Pretvornik svetlobe
Svetloba in fotometrija — od kandele do lumna
Obvladajte fotometrične enote v 5 kategorijah: osvetljenost (luks), svetlost (nit), svetilnost (kandela), svetlobni tok (lumen) in osvetlitev. Razumejte razliko med svetlobo NA površinah in IZ površin.
Osnove fotometrije
Pet fizikalnih količin
Fotometrija meri 5 RAZLIČNIH stvari! Osvetljenost: svetloba, ki pada NA površino (luks). Svetlost: svetloba IZ površine (nit). Jakost: moč vira (kandela). Tok: skupna oddaja (lumen). Osvetlitev: svetloba x čas. Ni mogoče mešati!
- Osvetljenost: luks (svetloba NA)
- Svetlost: nit (svetloba IZ)
- Jakost: kandela (vir)
- Tok: lumen (skupno)
- Osvetlitev: luks-sekunda (čas)
Osvetljenost (Lux)
Svetloba, ki pada NA površino. Enote: luks (lx) = lumen na kvadratni meter. Sončna svetloba: 100.000 luksov. Pisarna: 500 luksov. Mesečina: 0,1 luksa. Meri, kako svetla je videti površina, ko je osvetljena.
- luks = lm/m² (lumen/površina)
- Sončna svetloba: 100.000 lx
- Pisarna: 300-500 lx
- Ni mogoče pretvoriti v nit!
Svetlost (Nit)
Svetloba, ki prihaja IZ površine (oddana ali odbita). Enote: nit = kandela na kvadratni meter. Zaslon telefona: 500 nitov. Prenosnik: 300 nitov. Razlikuje se od osvetljenosti! Meri svetlost same površine.
- nit = cd/m²
- Telefon: 400-800 nitov
- Prenosnik: 200-400 nitov
- Razlikuje se od osvetljenosti!
- 5 različnih fizikalnih količin - ni mogoče mešati!
- Osvetljenost (luks): svetloba NA površini
- Svetlost (nit): svetloba IZ površine
- Jakost (kandela): moč vira v smeri
- Tok (lumen): skupna oddana svetloba
- Pretvarjajte samo znotraj iste kategorije!
Pojasnilo petih kategorij
Osvetljenost (Svetloba NA)
Svetloba, ki vpada NA površino. Meri, koliko svetlobe zadene območje. Osnovna enota: luks (lx). 1 luks = 1 lumen na kvadratni meter. Foot-candle (fc) = 10,76 luksa. Uporablja se za načrtovanje razsvetljave.
- luks (lx): enota SI
- foot-candle (fc): imperialna
- fot (ph): CGS (10.000 lx)
- Meri prejeto svetlobo
Svetlost (Svetloba IZ)
Svetloba, oddana ali odbita IZ površine. Svetlost, ki jo vidite. Osnovna enota: nit = kandela/m². Stilb = 10.000 nitov. Lambert, foot-lambert so zgodovinske. Uporablja se za zaslone.
- nit (cd/m²): sodobna
- stilb: 10.000 nitov
- lambert: 3.183 nitov
- foot-lambert: 3,43 nita
Jakost, Tok, Osvetlitev
Jakost (kandela): moč vira v smeri. Osnovna enota SI! Tok (lumen): skupna oddaja v vseh smereh. Osvetlitev (luks-sekunda): osvetljenost skozi čas za fotografijo.
- kandela (cd): osnova SI
- lumen (lm): skupna oddaja
- luks-sekunda: osvetlitev
- Vse so različne količine!
Fizika merjenja svetlobe
Zakon obratnega kvadrata
Intenzivnost svetlobe se zmanjšuje s kvadratom razdalje. Osvetljenost E = jakost I / razdalja² (r²). Dvojna razdalja = 1/4 svetlosti. 1 kandela na 1 metru = 1 luks. Na 2 metrih = 0,25 luksa.
- E = I / r²
- Dvojna razdalja = 1/4 svetlobe
- 1 cd na 1m = 1 lx
- 1 cd na 2m = 0,25 lx
Od toka do osvetljenosti
Svetlobni tok, razporejen po površini. E (luks) = tok (lumen) / površina (m²). 1000 lumnov na 1 m² = 1000 luksov. Na 10 m² = 100 luksov. Večja površina = manjša osvetljenost.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Površina je pomembna!
