Konwerter światła
Światło i Fotometria — od Kandeli do Lumena
Opanuj jednostki fotometryczne w 5 kategoriach: natężenie oświetlenia (luks), luminancja (nit), światłość (kandela), strumień świetlny (lumen) i ekspozycja. Zrozum różnicę między światłem NA powierzchniach a światłem Z powierzchni.
Podstawy fotometrii
Pięć wielkości fizycznych
Fotometria mierzy 5 RÓŻNYCH rzeczy! Natężenie oświetlenia: światło padające NA powierzchnię (luks). Luminancja: światło Z powierzchni (nit). Natężenie: siła źródła (kandela). Strumień: całkowita moc (lumen). Ekspozycja: światło x czas. Nie można ich mieszać!
- Natężenie oświetlenia: luks (światło NA)
- Luminancja: nit (światło Z)
- Natężenie: kandela (źródło)
- Strumień: lumen (całkowity)
- Ekspozycja: luks-sekunda (czas)
Natężenie oświetlenia (Lux)
Światło padające NA powierzchnię. Jednostki: luks (lx) = lumen na metr kwadratowy. Światło słoneczne: 100 000 luksów. Biuro: 500 luksów. Światło księżyca: 0,1 luksa. Mierzy, jak jasno wygląda powierzchnia, gdy jest oświetlona.
- luks = lm/m² (lumen/powierzchnia)
- Światło słoneczne: 100 000 lx
- Biuro: 300-500 lx
- Nie można przeliczyć na nit!
Luminancja (Nit)
Światło pochodzące Z powierzchni (emitowane lub odbite). Jednostki: nit = kandela na metr kwadratowy. Ekran telefonu: 500 nitów. Laptop: 300 nitów. Różni się od natężenia oświetlenia! Mierzy jasność samej powierzchni.
- nit = cd/m²
- Telefon: 400-800 nitów
- Laptop: 200-400 nitów
- Różni się od natężenia oświetlenia!
- 5 różnych wielkości fizycznych - nie można ich mieszać!
- Natężenie oświetlenia (luks): światło NA powierzchni
- Luminancja (nit): światło Z powierzchni
- Natężenie (kandela): siła źródła w danym kierunku
- Strumień (lumen): całkowita moc świetlna
- Konwertuj tylko w obrębie tej samej kategorii!
Wyjaśnienie pięciu kategorii
Natężenie oświetlenia (Światło NA)
Światło padające NA powierzchnię. Mierzy, ile światła trafia na dany obszar. Jednostka podstawowa: luks (lx). 1 luks = 1 lumen na metr kwadratowy. Stopokandela (fc) = 10,76 luksa. Używane w projektowaniu oświetlenia.
- luks (lx): jednostka SI
- stopokandela (fc): imperialna
- fot (ph): CGS (10 000 lx)
- Mierzy otrzymane światło
Luminancja (Światło Z)
Światło emitowane lub odbite Z powierzchni. Jasność, którą widzisz. Jednostka podstawowa: nit = kandela/m². Stilb = 10 000 nitów. Lambert, stopolambert są historyczne. Używane do wyświetlaczy, ekranów.
- nit (cd/m²): nowoczesna
- stilb: 10 000 nitów
- lambert: 3 183 nity
- stopolambert: 3,43 nita
Natężenie, Strumień, Ekspozycja
Natężenie (kandela): siła źródła w danym kierunku. Jednostka podstawowa SI! Strumień (lumen): całkowita moc we wszystkich kierunkach. Ekspozycja (luks-sekunda): natężenie oświetlenia w czasie dla fotografii.
- kandela (cd): podstawa SI
- lumen (lm): całkowita moc
- luks-sekunda: ekspozycja
- Wszystko to są różne wielkości!
Fizyka pomiaru światła
Prawo odwrotnych kwadratów
Natężenie światła maleje z kwadratem odległości. Natężenie oświetlenia E = Natężenie I / odległość² (r²). Podwójna odległość = 1/4 jasności. 1 kandela w odległości 1 metra = 1 luks. W odległości 2 metrów = 0,25 luksa.
