Prevodník svetla
Svetlo a Fotometria — Od Kandely po Lúmen
Osvojte si fotometrické jednotky v 5 kategóriách: osvetlenie (lux), jas (nit), svietivosť (kandela), svetelný tok (lúmen) a expozícia. Pochopte rozdiel medzi svetlom NA povrchoch a Z povrchov.
Základy fotometrie
Päť fyzikálnych veličín
Fotometria meria 5 RÔZNYCH vecí! Osvetlenie: svetlo dopadajúce NA povrch (lux). Jas: svetlo Z povrchu (nit). Intenzita: sila zdroja (kandela). Tok: celkový výkon (lúmen). Expozícia: svetlo x čas. Nemožno miešať!
- Osvetlenie: lux (svetlo NA)
- Jas: nit (svetlo Z)
- Intenzita: kandela (zdroj)
- Tok: lúmen (celkovo)
- Expozícia: lux-sekunda (čas)
Osvetlenie (Lux)
Svetlo dopadajúce NA povrch. Jednotky: lux (lx) = lúmen na meter štvorcový. Slnečné svetlo: 100 000 luxov. Kancelária: 500 luxov. Mesačné svetlo: 0,1 luxu. Meria, ako jasne sa javí povrch, keď je osvetlený.
- lux = lm/m² (lúmen/plocha)
- Slnečné svetlo: 100 000 lx
- Kancelária: 300-500 lx
- Nemožno previesť na nit!
Jas (Nit)
Svetlo vychádzajúce Z povrchu (vyžarované alebo odrazené). Jednotky: nit = kandela na meter štvorcový. Obrazovka telefónu: 500 nitov. Laptop: 300 nitov. Odlišné od osvetlenia! Meria jas samotného povrchu.
- nit = cd/m²
- Telefón: 400-800 nitov
- Laptop: 200-400 nitov
- Odlišné od osvetlenia!
- 5 rôznych fyzikálnych veličín - nemožno miešať!
- Osvetlenie (lux): svetlo NA povrchu
- Jas (nit): svetlo Z povrchu
- Intenzita (kandela): sila zdroja v smere
- Tok (lúmen): celkový svetelný výkon
- Prevádzajte len v rámci rovnakej kategórie!
Vysvetlenie piatich kategórií
Osvetlenie (Svetlo NA)
Svetlo dopadajúce NA povrch. Meria, koľko svetla dopadne na plochu. Základná jednotka: lux (lx). 1 lux = 1 lúmen na meter štvorcový. Foot-candle (fc) = 10,76 luxu. Používa sa pri návrhu osvetlenia.
- lux (lx): jednotka SI
- foot-candle (fc): imperiálna
- fot (ph): CGS (10 000 lx)
- Meria prijaté svetlo
Jas (Svetlo Z)
Svetlo vyžarované alebo odrazené Z povrchu. Jas, ktorý vidíte. Základná jednotka: nit = kandela/m². Stilb = 10 000 nitov. Lambert, foot-lambert sú historické. Používa sa pre displeje, obrazovky.
- nit (cd/m²): moderná
- stilb: 10 000 nitov
- lambert: 3 183 nitov
- foot-lambert: 3,43 nitu
Intenzita, Tok, Expozícia
Intenzita (kandela): sila zdroja v smere. Základná jednotka SI! Tok (lúmen): celkový výkon vo všetkých smeroch. Expozícia (lux-sekunda): osvetlenie v čase pre fotografiu.
- kandela (cd): základ SI
- lúmen (lm): celkový výkon
- lux-sekunda: expozícia
- Všetko sú to rôzne veličiny!
Fyzika merania svetla
Zákon obráteného štvorca
Intenzita svetla klesá s druhou mocninou vzdialenosti. Osvetlenie E = Intenzita I / vzdialenosť² (r²). Dvojnásobná vzdialenosť = 1/4 jasu. 1 kandela vo vzdialenosti 1 meter = 1 lux. Vo vzdialenosti 2 metre = 0,25 luxu.