Svetlost in odbojnost
Svetlost = osvetljenost x odbojnost / π. Bela stena (90 % odbojnost): visoka svetlost. Črna površina (10 % odbojnost): nizka svetlost. Enaka osvetljenost, različna svetlost! Odvisno od površine.
- L = E × ρ / π
- Bela: visoka svetlost
- Črna: nizka svetlost
- Površina je pomembna!
Referenčne vrednosti stopnje svetlobe
| Pogoj | Osvetljenost (luks) | Opombe |
|---|---|---|
| Zvezdna svetloba | 0.0001 | Najtemnejša naravna svetloba |
| Mesečina (polna luna) | 0.1 - 1 | Jasna noč |
| Ulična razsvetljava | 10 - 20 | Tipično mestno |
| Dnevna soba | 50 - 150 | Udoben dom |
| Pisarniški delovni prostor | 300 - 500 | Standardna zahteva |
| Trgovina | 500 - 1000 | Svetel izložbeni prostor |
| Operacijska dvorana | 10,000 - 100,000 | Kirurška natančnost |
| Neposredna sončna svetloba | 100,000 | Svetel dan |
| Polna dnevna svetloba | 10,000 - 25,000 | Od oblačnega do sončnega |
Svetlost zaslona (svetlost)
| Naprava | Običajno (nitov) | Maksimalno (nitov) |
|---|---|---|
| E-bralnik (e-ink) | 5-10 | 15 |
| Zaslon prenosnika | 200-300 | 400 |
| Namizni monitor | 250-350 | 500 |
| Pametni telefon | 400-600 | 800-1200 |
| HDR TV | 400-600 | 1000-2000 |
| Kino projektor | 48-80 | 150 |
| Zunanji LED zaslon | 5000 | 10,000+ |
Uporaba v resničnem svetu
Načrtovanje razsvetljave
Pisarna: 300-500 luksov. Trgovina: 500-1000 luksov. Kirurgija: 10.000+ luksov. Gradbeni predpisi določajo zahteve glede osvetljenosti. Prenizka: naprezanje oči. Previsoka: bleščanje, potrata energije. Pravilna razsvetljava je ključna!
- Pisarna: 300-500 lx
- Trgovina: 500-1000 lx
- Kirurgija: 10.000+ lx
- Veljajo gradbeni predpisi
Tehnologija zaslonov
Zasloni telefonov/tablic: običajno 400-800 nitov. Prenosniki: 200-400 nitov. HDR televizorji: 1000+ nitov. Zunanji zasloni: 2000+ nitov za vidljivost. Svetlost določa čitljivost v svetlih pogojih.
- Telefoni: 400-800 nitov
- Prenosniki: 200-400 nitov
- HDR TV: 1000+ nitov
- Zunaj: 2000+ nitov
Fotografija
Osvetlitev kamere = osvetljenost x čas. Luks-sekunde ali luks-ure. Svetlomeri merijo luks. Pravilna osvetlitev je ključna za kakovost slike. EV (vrednost osvetlitve) je povezana z luks-sekundami.
- Osvetlitev = luks x čas
- Svetlomeri: luks
- luks-sekunda: foto enota
- EV povezan z osvetlitvijo
Hitra matematika
Obratni kvadrat
Osvetljenost pada z razdaljo². 1 cd na 1m = 1 lx. Na 2m = 0,25 lx (1/4). Na 3m = 0,11 lx (1/9). Hitro: delite s kvadratom razdalje!
- E = I / r²
- 1m: delite z 1
- 2m: delite s 4
- 3m: delite z 9
Širjenje po površini
Tok po površini. Žarnica 1000 lm. 1 m stran, se razširi po površini krogle 12,6 m². 1000 / 12,6 = 79 luksov. Večja krogla = manj luksov.
- Površina krogle = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Tok / površina = osvetljenost
Luks v Foot-Candle
1 foot-candle = 10,764 luksa. Hitro: fc x 10 ≈ luks. Ali: luks / 10 ≈ fc. Dovolj blizu za ocene!
- 1 fc = 10,764 lx
- fc x 10 ≈ luks
- luks / 10 ≈ fc
- Hitra ocena
Kako delujejo pretvorbe
- Korak 1: Preverite kategorijo
- Korak 2: Pretvarjajte samo znotraj kategorije
- Osvetljenost: luks, fc, fot
- Svetlost: nit, lambert, fL
- NIKOLI ne križajte kategorij!