- E = I / r²
- Podwójna odległość = 1/4 światła
- 1 cd w 1m = 1 lx
- 1 cd w 2m = 0,25 lx
Od strumienia do natężenia oświetlenia
Strumień świetlny rozłożony na powierzchni. E (luks) = Strumień (lumen) / Powierzchnia (m²). 1000 lumenów na 1 m² = 1000 luksów. Na 10 m² = 100 luksów. Większa powierzchnia = mniejsze natężenie oświetlenia.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Powierzchnia ma znaczenie!
Luminancja i współczynnik odbicia
Luminancja = natężenie oświetlenia x współczynnik odbicia / π. Biała ściana (90% współczynnik odbicia): wysoka luminancja. Czarna powierzchnia (10% współczynnik odbicia): niska luminancja. To samo natężenie oświetlenia, różna luminancja! Zależy od powierzchni.
- L = E × ρ / π
- Biały: wysoka luminancja
- Czarny: niska luminancja
- Powierzchnia ma znaczenie!
Wzorce poziomu światła
| Warunki | Natężenie oświetlenia (luks) | Uwagi |
|---|---|---|
| Światło gwiazd | 0.0001 | Najciemniejsze naturalne światło |
| Światło księżyca (pełnia) | 0.1 - 1 | Czysta noc |
| Oświetlenie uliczne | 10 - 20 | Typowe miejskie |
| Salon | 50 - 150 | Komfortowy dom |
| Miejsce pracy w biurze | 300 - 500 | Standardowe wymaganie |
| Sklep detaliczny | 500 - 1000 | Jasny wyświetlacz |
| Sala operacyjna | 10,000 - 100,000 | Precyzja chirurgiczna |
| Bezpośrednie światło słoneczne | 100,000 | Jasny dzień |
| Pełne światło dzienne | 10,000 - 25,000 | Od pochmurnego do słonecznego |
Jasność wyświetlacza (Luminancja)
| Urządzenie | Typowa (nity) | Maksymalna (nity) |
|---|---|---|
| Czytnik e-booków (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Ekran laptopa | 200-300 | 400 |
| Monitor stacjonarny | 250-350 | 500 |
| Smartfon | 400-600 | 800-1200 |
| Telewizor HDR | 400-600 | 1000-2000 |
| Projektor kinowy | 48-80 | 150 |
| Zewnętrzny wyświetlacz LED | 5000 | 10,000+ |
Zastosowania w świecie rzeczywistym
Projektowanie oświetlenia
Biuro: 300-500 luksów. Handel detaliczny: 500-1000 luksów. Chirurgia: 10 000+ luksów. Przepisy budowlane określają wymagania dotyczące natężenia oświetlenia. Zbyt niskie: zmęczenie oczu. Zbyt wysokie: olśnienie, marnotrawstwo energii. Odpowiednie oświetlenie jest kluczowe!
- Biuro: 300-500 lx
- Handel detaliczny: 500-1000 lx
- Chirurgia: 10 000+ lx
- Obowiązują przepisy budowlane
Technologia wyświetlaczy
Ekrany telefonów/tabletów: typowo 400-800 nitów. Laptopy: 200-400 nitów. Telewizory HDR: 1000+ nitów. Wyświetlacze zewnętrzne: 2000+ nitów dla widoczności. Luminancja określa czytelność w jasnych warunkach.
- Telefony: 400-800 nitów
- Laptopy: 200-400 nitów
- Telewizor HDR: 1000+ nitów
- Zewnętrzne: 2000+ nitów
Fotografia
Ekspozycja aparatu = natężenie oświetlenia x czas. Luks-sekundy lub luks-godziny. Światłomierze mierzą luksy. Prawidłowa ekspozycja jest kluczowa dla jakości obrazu. EV (wartość ekspozycji) jest powiązana z luks-sekundami.
- Ekspozycja = luks x czas
- Światłomierze: luks
- luks-sekunda: jednostka foto
- EV powiązane z ekspozycją
Szybka matematyka
Odwrotny kwadrat
Natężenie oświetlenia spada z odległością². 1 cd w 1m = 1 lx. W 2m = 0,25 lx (1/4). W 3m = 0,11 lx (1/9). Szybko: podziel przez kwadrat odległości!
- E = I / r²
- 1m: podziel przez 1
- 2m: podziel przez 4
- 3m: podziel przez 9
Rozprzestrzenianie na powierzchni
Strumień na powierzchni. Żarówka 1000 lm. W odległości 1 m, rozprzestrzenia się na powierzchni kuli 12,6 m². 1000 / 12,6 = 79 luksów. Większa kula = mniej luksów.