- E = I / r²
- Dvojnásobná vzdialenosť = 1/4 svetla
- 1 cd na 1m = 1 lx
- 1 cd na 2m = 0,25 lx
Od toku k osvetleniu
Svetelný tok rozložený na ploche. E (lux) = Tok (lúmen) / Plocha (m²). 1000 lúmenov na 1 m² = 1000 luxov. Na 10 m² = 100 luxov. Väčšia plocha = menšie osvetlenie.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Plocha je dôležitá!
Jas a odrazivosť
Jas = osvetlenie x odrazivosť / π. Biela stena (90% odrazivosť): vysoký jas. Čierny povrch (10% odrazivosť): nízky jas. Rovnaké osvetlenie, rôzny jas! Záleží na povrchu.
- L = E × ρ / π
- Biela: vysoký jas
- Čierna: nízky jas
- Povrch je dôležitý!
Referenčné hodnoty úrovne svetla
| Podmienka | Osvetlenie (lux) | Poznámky |
|---|---|---|
| Svetlo hviezd | 0.0001 | Najtmavšie prirodzené svetlo |
| Mesačné svetlo (spln) | 0.1 - 1 | Jasná noc |
| Uličné osvetlenie | 10 - 20 | Typické mestské |
| Obývacia izba | 50 - 150 | Pohodlný domov |
| Pracovisko v kancelárii | 300 - 500 | Štandardná požiadavka |
| Maloobchodná predajňa | 500 - 1000 | Jasný displej |
| Operačná sála | 10,000 - 100,000 | Chirurgická presnosť |
| Priame slnečné svetlo | 100,000 | Jasný deň |
| Úplné denné svetlo | 10,000 - 25,000 | Od zamračeného po slnečné |
Jas displeja (Jas)
| Zariadenie | Typické (nity) | Maximálne (nity) |
|---|---|---|
| E-čítačka (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Obrazovka laptopu | 200-300 | 400 |
| Stolový monitor | 250-350 | 500 |
| Smartfón | 400-600 | 800-1200 |
| HDR TV | 400-600 | 1000-2000 |
| Kinoprojektor | 48-80 | 150 |
| Vonkajší LED displej | 5000 | 10,000+ |
Aplikácie v reálnom svete
Návrh osvetlenia
Kancelária: 300-500 luxov. Maloobchod: 500-1000 luxov. Chirurgia: 10 000+ luxov. Stavebné predpisy špecifikujú požiadavky na osvetlenie. Príliš nízke: únava očí. Príliš vysoké: oslnenie, plytvanie energiou. Správne osvetlenie je kľúčové!
- Kancelária: 300-500 lx
- Maloobchod: 500-1000 lx
- Chirurgia: 10 000+ lx
- Platia stavebné predpisy
Zobrazovacia technológia
Obrazovky telefónov/tabletov: typicky 400-800 nitov. Laptopy: 200-400 nitov. HDR televízory: 1000+ nitov. Vonkajšie displeje: 2000+ nitov pre viditeľnosť. Jas určuje čitateľnosť v jasných podmienkach.
- Telefóny: 400-800 nitov
- Laptopy: 200-400 nitov
- HDR TV: 1000+ nitov
- Vonkajšie: 2000+ nitov
Fotografia
Expozícia fotoaparátu = osvetlenie x čas. Lux-sekundy alebo lux-hodiny. Svetlomery merajú lux. Správna expozícia je kľúčová pre kvalitu obrazu. EV (expozičná hodnota) súvisí s lux-sekundami.
- Expozícia = lux x čas
- Svetlomery: lux
- lux-sekunda: fotografická jednotka
- EV súvisí s expozíciou
Rýchla matematika
Obrátený štvorec
Osvetlenie klesá so vzdialenosťou². 1 cd na 1m = 1 lx. Na 2m = 0,25 lx (1/4). Na 3m = 0,11 lx (1/9). Rýchlo: delte druhou mocninou vzdialenosti!
- E = I / r²
- 1m: delte 1
- 2m: delte 4
- 3m: delte 9
Rozloženie na plochu
Tok na plochu. Žiarovka 1000 lm. Vo vzdialenosti 1 m sa rozprestiera na ploche gule 12,6 m². 1000 / 12,6 = 79 luxov. Väčšia guľa = menej luxov.