Pogoste pretvorbe (znotraj kategorij)
| Iz | V | Faktor | Primer |
|---|---|---|---|
| luks | foot-candle | 0.0929 | 100 lx = 9.29 fc |
| foot-candle | luks | 10.764 | 10 fc = 107.6 lx |
| fot | luks | 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 | vat@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Hitri primeri
Rešeni problemi
Pisarniška razsvetljava
Pisarna potrebuje 400 luksov. LED žarnice proizvedejo 800 lumnov vsaka. Prostor je 5m x 4m (20 m²). Koliko žarnic je potrebnih?
Skupno potrebnih lumnov = 400 lx x 20 m² = 8.000 lm. Potrebnih žarnic = 8.000 / 800 = 10 žarnic. Predpostavlja enakomerno porazdelitev in brez izgub.
Razdalja svetilke
Svetilka ima jakost 1000 kandel. Kakšna je osvetljenost na 5 metrih?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 luksov. Zakon obratnega kvadrata: dvojna razdalja = 1/4 svetlobe.
Svetlost zaslona
Zaslon prenosnika je 300 nitov. Pretvorite v foot-lamberte?
1 nit = 0,2919 foot-lambert. 300 nit x 0,2919 = 87,6 fL. Zgodovinski kino standard je bil 16 fL, zato je prenosnik 5,5x svetlejši!
Pogoste napake
- **Mešanje kategorij**: Ne morete pretvoriti luks v nit! Različne fizikalne količine. Luks = svetloba NA površini. Nit = svetloba IZ površine. Za povezavo potrebujete odbojnost.
- **Pozabljanje na obratni kvadrat**: Svetloba se zmanjšuje s KVADRATOM razdalje, ne linearno. 2x razdalja = 1/4 svetlosti, ne 1/2!
- **Zamenjava lumna in luksa**: Lumen = skupna oddaja (vse smeri). Luks = oddaja na površino (ena smer). Žarnica 1000 lm NE proizvede 1000 luksov!
- **Ignoriranje odbojnosti**: Bela stena proti črni steni pod enako osvetljenostjo imata zelo različno svetlost. Površina je pomembna!
- **Kandela proti moči sveče**: 1 kandela ≠ 1 moč sveče. Pentanska sveča = 10 kandel. Zgodovinske enote so se razlikovale!
- **Enote za svetlost zaslona**: Proizvajalci mešajo nite, cd/m² in % svetlosti. Za primerjavo vedno preverite dejanske nite.
Zabavna dejstva
Kandela je osnovna enota SI
Kandela je ena od 7 osnovnih enot SI (skupaj z metrom, kilogramom, sekundo, amperom, kelvinom, molom). Opredeljena je kot svetilnost vira, ki oddaja svetlobo 540 THz z jakostjo sevanja 1/683 vata na steradian. Edina enota, ki temelji na človeški percepciji!
Lumen je definiran iz kandele
1 lumen = svetloba iz vira 1 kandela čez 1 steradian prostorskega kota. Ker ima krogla 4π steradianov, izotropni vir 1 kandela oddaja skupno 4π ≈ 12,57 lumnov. Lumen je izpeljan, kandela je temeljna!
555 nm je vrh občutljivosti
Človeško oko je najbolj občutljivo na 555 nm (zeleno-rumena). 1 vat svetlobe 555 nm = 683 lumnov (največja možna). Rdeča ali modra svetloba: manj lumnov na vat. Zato je nočni vid zelen!
HDR zasloni = 1000+ nitov
Standardni zasloni: 200-400 nitov. HDR (High Dynamic Range): 1000+ nitov. Nekateri dosežejo 2000-4000 nitov! Odboj sonca: 5000+ nitov. HDR posnema razpon svetlosti resničnega sveta za osupljive slike.
Foot-Candle iz resničnih sveč
1 foot-candle = osvetljenost 1 čevelj od vira 1 kandela. Prvotno iz resnične sveče na razdalji 1 čevlja! = 10,764 luksa. Še vedno se uporablja v ameriških predpisih o razsvetljavi.