- Powierzchnia kuli = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Strumień / powierzchnia = natężenie oświetlenia
Luks na Stopokandelę
1 stopokandela = 10,764 luksów. Szybko: fc x 10 ≈ luks. Lub: luks / 10 ≈ fc. Wystarczająco blisko dla szacunków!
- 1 fc = 10,764 lx
- fc x 10 ≈ luks
- luks / 10 ≈ fc
- Szybki szacunek
Jak działają konwersje
- Krok 1: Sprawdź kategorię
- Krok 2: Konwertuj tylko w obrębie kategorii
- Natężenie oświetlenia: luks, fc, fot
- Luminancja: nit, lambert, fL
- NIGDY nie przekraczaj kategorii!
Popularne konwersje (w obrębie kategorii)
| Z | Na | Współczynnik | Przykład |
|---|---|---|---|
| luks | stopokandela | 0.0929 | 100 lx = 9.29 fc |
| stopokandela | luks | 10.764 | 10 fc = 107.6 lx |
| fot | luks | 10,000 | 1 ph = 10,000 lx |
| nit (cd/m²) | stopolambert | 0.2919 | 100 nit = 29.2 fL |
| stopolambert | nit | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| stilb | nit | 10,000 | 1 sb = 10,000 nit |
| lambert | nit | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| lumen | wat@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Szybkie przykłady
Rozwiązane problemy
Oświetlenie biura
Biuro potrzebuje 400 luksów. Żarówki LED produkują 800 lumenów każda. Pokój ma wymiary 5m x 4m (20 m²). Ile żarówek jest potrzebnych?
Całkowita liczba potrzebnych lumenów = 400 lx x 20 m² = 8000 lm. Potrzebnych żarówek = 8000 / 800 = 10 żarówek. Zakłada się równomierne rozprowadzenie i brak strat.
Odległość latarki
Latarka ma natężenie 1000 kandeli. Jakie jest natężenie oświetlenia w odległości 5 metrów?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 luksów. Prawo odwrotnych kwadratów: podwójna odległość = 1/4 światła.
Jasność ekranu
Ekran laptopa ma 300 nitów. Przelicz na stopolamberty?
1 nit = 0,2919 stopolambertu. 300 nit x 0,2919 = 87,6 fL. Historyczny standard kinowy wynosił 16 fL, więc laptop jest 5,5 razy jaśniejszy!
Częste błędy
- **Mieszanie kategorii**: Nie można przeliczyć luksów na nity! To różne wielkości fizyczne. Luks = światło NA powierzchni. Nit = światło Z powierzchni. Do ich powiązania potrzebny jest współczynnik odbicia.
- **Zapominanie o prawie odwrotnych kwadratów**: Światło maleje z KWADRATEM odległości, a nie liniowo. 2x odległość = 1/4 jasności, a nie 1/2!
- **Mylenie lumena i luksa**: Lumen = całkowita moc (we wszystkich kierunkach). Luks = moc na powierzchnię (jeden kierunek). Żarówka 1000 lm NIE produkuje 1000 luksów!
- **Ignorowanie współczynnika odbicia**: Biała ściana w porównaniu z czarną ścianą pod tym samym natężeniem oświetlenia mają zupełnie inną luminancję. Powierzchnia ma znaczenie!
- **Kandela a moc świecy**: 1 kandela ≠ 1 moc świecy. Świeca pentanowa = 10 kandeli. Historyczne jednostki różniły się!
- **Jednostki jasności wyświetlacza**: Producenci mieszają nity, cd/m² i % jasności. Zawsze sprawdzaj rzeczywiste nity do porównania.
Ciekawostki
Kandela jest podstawową jednostką SI
Kandela jest jedną z 7 podstawowych jednostek SI (wraz z metrem, kilogramem, sekundą, amperem, kelwinem, molem). Zdefiniowana jako światłość źródła emitującego światło 540 THz o natężeniu promieniowania 1/683 wata na steradian. Jedyna jednostka oparta na ludzkiej percepcji!