- Plocha gule = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Tok / plocha = osvetlenie
Lux na Foot-Candle
1 foot-candle = 10,764 luxu. Rýchlo: fc x 10 ≈ lux. Alebo: lux / 10 ≈ fc. Pre odhady dostatočne blízko!
- 1 fc = 10,764 lx
- fc x 10 ≈ lux
- lux / 10 ≈ fc
- Rýchly odhad
Ako fungujú prevody
- Krok 1: Skontrolujte kategóriu
- Krok 2: Prevádzajte len v rámci kategórie
- Osvetlenie: lux, fc, fot
- Jas: nit, lambert, fL
- NIKDY neprekračujte kategórie!
Bežné prevody (v rámci kategórií)
| Z | Na | Faktor | Príklad |
|---|---|---|---|
| lux | foot-candle | 0.0929 | 100 lx = 9.29 fc |
| foot-candle | lux | 10.764 | 10 fc = 107.6 lx |
| fot | 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 |
| lúmen | watt@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Rýchle príklady
Riešené problémy
Osvetlenie kancelárie
Kancelária potrebuje 400 luxov. LED žiarovky produkujú 800 lúmenov každá. Miestnosť má 5m x 4m (20 m²). Koľko žiaroviek je potrebných?
Celkový potrebný počet lúmenov = 400 lx x 20 m² = 8 000 lm. Potrebných žiaroviek = 8 000 / 800 = 10 žiaroviek. Predpokladá sa rovnomerné rozloženie a žiadne straty.
Vzdialenosť baterky
Baterka má intenzitu 1000 kandel. Aké je osvetlenie vo vzdialenosti 5 metrov?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 luxov. Zákon obráteného štvorca: dvojnásobná vzdialenosť = 1/4 svetla.
Jas obrazovky
Obrazovka laptopu má 300 nitov. Preveďte na foot-lamberty?
1 nit = 0,2919 foot-lambertu. 300 nit x 0,2919 = 87,6 fL. Historický štandard pre kiná bol 16 fL, takže laptop je 5,5x jasnejší!
Bežné chyby
- **Miešanie kategórií**: Nemožno previesť lux na nit! Rôzne fyzikálne veličiny. Lux = svetlo NA povrchu. Nit = svetlo Z povrchu. Na ich prepojenie je potrebná odrazivosť.
- **Zabúdanie na obrátený štvorec**: Svetlo klesá s druhou MOCNINOU vzdialenosti, nie lineárne. 2x vzdialenosť = 1/4 jasu, nie 1/2!
- **Zameniť si lúmen a lux**: Lúmen = celkový výkon (všetky smery). Lux = výkon na plochu (jeden smer). Žiarovka 1000 lm NEPRODUKUJE 1000 luxov!
- **Ignorovanie odrazivosti**: Biela stena oproti čiernej stene pri rovnakom osvetlení majú veľmi odlišný jas. Povrch je dôležitý!
- **Kandela vs. sila sviečky**: 1 kandela ≠ 1 sila sviečky. Pentánová sviečka = 10 kandel. Historické jednotky sa líšili!
- **Jednotky jasu displeja**: Výrobcovia miešajú nity, cd/m² a % jasu. Pre porovnanie vždy skontrolujte skutočné nity.
Zaujímavosti
Kandela je základná jednotka SI
Kandela je jednou zo 7 základných jednotiek SI (spolu s metrom, kilogramom, sekundou, ampérom, kelvinom, mólom). Definuje sa ako svietivosť zdroja emitujúceho svetlo s frekvenciou 540 THz so žiarivou intenzitou 1/683 wattu na steradián. Jediná jednotka založená na ľudskom vnímaní!
Lúmen je definovaný z Kandely
1 lúmen = svetlo zo zdroja 1 kandela cez 1 steradián priestorového uhla. Keďže guľa má 4π steradiánov, izotropný zdroj 1 kandela emituje celkovo 4π ≈ 12,57 lúmenov. Lúmen je odvodený, kandela je základná!