Standard svetlosti v kinu
Kino projektorji so kalibrirani na 14-16 foot-lambertov (48-55 nitov). Zdi se šibko v primerjavi s TV/telefonom! Ampak v temni kinodvorani ustvari pravi kontrast. Domači projektorji imajo pogosto 100+ nitov za ambientalno svetlobo.
Evolucija merjenja svetlobe: od sveč do kvantnih standardov
Starodavni viri svetlobe (pred 1800)
Pred znanstveno fotometrijo so se ljudje zanašali na naravne svetlobne cikle in preproste umetne vire. Oljne svetilke, sveče in bakle so zagotavljale nedosledno osvetlitev, ki so jo merili le s primerjavo.
- Sveče kot standardi: lojene, čebelje in spermacetne sveče so se uporabljale kot grobe reference
- Brez kvantitativnih meritev: svetloba je bila opisana kvalitativno ('svetlo kot dan', 'temno kot mesečina')
- Regionalne razlike: vsaka kultura je razvila svoje standarde za sveče brez mednarodnega dogovora
- Omejitev odkritij: ni bilo razumevanja svetlobe kot elektromagnetnega sevanja ali fotonov
Rojstvo znanstvene fotometrije (1800-1900)
19. stoletje je prineslo sistematične poskuse standardizacije merjenja svetlobe, ki so jih spodbujali uvedba plinske razsvetljave in zgodnja električna osvetlitev.
- 1799 - Rumfordov fotometer: Benjamin Thompson (grof Rumford) je izumil fotometer s senco za primerjavo svetlobnih virov
- 1860-a - pojavijo se standardi za sveče: spermacetna sveča (kitovo olje), carcelova svetilka (rastlinsko olje), Hefnerjeva svetilka (amil acetat) tekmujejo kot reference
- 1881 - Viollejev standard: Jules Violle je predlagal platino pri tališču (1769°C) kot standard svetlobe - 1 kvadratni cm oddaja 1 Violle
- 1896 - Hefnerjeva sveča: nemški standard z nadzorovanim plamenom amil acetata, ki se je uporabljal do 40. let 20. stoletja (0,903 sodobne kandele)
Mednarodna standardizacija (1900-1948)
Prizadevanja v začetku 20. stoletja so združila konkurenčne nacionalne standarde v Mednarodno svečo, predhodnico sodobne kandele.
- 1909 - Mednarodna sveča: sporazum med Francijo, Združenim kraljestvom in ZDA opredeljuje standard kot 1/20 platinastega radiatorja črnega telesa pri tališču
- 1921 - predlagana enota Bouger: temelji na platinastem standardu, približno enaka sodobni kandeli
- 1930-a - pentanski standard: nekatere države so namesto platine uporabljale standardizirano pentansko svetilko
- 1940-a - vojna zmoti standarde: druga svetovna vojna poudari potrebo po univerzalnem, ponovljivem merjenju, neodvisnem od artefaktov
Kandela postane osnovna enota SI (1948-1979)
Povojno mednarodno sodelovanje je kandelu uveljavilo kot sedmo osnovno enoto SI, ki je bila prvotno opredeljena s sevanjem črnega telesa iz platine.
1948 Definition: 1948 (9. CGPM): Kandela je opredeljena kot svetilnost 1/600.000 m² platine pri tališču. Prvič je 'kandela' uradno zamenjala 'svečo'. Uveljavila je fotometrijo v okviru SI skupaj z metrom, kilogramom, sekundo, amperom, kelvinom in molom.
Challenges:
- Odvisnost od platine: zahtevala je natančen nadzor čistosti in temperature platine (1769°C)
- Težka realizacija: le malo laboratorijev je lahko vzdrževalo aparaturo za tališče platine
- Spektralna občutljivost: definicija je temeljila na fotopičnem vidu (krivulja občutljivosti človeškega očesa)
- Razvoj terminologije: 'nit' je bil neuradno sprejet za cd/m² leta 1967, čeprav ni uradni izraz SI
Kvantna revolucija: povezovanje svetlobe z osnovnimi konstantami (1979-danes)
Redefinicija iz leta 1979 je kandelu osvobodila materialnih artefaktov in jo namesto tega povezala z vatom prek občutljivosti človeškega očesa pri določeni valovni dolžini.