Lumen jest zdefiniowany z kandeli
1 lumen = światło ze źródła 1 kandeli w kącie bryłowym 1 steradiana. Ponieważ kula ma 4π steradianów, izotropowe źródło 1 kandeli emituje łącznie 4π ≈ 12,57 lumenów. Lumen jest pochodny, kandela jest fundamentalna!
555 nm to szczyt czułości
Ludzkie oko jest najbardziej czułe na 555 nm (zielono-żółty). 1 wat światła 555 nm = 683 lumeny (maksymalna możliwa). Światło czerwone lub niebieskie: mniej lumenów na wat. Dlatego noktowizja jest zielona!
Wyświetlacze HDR = 1000+ nitów
Standardowe wyświetlacze: 200-400 nitów. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nitów. Niektóre osiągają 2000-4000 nitów! Odbicie słońca: 5000+ nitów. HDR naśladuje zakres jasności świata rzeczywistego, zapewniając oszałamiające obrazy.
Stopokandela od prawdziwych świec
1 stopokandela = natężenie oświetlenia w odległości 1 stopy od źródła 1 kandeli. Pierwotnie od prawdziwej świecy w odległości 1 stopy! = 10,764 luksów. Nadal używane w amerykańskich przepisach oświetleniowych.
Standard jasności w kinie
Projektory kinowe są kalibrowane na 14-16 stopolambertów (48-55 nitów). Wydaje się to słabe w porównaniu z telewizorem/telefonem! Ale w ciemnym kinie tworzy odpowiedni kontrast. Projektory domowe często mają ponad 100 nitów dla światła otoczenia.
Ewolucja pomiaru światła: Od świec do standardów kwantowych
Starożytne źródła światła (przed 1800)
Przed naukową fotometrią ludzie polegali na naturalnych cyklach światła i prymitywnych sztucznych źródłach. Lampy oliwne, świece i pochodnie zapewniały niespójne oświetlenie, mierzone jedynie przez porównanie.
- Świece jako standardy: Świece łojowe, woskowe i spermacetowe były używane jako przybliżone odniesienia
- Brak pomiarów ilościowych: Światło opisywano jakościowo („jasne jak dzień”, „słabe jak światło księżyca”)
- Różnice regionalne: Każda kultura rozwijała własne standardy świec bez międzynarodowego porozumienia
- Ograniczenia odkryć: Brak zrozumienia światła jako promieniowania elektromagnetycznego lub fotonów
Narodziny naukowej fotometrii (1800-1900)
XIX wiek przyniósł systematyczne próby standaryzacji pomiaru światła, napędzane przez przyjęcie oświetlenia gazowego i wczesnego oświetlenia elektrycznego.
- 1799 - Fotometr Rumforda: Benjamin Thompson (hrabia Rumford) wynalazł fotometr cieniowy do porównywania źródeł światła
- Lata 60. XIX wieku - Pojawiają się standardy świec: Świeca spermacetowa (olej wielorybi), lampa Carcela (olej roślinny), lampa Hefnera (octan amylu) konkurują jako odniesienia
- 1881 - Standard Violle'a: Jules Violle zaproponował platynę w punkcie krzepnięcia (1769°C) jako standard światła - 1 cm kwadratowy emituje 1 Violle
- 1896 - Świeca Hefnera: Niemiecki standard wykorzystujący kontrolowany płomień octanu amylu, używany do lat 40. XX wieku (0,903 nowoczesnej kandeli)
Międzynarodowa standaryzacja (1900-1948)
Wysiłki z początku XX wieku zjednoczyły konkurencyjne standardy krajowe w Międzynarodową Świecę, prekursora nowoczesnej kandeli.
- 1909 - Międzynarodowa Świeca: Porozumienie między Francją, Wielką Brytanią i USA definiuje standard jako 1/20 radiatora ciała doskonale czarnego z platyny w punkcie krzepnięcia
- 1921 - Zaproponowano jednostkę Bougera: Oparta na standardzie platyny, w przybliżeniu równa nowoczesnej kandeli
- Lata 30. XX wieku - Standard pentanowy: Niektóre kraje używały standardowej lampy pentanowej zamiast platyny
- Lata 40. XX wieku - Wojna zakłóca standardy: II wojna światowa podkreśla potrzebę uniwersalnego, powtarzalnego pomiaru niezależnego od artefaktów
Kandela staje się podstawową jednostką SI (1948-1979)
Powojenna współpraca międzynarodowa ustanowiła kandelę siódmą podstawową jednostką SI, początkowo zdefiniowaną przez promieniowanie ciała doskonale czarnego platyny.