555 nm je vrchol citlivosti
Ľudské oko je najcitlivejšie na 555 nm (zeleno-žltá). 1 watt svetla 555 nm = 683 lúmenov (maximálne možné). Červené alebo modré svetlo: menej lúmenov na watt. Preto je nočné videnie zelené!
HDR displeje = 1000+ nitov
Štandardné displeje: 200-400 nitov. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nitov. Niektoré dosahujú 2000-4000 nitov! Odraz slnka: 5000+ nitov. HDR napodobňuje rozsah jasu reálneho sveta pre ohromujúce obrazy.
Foot-Candle zo skutočných sviečok
1 foot-candle = osvetlenie 1 stopu od zdroja 1 kandela. Pôvodne zo skutočnej sviečky vo vzdialenosti 1 stopy! = 10,764 luxu. Stále sa používa v amerických predpisoch o osvetlení.
Štandard jasu v kine
Kinoprojektory sú kalibrované na 14-16 foot-lambertov (48-55 nitov). Zdá sa to tmavé v porovnaní s TV/telefónom! Ale v tmavom kine to vytvára správny kontrast. Domáce projektory majú často 100+ nitov pre okolité svetlo.
Evolúcia merania svetla: Od sviečok po kvantové štandardy
Staroveké zdroje svetla (pred 1800)
Pred vedeckou fotometriou sa ľudia spoliehali na prirodzené svetelné cykly a hrubé umelé zdroje. Olejové lampy, sviečky a fakle poskytovali nekonzistentné osvetlenie merané len porovnávaním.
- Sviečky ako štandardy: Lojové, včelie a spermacetové sviečky sa používali ako hrubé referencie
- Žiadne kvantitatívne merania: Svetlo sa opisovalo kvalitatívne ('jasné ako deň', 'tlmené ako mesačné svetlo')
- Regionálne odchýlky: Každá kultúra si vyvinula vlastné štandardy sviečok bez medzinárodnej dohody
- Obmedzenie objavov: Žiadne chápanie svetla ako elektromagnetického žiarenia alebo fotónov
Zrod vedeckej fotometrie (1800-1900)
19. storočie prinieslo systematické pokusy o štandardizáciu merania svetla, poháňané prijatím plynového osvetlenia a skorého elektrického osvetlenia.
- 1799 - Rumfordov fotometer: Benjamin Thompson (gróf Rumford) vynašiel tieňový fotometer na porovnávanie svetelných zdrojov
- 1860 - Vznikajú štandardy sviečok: Spermacetová sviečka (veľrybí olej), carcelova lampa (rastlinný olej), Hefnerova lampa (amylacetát) súťažia ako referencie
- 1881 - Violleov štandard: Jules Violle navrhol platinu pri bode mrazu (1769°C) ako svetelný štandard - 1 štvorcový cm emituje 1 Violle
- 1896 - Hefnerova sviečka: Nemecký štandard používajúci kontrolovaný plameň amylacetátu, používaný až do 40. rokov 20. storočia (0,903 modernej kandely)
Medzinárodná štandardizácia (1900-1948)
Snahy na začiatku 20. storočia zjednotili konkurenčné národné štandardy do Medzinárodnej sviečky, predchodcu modernej kandely.
- 1909 - Medzinárodná sviečka: Dohoda medzi Francúzskom, Spojeným kráľovstvom a USA definuje štandard ako 1/20 platinového žiariča čierneho telesa pri bode mrazu
- 1921 - Navrhnutá jednotka Bouger: Založená na platinovom štandarde, približne rovná modernej kandele
- 1930 - Pentánový štandard: Niektoré krajiny používali štandardizovanú pentánovú lampu namiesto platiny
- 1940 - Vojna narušila štandardy: Druhá svetová vojna zdôraznila potrebu univerzálneho, opakovateľného merania nezávislého od artefaktov
Kandela sa stáva základnou jednotkou SI (1948-1979)
Povojnová medzinárodná spolupráca ustanovila kandelu ako siedmu základnú jednotku SI, pôvodne definovanú žiarením čierneho telesa platiny.
