan penukaran langsung!
Mengapakah kandela unit asas SI?
Atas sebab sejarah dan praktikal. Keamatan cahaya adalah asas - boleh diukur terus dari sumber. Lumen, lux diterbitkan dari kandela menggunakan geometri. Juga, kandela adalah satu-satunya unit SI berdasarkan persepsi manusia! Ditakrifkan menggunakan kepekaan spektrum mata manusia pada 555 nm. Istimewa di antara unit SI.
Apakah kecerahan skrin yang baik?
Bergantung pada persekitaran! Dalaman: 200-300 nit sudah mencukupi. Luaran: perlukan 600+ nit untuk keterlihatan. Kandungan HDR: 400-1000 nit. Terlalu terang dalam gelap = ketegangan mata. Terlalu malap di bawah cahaya matahari = tidak dapat melihat. Banyak peranti melaras secara automatik. Telefon biasanya mempunyai 400-800 nit, ada yang mencapai 1200+ untuk cahaya matahari yang terang.
Berapa banyak lumen yang saya perlukan?
Bergantung pada bilik dan tujuan! Peraturan umum: 300-500 lux untuk pejabat. Bilik tidur: 100-200 lux. Dapur: 300-400 lux. Darabkan lux x luas bilik (m²) = jumlah lumen. Contoh: pejabat 4m x 5m (20 m²) pada 400 lux = 8,000 lumen diperlukan. Kemudian bahagi dengan lumen per mentol.
Mengapakah saya tidak boleh mencampurkan kategori-kategori ini?
Ia adalah kuantiti fizikal yang berbeza secara asas dengan dimensi yang berbeza! Seperti cuba menukar kilogram kepada meter - mustahil! Pencahayaan ialah fluks/luas. Kilauan ialah keamatan/luas. Keamatan ialah kandela. Fluks ialah lumen. Semuanya berkaitan melalui fizik/geometri tetapi TIDAK boleh ditukar secara langsung. Perlu maklumat tambahan (jarak, luas, kebolehpantulan) untuk mengaitkannya.
Direktori Alat Lengkap
Semua 71 alat yang tersedia di UNITS