1948 Definition: 1948 (9. CGPM): Kandela zdefiniowana jako światłość 1/600 000 m² platyny w punkcie krzepnięcia. Po raz pierwszy „kandela” oficjalnie zastąpiła „świecę”. Ustanowiła fotometrię w ramach systemu SI obok metra, kilograma, sekundy, ampera, kelwina i mola.
Challenges:
- Zależność od platyny: Wymagała precyzyjnej kontroli czystości i temperatury platyny (1769°C)
- Trudna realizacja: Niewiele laboratoriów mogło utrzymać aparaturę do punktu krzepnięcia platyny
- Wrażliwość spektralna: Definicja oparta na widzeniu fotopowym (krzywa czułości ludzkiego oka)
- Ewolucja terminologii: „Nit” został nieformalnie przyjęty dla cd/m² w 1967 r., chociaż nie jest to oficjalny termin SI
Rewolucja kwantowa: Powiązanie światła z podstawowymi stałymi (1979-obecnie)
Redefinicja z 1979 r. uwolniła kandelę od materialnych artefaktów, zamiast tego łącząc ją z watem poprzez czułość ludzkiego oka na określonej długości fali.
1979 Breakthrough: 16. CGPM zredefiniowała kandelę w oparciu o promieniowanie monochromatyczne: „Światłość w danym kierunku źródła emitującego promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540 × 10¹² Hz (555 nm, szczyt czułości ludzkiego oka) i mającego natężenie promieniowania 1/683 wata na steradian”. To sprawia, że 683 lumeny są dokładnie równe 1 watowi przy 555 nm.
Advantages:
- Stała podstawowa: Powiązana z watem (jednostka mocy SI) i funkcją skuteczności świetlnej oka ludzkiego
- Powtarzalność: Każde laboratorium może zrealizować kandelę za pomocą lasera i skalibrowanego detektora
- Brak artefaktów: Brak platyny, brak punktów krzepnięcia, brak fizycznych standardów
- Precyzja długości fali: 555 nm wybrano jako szczyt widzenia fotopowego (gdzie oko jest najbardziej czułe)
- Liczba 683: Wybrana w celu zachowania ciągłości z poprzednią definicją kandeli
Modern Impact:
- Kalibracja LED: Krytyczna dla standardów efektywności energetycznej (oceny lumenów na wat)
- Technologia wyświetlaczy: Standardy HDR (nity) oparte na precyzyjnej definicji kandeli
- Przepisy oświetleniowe: Wymagania budowlane (poziomy luksów) są powiązane ze standardem kwantowym
- Astronomia: Pomiary jasności gwiazd połączone z fizyką podstawową
Rewolucje technologiczne w oświetleniu (lata 80. XX wieku-obecnie)
Nowoczesna technologia oświetleniowa przekształciła sposób, w jaki tworzymy, mierzymy i używamy światła, czyniąc precyzję fotometryczną ważniejszą niż kiedykolwiek.
Era LED (lata 2000-2010)
Diody LED zrewolucjonizowały oświetlenie, osiągając ponad 100 lumenów/wat (w porównaniu z 15 lm/W dla żarówek). Etykiety energetyczne wymagają teraz precyzyjnych ocen lumenów. Wskaźnik oddawania barw (CRI) i temperatura barwowa (Kelwin) stają się specyfikacjami konsumenckimi.
Technologia wyświetlaczy (lata 2010-obecnie)
Wyświetlacze HDR osiągają 1000-2000 nitów. Sterowanie na poziomie pikseli OLED. Standardy takie jak HDR10, Dolby Vision wymagają precyzyjnych specyfikacji luminancji. Widoczność smartfonów na zewnątrz napędza szczytową jasność ponad 1200 nitów. Kino utrzymuje 48 nitów dla odpowiedniego kontrastu.
Inteligentne oświetlenie i projektowanie zorientowane na człowieka (lata 2020)
Badania rytmu dobowego napędzają oświetlenie z możliwością regulacji (regulacja CCT). Mierniki luksów w smartfonach. Przepisy budowlane określają natężenie oświetlenia dla zdrowia/produktywności. Fotometria jest kluczowa w projektowaniu dla dobrego samopoczucia.