1948 Definition: 1948 (9. CGPM): Kandela definovaná ako svietivosť 1/600 000 m² platiny pri bode mrazu. Prvýkrát 'kandela' oficiálne nahradila 'sviečku'. Ustanovila fotometriu v rámci SI spolu s metrom, kilogramom, sekundou, ampérom, kelvinom a mólom.
Challenges:
- Závislosť od platiny: Vyžadovala presnú kontrolu čistoty a teploty platiny (1769°C)
- Ťažká realizácia: Málo laboratórií dokázalo udržať aparatúru bodu mrazu platiny
- Spektrálna citlivosť: Definícia založená na fotopickom videní (krivka citlivosti ľudského oka)
- Vývoj terminológie: 'Nit' bol neformálne prijatý pre cd/m² v roku 1967, hoci to nie je oficiálny termín SI
Kvantová revolúcia: Prepojenie svetla s fundamentálnymi konštantami (1979-súčasnosť)
Redefinícia z roku 1979 oslobodila kandelu od materiálnych artefaktov a namiesto toho ju prepojila s wattom prostredníctvom citlivosti ľudského oka na špecifickej vlnovej dĺžke.
1979 Breakthrough: 16. CGPM redefinovala kandelu na základe monochromatického žiarenia: 'Svietivosť v danom smere zdroja, ktorý emituje monochromatické žiarenie s frekvenciou 540 × 10¹² Hz (555 nm, vrchol citlivosti ľudského oka) a má žiarivú intenzitu 1/683 wattu na steradián.' Tým sa 683 lúmenov stáva presne rovnými 1 wattu pri 555 nm.
Advantages:
- Fundamentálna konštanta: Prepojená s wattom (jednotka výkonu SI) a ľudskou fotopickou svetelnou funkciou
- Reprodukovateľnosť: Akékoľvek laboratórium môže realizovať kandelu pomocou lasera a kalibrovaného detektora
- Žiadne artefakty: Žiadna platina, žiadne body mrazu, žiadne fyzikálne štandardy potrebné
- Presnosť vlnovej dĺžky: 555 nm bolo zvolené ako vrchol fotopického videnia (kde je oko najcitlivejšie)
- Číslo 683: Zvolené na zachovanie kontinuity s predchádzajúcou definíciou kandely
Modern Impact:
- Kalibrácia LED: Kritická pre štandardy energetickej účinnosti (hodnotenia lúmenov na watt)
- Zobrazovacia technológia: Štandardy HDR (nity) založené na presnej definícii kandely
- Predpisy o osvetlení: Stavebné požiadavky (úrovne luxov) sú sledovateľné ku kvantovému štandardu
- Astronómia: Merania hviezdnej svietivosti spojené s fundamentálnou fyzikou
Technologické revolúcie v osvetlení (80. roky - súčasnosť)
Moderná osvetľovacia technológia zmenila spôsob, akým vytvárame, meriame a používame svetlo, čím sa fotometrická presnosť stala dôležitejšou ako kedykoľvek predtým.
Éra LED (2000 - 2010)
LED diódy spôsobili revolúciu v osvetlení s viac ako 100 lúmenmi/watt (v porovnaní s 15 lm/W pre klasické žiarovky). Energetické štítky teraz vyžadujú presné hodnotenia lúmenov. Index podania farieb (CRI) a teplota farby (Kelvin) sa stávajú špecifikáciami pre spotrebiteľov.
Zobrazovacia technológia (2010 - súčasnosť)
HDR displeje dosahujú 1000-2000 nitov. OLED ovládanie na úrovni pixelov. Štandardy ako HDR10, Dolby Vision vyžadujú presné špecifikácie jasu. Viditeľnosť smartfónov vonku poháňa maximálny jas nad 1200 nitov. Kino udržiava 48 nitov pre správny kontrast.
Inteligentné osvetlenie a dizajn zameraný na človeka (2020)
Výskum cirkadiánneho rytmu poháňa laditeľné osvetlenie (nastavenie CCT). Luxmetre v smartfónoch. Stavebné predpisy špecifikujú osvetlenie pre zdravie/produktivitu. Fotometria je ústredná pre dizajn pohody.