1979 Breakthrough: 16. CGPM je redefinirala kandelu na podlagi monokromatskega sevanja: 'Svetilnost v določeni smeri vira, ki oddaja monokromatsko sevanje s frekvenco 540 × 10¹² Hz (555 nm, vrh občutljivosti človeškega očesa) in ima jakost sevanja 1/683 vata na steradian.' To pomeni, da je 683 lumnov natančno enako 1 vatu pri 555 nm.
Advantages:
- Osnovna konstanta: povezana z vatom (enota moči SI) in človeško fotopično funkcijo svetlosti
- Ponovljivost: vsak laboratorij lahko realizira kandelu z laserjem in kalibriranim detektorjem
- Brez artefaktov: brez platine, brez tališč, brez fizičnih standardov
- Natančnost valovne dolžine: 555 nm je bilo izbrano kot vrh fotopičnega vida (kjer je oko najbolj občutljivo)
- Število 683: izbrano za ohranjanje kontinuitete s prejšnjo definicijo kandele
Modern Impact:
- Kalibracija LED: ključna za standarde energetske učinkovitosti (ocena lumnov na vat)
- Tehnologija zaslonov: standardi HDR (niti) temeljijo na natančni definiciji kandele
- Predpisi o razsvetljavi: zahteve za stavbe (ravni luksov) so sledljive do kvantnega standarda
- Astronomija: meritve zvezdne svetlosti so povezane z osnovno fiziko
Tehnološke revolucije v razsvetljavi (1980-a-danes)
Sodobna tehnologija razsvetljave je preoblikovala način ustvarjanja, merjenja in uporabe svetlobe, zaradi česar je fotometrična natančnost pomembnejša kot kdaj koli prej.
Doba LED (2000-a-2010-a)
LED-diode so revolucionirale razsvetljavo z več kot 100 lumni/vat (v primerjavi s 15 lm/W za žarnice z žarilno nitko). Energijske nalepke zdaj zahtevajo natančne ocene lumnov. Indeks barvne reprodukcije (CRI) in barvna temperatura (Kelvin) postanejo specifikacije za potrošnike.
Tehnologija zaslonov (2010-a-danes)
HDR zasloni dosegajo 1000-2000 nitov. OLED nadzor na ravni slikovnih pik. Standardi, kot so HDR10, Dolby Vision, zahtevajo natančne specifikacije svetlosti. Vidljivost pametnih telefonov na prostem poganja najvišjo svetlost nad 1200 nitov. Kino ohranja 48 nitov za ustrezen kontrast.
Pametna razsvetljava in oblikovanje, osredotočeno na človeka (2020-a)
Raziskave cirkadianega ritma spodbujajo prilagodljivo razsvetljavo (prilagajanje CCT). Luksmetri v pametnih telefonih. Gradbeni predpisi določajo osvetljenost za zdravje/produktivnost. Fotometrija je osrednjega pomena za oblikovanje dobrega počutja.
- Edina enota SI, ki temelji na človeški percepciji: kandela edinstveno vključuje biologijo (občutljivost očesa) v definicijo fizike
- Od sveč do kvantov: pot od grobih voščenih palic do lasersko definiranih standardov v 200 letih
- Še vedno se razvija: tehnologija LED in zaslonov še naprej poganja fotometrične inovacije
- Praktični vpliv: svetlost zaslona vašega telefona, pisarniška razsvetljava in avtomobilski žarometi izvirajo iz 683 lumnov = 1 vat pri 555 nm
- Prihodnost: možne so nadaljnje izboljšave, ko bomo bolje razumeli znanost o vidu, vendar je trenutna definicija izjemno stabilna od leta 1979
Strokovni nasveti
- **Najprej preverite kategorijo**: Vedno preverite, ali pretvarjate znotraj iste kategorije. Luks v fc: V REDU. Luks v nit: NAPAKA!
- **Hiter obratni kvadrat**: Razdalja x2 = svetlost /4. Razdalja x3 = svetlost /9. Hitra miselna matematika!
- **Lumen ≠ Luks**: Žarnica 1000 lumnov, razporejena po 1 m² = 1000 luksov. Po 10 m² = 100 luksov. Površina je pomembna!
- **Hitri foot-candle**: fc x 10 ≈ luks. Dovolj blizu za grobe ocene. Natančno: fc x 10,764 = luks.