- Jedyna jednostka SI oparta na ludzkiej percepcji: Kandela w unikalny sposób włącza biologię (czułość oka) do definicji fizyki
- Od świec do kwantów: Podróż od prymitywnych świec woskowych do standardów zdefiniowanych laserowo w 200 lat
- Wciąż ewoluuje: Technologia LED i wyświetlaczy nadal napędza innowacje fotometryczne
- Praktyczny wpływ: Jasność ekranu telefonu, oświetlenie biura i reflektory samochodowe wszystkie wywodzą się z 683 lumenów = 1 wat przy 555 nm
- Przyszłość: Potencjalne dalsze udoskonalenia w miarę lepszego zrozumienia nauki o widzeniu, ale obecna definicja jest niezwykle stabilna od 1979 r.
Porady dla profesjonalistów
- **Najpierw sprawdź kategorię**: Zawsze upewnij się, że konwertujesz w obrębie tej samej kategorii. Luks na fc: OK. Luks na nit: ŹLE!
- **Szybki odwrotny kwadrat**: Odległość x2 = jasność /4. Odległość x3 = jasność /9. Szybka matematyka w głowie!
- **Lumen ≠ Luks**: Żarówka 1000 lumenów rozłożona na 1 m² = 1000 luksów. Na 10 m² = 100 luksów. Powierzchnia ma znaczenie!
- **Szybka stopokandela**: fc x 10 ≈ luks. Wystarczająco blisko dla przybliżonych szacunków. Dokładnie: fc x 10,764 = luks.
- **Porównanie wyświetlaczy**: Zawsze używaj nitów (cd/m²). Ignoruj specyfikacje jasności w %. Tylko nity są obiektywne.
- **Szacowanie oświetlenia pomieszczenia**: Typowe biuro to 300-500 luksów. Całkowita liczba potrzebnych lumenów = luks x powierzchnia (m²). Następnie podziel przez lumeny na żarówkę.
- **Automatyczna notacja naukowa**: Wartości ≥ 1 milion lub < 0,000001 automatycznie wyświetlają się w notacji naukowej (np. 1.0e+6) dla czytelności!
Kompletne odniesienie fotometryczne
Natężenie oświetlenia
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Jednostka | Symbol | Uwagi i zastosowania |
|---|---|---|
| luks | lx | Jednostka SI natężenia oświetlenia. 1 lx = 1 lm/m². Biuro: 300-500 luksów. Światło słoneczne: 100 000 luksów. |
| kiloluks | klx | 1000 luksów. Jasne warunki zewnętrzne. Zakresy bezpośredniego światła słonecznego. |
| mililuks | mlx | 0,001 luksa. Warunki słabego oświetlenia. Poziomy zmierzchu. |
| mikroluks | µlx | 0,000001 luksa. Bardzo ciemne warunki. Poziomy światła gwiazd. |
| stopa-kandela | fc | Imperialne natężenie oświetlenia. 1 fc = 10,764 luksów. Nadal używane w amerykańskich przepisach. |
| fot | ph | Jednostka CGS. 1 ph = 10 000 luksów = 1 lm/cm². Obecnie rzadko używana. |
| noks | nx | 0,001 luksa. Oświetlenie nocne. Z łaciny 'noc'. |
| lumen na metr kwadratowy | lm/m² | To samo co luks. Definicja bezpośrednia: 1 lm/m² = 1 luks. |
| lumen na centymetr kwadratowy | lm/cm² | To samo co fot. 1 lm/cm² = 10 000 luksów. |
| lumen na stopę kwadratową | lm/ft² | To samo co stopokandela. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 luksów. |
Luminancja
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Jednostka | Symbol | Uwagi i zastosowania |
|---|---|---|
| kandela na metr kwadratowy (nit) | cd/m² | Nowoczesna jednostka luminancji = nit. Wyświetlacze są oceniane w nitach. Telefon: 500 nitów. |
| nit | nt | Powszechna nazwa dla cd/m². Standard jasności wyświetlacza. HDR: 1000+ nitów. |
| stilb | sb | 1 cd/cm² = 10 000 nitów. Bardzo jasne. Obecnie rzadko używane. |
| kandela na centymetr kwadratowy | cd/cm² | To samo co stilb. 1 cd/cm² = 10 000 cd/m². |