- Jediná jednotka SI založená na ľudskom vnímaní: Kandela jedinečne zahŕňa biológiu (citlivosť oka) do fyzikálnej definície
- Od sviečok po kvantá: Cesta od hrubých voskových tyčiniek po laserom definované štandardy za 200 rokov
- Stále sa vyvíja: LED a zobrazovacia technológia naďalej poháňajú fotometrické inovácie
- Praktický dopad: Jas obrazovky vášho telefónu, osvetlenie kancelárie a svetlomety vášho auta sa všetky odvíjajú od 683 lúmenov = 1 watt pri 555 nm
- Budúcnosť: Možné ďalšie spresnenie, keď lepšie pochopíme vedu o videní, ale súčasná definícia je od roku 1979 pozoruhodne stabilná
Profesionálne tipy
- **Najprv skontrolujte kategóriu**: Vždy si overte, že prevádzate v rámci rovnakej kategórie. Lux na fc: OK. Lux na nit: ZLE!
- **Rýchly obrátený štvorec**: Vzdialenosť x2 = jas /4. Vzdialenosť x3 = jas /9. Rýchla mentálna matematika!
- **Lúmen ≠ Lux**: Žiarovka 1000 lúmenov rozložená na 1 m² = 1000 luxov. Na 10 m² = 100 luxov. Plocha je dôležitá!
- **Rýchly foot-candle**: fc x 10 ≈ lux. Pre hrubé odhady dostatočne blízko. Presne: fc x 10,764 = lux.
- **Porovnanie displejov**: Vždy používajte nity (cd/m²). Ignorujte špecifikácie % jasu. Len nity sú objektívne.
- **Odhad osvetlenia miestnosti**: Typická kancelária 300-500 luxov. Celkový potrebný počet lúmenov = lux x plocha (m²). Potom delte počtom lúmenov na žiarovku.
- **Automatická vedecká notácia**: Hodnoty ≥ 1 milión alebo < 0,000001 sa automaticky zobrazia vo vedeckej notácii (napr. 1.0e+6) pre lepšiu čitateľnosť!
Kompletná fotometrická referencia
Osvetlenie
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikácie |
|---|---|---|
| lux | lx | Jednotka SI osvetlenia. 1 lx = 1 lm/m². Kancelária: 300-500 luxov. Slnečné svetlo: 100 000 luxov. |
| kilolux | klx | 1000 luxov. Jasné vonkajšie podmienky. Rozsah priameho slnečného svetla. |
| mililux | mlx | 0,001 luxu. Podmienky s nízkym osvetlením. Úrovne súmraku. |
| mikrolux | µlx | 0,000001 luxu. Veľmi tmavé podmienky. Úrovne svetla hviezd. |
| stopa-sviečka | fc | Imperiálne osvetlenie. 1 fc = 10,764 luxu. Stále sa používa v amerických predpisoch. |
| phot | ph | Jednotka CGS. 1 ph = 10 000 luxov = 1 lm/cm². Dnes sa používa zriedka. |
| nox | nx | 0,001 luxu. Nočné osvetlenie. Z latinského 'noc'. |
| lúmen na meter štvorcový | lm/m² | Rovnako ako lux. Priama definícia: 1 lm/m² = 1 lux. |
| lúmen na centimeter štvorcový | lm/cm² | Rovnako ako fot. 1 lm/cm² = 10 000 luxov. |
| lúmen na stopu štvorcovú | lm/ft² | Rovnako ako foot-candle. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 luxu. |
Jas
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikácie |
|---|---|---|
| kandela na meter štvorcový (nit) | cd/m² | Moderná jednotka jasu = nit. Displeje sú hodnotené v nitoch. Telefón: 500 nitov. |
| nit | nt | Bežný názov pre cd/m². Štandard jasu displeja. HDR: 1000+ nitov. |
| stilb | sb | 1 cd/cm² = 10 000 nitov. Veľmi jasné. Dnes sa používa zriedka. |
| kandela na centimeter štvorcový | cd/cm² | Rovnako ako stilb. 1 cd/cm² = 10 000 cd/m². |
| kandela na stopu štvorcovú | cd/ft² | Imperiálny jas. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| kandela na palec štvorcový | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Malá plocha, vysoký jas. |
| lambert | L | 1/π cd/cm² = 3 183 cd/m². Dokonale difúzny povrch. |
| mililambert | mL | 0,001 lambertu = 3,183 cd/m². |
| stopa-lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². Americký filmový štandard: 14-16 fL. |
| apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². Jednotka CGS. |
| blondel | blondel | Rovnako ako apostilb. 1/π cd/m². Pomenované po André Blondelovi. |
| bril | bril | 10^-7 lambertu = 3,183 x 10^-6 cd/m². Videnie prispôsobené tme. |
| skot | sk | 10^-4 lambertu = 3,183 x 10^-4 cd/m². Jednotka skotopického videnia. |
Svietivosť
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikácie |
|---|---|---|
| kandela | cd | Základná jednotka SI! Intenzita svetla v smere. LED: typicky 1-10 cd. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandel. Veľmi jasné zdroje. Svetlomety. |
| milikandela | mcd | 0,001 kandely. Malé LED diódy. Indikačné svetlá: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (Hefnerova sviečka) | HK | 0,903 cd. Nemecký štandard sviečky. Plameň amylacetátu. |
| medzinárodná sviečka | ICP | 1,02 cd. Skorý štandard. Platina pri bode mrazu. |
| desatinná sviečka | dc | Rovnako ako kandela. Skorý francúzsky termín. |
| pentánová sviečka (10 síl sviečky) | cp | 10 cd. Štandard pentánovej lampy. 10 síl sviečky. |
| jednotka carcel | carcel | 9,74 cd. Francúzsky štandard lampy. Olejová lampa Carcel. |
| bougie decimal | bougie | Rovnako ako kandela. Francúzska desatinná sviečka. |
Svetelný tok
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikácie |
|---|---|---|
| lúmen | lm | Jednotka SI svetelného toku. Celkový svetelný výkon. LED žiarovka: typicky 800 lm. |
| kilolúmen | klm | 1000 lúmenov. Jasné žiarovky. Komerčné osvetlenie. |
| mililúmen | mlm | 0,001 lúmenu. Veľmi slabé zdroje. |
| watt (pri 555 nm, maximálna svetelná účinnosť) | W@555nm | 1 W pri 555 nm = 683 lm. Maximálna svetelná účinnosť. Maximum pre zelené svetlo. |
Fotometrická expozícia
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Jednotka | Symbol | Poznámky a aplikácie |
|---|---|---|
| lux-sekunda | lx⋅s | Osvetlenie v čase. Fotografická expozícia. 1 lx na 1 sekundu. |
| lux-hodina | lx⋅h | 3600 lux-sekúnd. 1 lx na 1 hodinu. Dlhšie expozície. |
| phot-sekunda | ph⋅s | 10 000 lux-sekúnd. Jasná expozícia. |
| stopa-sviečka-sekunda | fc⋅s | 10,764 lux-sekúnd. Foot-candle na 1 sekundu. |
| stopa-sviečka-hodina | fc⋅h | 38 750 lux-sekúnd. Foot-candle na 1 hodinu. |
Osvedčené postupy pri prevode vo fotometrii
Osvedčené postupy
- Poznajte veličinu: Lux (NA povrchu), nit (Z povrchu), kandela (zdroj), lúmen (celkovo) - NIKDY nemiešajte!
- Prevádzajte len v rámci rovnakej kategórie: lux↔foot-candle OK, lux↔nit NEMOŽNÉ bez údajov o povrchu
- Pre lúmen na lux: potrebujete plochu a vzor distribúcie svetla (nie jednoduché delenie!)