| kandela na stopę kwadratową | cd/ft² | Imperialna luminancja. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| kandela na cal kwadratowy | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Mała powierzchnia, duża jasność. |
| lambert | L | 1/π cd/cm² = 3 183 cd/m². Idealnie rozpraszająca powierzchnia. |
| mililambert | mL | 0,001 lamberta = 3,183 cd/m². |
| stopa-lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². Amerykański standard kinowy: 14-16 fL. |
| apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². Jednostka CGS. |
| blondel | blondel | To samo co apostilb. 1/π cd/m². Nazwany na cześć André Blondela. |
| bril | bril | 10^-7 lamberta = 3,183 x 10^-6 cd/m². Widzenie zaadaptowane do ciemności. |
| skot | sk | 10^-4 lamberta = 3,183 x 10^-4 cd/m². Jednostka widzenia skotopowego. |
Światłość
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Jednostka | Symbol | Uwagi i zastosowania |
|---|---|---|
| kandela | cd | Podstawowa jednostka SI! Natężenie światła w danym kierunku. LED: typowo 1-10 cd. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandeli. Bardzo jasne źródła. Reflektory. |
| milikandela | mcd | 0,001 kandeli. Małe diody LED. Światła wskaźnikowe: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (świeca Hefnera) | HK | 0,903 cd. Niemiecki standard świecy. Płomień octanu amylu. |
| świeca międzynarodowa | ICP | 1,02 cd. Wczesny standard. Platyna w punkcie krzepnięcia. |
| świeca dziesiętna | dc | To samo co kandela. Wczesny termin francuski. |
| świeca pentanowa (10 mocy świecy) | cp | 10 cd. Standard lampy pentanowej. 10 mocy świec. |
| jednostka carcel | carcel | 9,74 cd. Francuski standard lampy. Lampa naftowa Carcela. |
| bougie decimal | bougie | To samo co kandela. Francuska świeca dziesiętna. |
Strumień świetlny
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Jednostka | Symbol | Uwagi i zastosowania |
|---|---|---|
| lumen | lm | Jednostka SI strumienia świetlnego. Całkowita moc świetlna. Żarówka LED: typowo 800 lm. |
| kilolumen | klm | 1000 lumenów. Jasne żarówki. Oświetlenie komercyjne. |
| mililumen | mlm | 0,001 lumena. Bardzo słabe źródła. |
| wat (przy 555 nm, szczytowa skuteczność świetlna) | W@555nm | 1 W przy 555 nm = 683 lm. Szczytowa skuteczność świetlna. Maksimum dla zielonego światła. |
Ekspozycja fotometryczna
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Jednostka | Symbol | Uwagi i zastosowania |
|---|---|---|
| luks-sekunda | lx⋅s | Natężenie oświetlenia w czasie. Ekspozycja fotograficzna. 1 lx przez 1 sekundę. |
| luks-godzina | lx⋅h | 3600 luks-sekund. 1 lx przez 1 godzinę. Dłuższe ekspozycje. |
| fot-sekunda | ph⋅s | 10 000 luks-sekund. Jasna ekspozycja. |
| stopa-kandela-sekunda | fc⋅s | 10,764 luks-sekund. Stopokandela przez 1 sekundę. |
| stopa-kandela-godzina | fc⋅h | 38 750 luks-sekund. Stopokandela przez 1 godzinę. |
Najlepsze praktyki konwersji fotometrycznej
Najlepsze praktyki
- Znaj wielkość: Luks (NA powierzchni), nit (Z powierzchni), kandela (źródło), lumen (całkowity) - NIGDY nie mieszaj!
- Konwertuj tylko w obrębie tej samej kategorii: luks↔stopokandela OK, luks↔nit NIEMOŻLIWE bez danych o powierzchni
- Dla lumenów na luks: potrzebna jest powierzchnia i wzór rozsyłu światła (nie proste dzielenie!)