- Jas displeja v nitoch: 200-300 v interiéri, 600+ vonku, 1000+ obsah HDR
- Predpisy o osvetlení používajú lux: kancelária 300-500 lx, maloobchod 500-1000 lx, overte si miestne požiadavky
- Fotografia: lux-sekundy pre expozíciu, ale moderné fotoaparáty používajú stupnicu EV (expozičná hodnota)
Bežné chyby, ktorým sa treba vyhnúť
- Pokus o priamy prevod luxu na nit: Nemožné! Rôzne veličiny (NA vs. Z povrchu)
- Prevod lúmenov na lux bez plochy: Musíte poznať osvetlenú plochu a vzor distribúcie
- Ignorovanie zákona obráteného štvorca: Intenzita svetla klesá so vzdialenosťou² (dvojnásobná vzdialenosť = 1/4 svetla)
- Miešanie kategórií: Ako keby ste sa snažili previesť metre na kilogramy - fyzikálne bezvýznamné!
- Použitie nesprávnej jednotky pre aplikáciu: Displeje potrebujú nity, miestnosti potrebujú lux, žiarovky sú hodnotené v lúmenoch
- Zameniť si kandelu s candlepower: Stará imperiálna jednotka, nie je to isté ako moderná kandela (cd)
Často kladené otázky
Aký je rozdiel medzi luxom a nitom?
Úplne odlišné! Lux = osvetlenie = svetlo dopadajúce NA povrch (lm/m²). Nit = jas = svetlo vychádzajúce Z povrchu (cd/m²). Príklad: stôl má osvetlenie 500 luxov z horných svetiel. Obrazovka počítača má jas 300 nitov, ktorý vidíte. Nemožno medzi nimi prevádzať bez poznania odrazivosti povrchu! Rôzne fyzikálne veličiny.
Môžem previesť lúmeny na luxy?
Áno, ale potrebujete plochu! Lux = lúmeny / plocha (m²). Žiarovka 1000 lúmenov osvetľujúca 1 m² povrchu = 1000 luxov. Tá istá žiarovka osvetľujúca 10 m² = 100 luxov. Ovplyvňuje to aj vzdialenosť (zákon obráteného štvorca) a vzor distribúcie svetla. Nie je to priamy prevod!
Prečo je kandela základná jednotka SI?
Z historických a praktických dôvodov. Svietivosť je základná - dá sa priamo merať zo zdroja. Lúmen, lux sú odvodené z kandely pomocou geometrie. Tiež, kandela je jediná jednotka SI založená na ľudskom vnímaní! Definuje sa pomocou spektrálnej citlivosti ľudského oka pri 555 nm. Špeciálna medzi jednotkami SI.
Aký je dobrý jas obrazovky?
Závisí od prostredia! V interiéri: 200-300 nitov je dostatočné. Vonku: potrebujete 600+ nitov pre viditeľnosť. Obsah HDR: 400-1000 nitov. Príliš jasné v tme = únava očí. Príliš tmavé na slnku = nevidíte. Mnohé zariadenia sa automaticky prispôsobujú. Telefóny majú zvyčajne 400-800 nitov, niektoré dosahujú 1200+ pre jasné slnečné svetlo.
Koľko lúmenov potrebujem?
Závisí od miestnosti a účelu! Všeobecné pravidlo: 300-500 luxov pre kancelárie. Spálňa: 100-200 luxov. Kuchyňa: 300-400 luxov. Vynásobte lux x plochu miestnosti (m²) = celkové lúmeny. Príklad: kancelária 4m x 5m (20 m²) pri 400 luxoch = potrebných 8 000 lúmenov. Potom delte počtom lúmenov na žiarovku.
Prečo nemôžem miešať tieto kategórie?
Sú to zásadne odlišné fyzikálne veličiny s rôznymi rozmermi! Ako keby ste sa snažili previesť kilogramy na metre - nemožné! Osvetlenie je tok/plocha. Jas je intenzita/plocha. Intenzita je kandela. Tok je lúmen. Všetky sú prepojené fyzikou/geometriou, ale NIE sú priamo prevoditeľné. Na ich prepojenie potrebujete dodatočné informácie (vzdialenosť, plocha, odrazivosť).
Kompletný Adresár Nástrojov
Všetkých 71 nástrojov dostupných na UNITS