- Jasność wyświetlacza w nitach: 200-300 wewnątrz, 600+ na zewnątrz, 1000+ treści HDR
- Przepisy oświetleniowe używają luksów: biuro 300-500 lx, handel detaliczny 500-1000 lx, zweryfikuj lokalne wymagania
- Fotografia: luks-sekundy dla ekspozycji, ale nowoczesne aparaty używają skali EV (wartość ekspozycji)
Częste błędy do uniknięcia
- Próba bezpośredniej konwersji luksów na nity: Niemożliwe! Różne wielkości (NA vs. Z powierzchni)
- Konwersja lumenów na luksy bez powierzchni: Musisz znać oświetloną powierzchnię i wzór rozsyłu
- Ignorowanie prawa odwrotnych kwadratów: Natężenie światła maleje z odległością² (podwójna odległość = 1/4 światła)
- Mieszanie kategorii: Jak próba konwersji metrów na kilogramy - fizycznie bez sensu!
- Używanie niewłaściwej jednostki do zastosowania: Wyświetlacze potrzebują nitów, pomieszczenia luksów, żarówki są oceniane w lumenach
- Mylenie kandeli z mocą świecy: Stara jednostka imperialna, nie to samo co nowoczesna kandela (cd)
Często zadawane pytania
Jaka jest różnica między luksem a nitem?
Całkowicie różne! Luks = natężenie oświetlenia = światło padające NA powierzchnię (lm/m²). Nit = luminancja = światło pochodzące Z powierzchni (cd/m²). Przykład: biurko ma 500 luksów natężenia oświetlenia od lamp sufitowych. Ekran komputera ma 300 nitów luminancji, którą widzisz. Nie można ich konwertować między sobą bez znajomości współczynnika odbicia powierzchni! Różne wielkości fizyczne.
Czy mogę przeliczyć lumeny na luksy?
Tak, ale potrzebna jest powierzchnia! Luks = lumeny / powierzchnia (m²). Żarówka 1000 lumenów oświetlająca powierzchnię 1 m² = 1000 luksów. Ta sama żarówka oświetlająca 10 m² = 100 luksów. Wpływ ma również odległość (prawo odwrotnych kwadratów) i wzór rozsyłu światła. To nie jest bezpośrednia konwersja!
Dlaczego kandela jest podstawową jednostką SI?
Z powodów historycznych i praktycznych. Światłość jest fundamentalna - można ją zmierzyć bezpośrednio ze źródła. Lumen, luks są pochodnymi kandeli przy użyciu geometrii. Ponadto kandela jest jedyną jednostką SI opartą na ludzkiej percepcji! Zdefiniowana przy użyciu spektralnej czułości ludzkiego oka przy 555 nm. Wyjątkowa wśród jednostek SI.
Jaka jest dobra jasność ekranu?
Zależy od otoczenia! Wewnątrz: 200-300 nitów wystarczy. Na zewnątrz: potrzeba ponad 600 nitów dla widoczności. Treści HDR: 400-1000 nitów. Zbyt jasno w ciemności = zmęczenie oczu. Zbyt ciemno w słońcu = nie widać. Wiele urządzeń dostosowuje się automatycznie. Telefony mają zazwyczaj 400-800 nitów, niektóre osiągają ponad 1200 w jasnym słońcu.
Ile lumenów potrzebuję?
Zależy od pomieszczenia i celu! Ogólna zasada: 300-500 luksów dla biur. Sypialnia: 100-200 luksów. Kuchnia: 300-400 luksów. Pomnóż luks x powierzchnię pomieszczenia (m²) = całkowite lumeny. Przykład: biuro 4m x 5m (20 m²) przy 400 luksach = potrzebne 8000 lumenów. Następnie podziel przez lumeny na żarówkę.
Dlaczego nie mogę mieszać tych kategorii?
Są to zasadniczo różne wielkości fizyczne o różnych wymiarach! Jak próba konwersji kilogramów na metry - niemożliwe! Natężenie oświetlenia to strumień/powierzchnia. Luminancja to natężenie/powierzchnia. Natężenie to kandela. Strumień to lumen. Wszystkie są powiązane przez fizykę/geometrię, ale NIE są bezpośrednio konwertowalne. Potrzebne są dodatkowe informacje (odległość, powierzchnia, współczynnik odbicia), aby je powiązać.
Pełny Katalog Narzędzi
Wszystkie 71 narzędzia dostępne w UNITS