- **Primerjava zaslonov**: Vedno uporabljajte nite (cd/m²). Ignorirajte specifikacije % svetlosti. Samo niti so objektivni.
- **Ocena razsvetljave prostora**: Tipična pisarna 300-500 luksov. Skupno potrebnih lumnov = luks x površina (m²). Nato delite s lumni na žarnico.
- **Samodejni znanstveni zapis**: Vrednosti ≥ 1 milijon ali < 0,000001 se samodejno prikažejo v znanstvenem zapisu (npr. 1.0e+6) za boljšo čitljivost!
Popoln fotometrični priročnik
Osvetljenost
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Enota | Simbol | Opombe in uporaba |
|---|---|---|
| luks | lx | Enota SI za osvetljenost. 1 lx = 1 lm/m². Pisarna: 300-500 luksov. Sončna svetloba: 100.000 luksov. |
| kiloluks | klx | 1000 luksov. Svetli zunanji pogoji. Razpon neposredne sončne svetlobe. |
| mililuks | mlx | 0,001 luksa. Pogoji slabe svetlobe. Nivoji somraka. |
| mikroluks | µlx | 0,000001 luksa. Zelo temni pogoji. Nivoji zvezdne svetlobe. |
| čevelj-sveča | fc | Imperialna osvetljenost. 1 fc = 10,764 luksa. Še vedno se uporablja v ameriških predpisih. |
| fot | ph | Enota CGS. 1 ph = 10.000 luksov = 1 lm/cm². Danes se redko uporablja. |
| noks | nx | 0,001 luksa. Nočna osvetlitev. Iz latinščine 'noč'. |
| lumen na kvadratni meter | lm/m² | Enako kot luks. Neposredna definicija: 1 lm/m² = 1 luks. |
| lumen na kvadratni centimeter | lm/cm² | Enako kot fot. 1 lm/cm² = 10.000 luksov. |
| lumen na kvadratni čevelj | lm/ft² | Enako kot foot-candle. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 luksa. |
Svetlost
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Enota | Simbol | Opombe in uporaba |
|---|---|---|
| kandela na kvadratni meter (nit) | cd/m² | Sodobna enota za svetlost = nit. Zasloni so ocenjeni v nitih. Telefon: 500 nitov. |
| nit | nt | Splošno ime za cd/m². Standard za svetlost zaslona. HDR: 1000+ nitov. |
| stilb | sb | 1 cd/cm² = 10.000 nitov. Zelo svetlo. Danes se redko uporablja. |
| kandela na kvadratni centimeter | cd/cm² | Enako kot stilb. 1 cd/cm² = 10.000 cd/m². |
| kandela na kvadratni čevelj | cd/ft² | Imperialna svetlost. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| kandela na kvadratni palec | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Majhna površina, visoka svetlost. |
| lambert | L | 1/π cd/cm² = 3.183 cd/m². Popolnoma difuzna površina. |
| mililambert | mL | 0,001 lambert = 3,183 cd/m². |
| čevelj-lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². Ameriški kino standard: 14-16 fL. |
| apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². Enota CGS. |
| blondel | blondel | Enako kot apostilb. 1/π cd/m². Poimenovan po Andréju Blondelu. |
| bril | bril | 10^-7 lambert = 3,183 x 10^-6 cd/m². Vid, prilagojen temi. |
| skot | sk | 10^-4 lambert = 3,183 x 10^-4 cd/m². Enota skotopičnega vida. |
Jakost svetlobe
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Enota | Simbol | Opombe in uporaba |
|---|---|---|
| kandela | cd | Osnovna enota SI! Jakost svetlobe v smeri. LED: običajno 1-10 cd. |
| kilokandela | kcd | 1000 kandel. Zelo svetli viri. Reflektorji. |
| milikandela | mcd | 0,001 kandele. Majhni LED-i. Indikatorske lučke: 1-100 mcd. |
| hefnerkerze (Hefnerjeva sveča) | HK | 0,903 cd. Nemški standard za svečo. Plamen amil acetata. |
| mednarodna sveča | ICP | 1,02 cd. Zgodnji standard. Platina pri tališču. |
| decimalna sveča | dc | Enako kot kandela. Zgodnji francoski izraz. |
| pentanska sveča (10 moči sveče) | cp | 10 cd. Standard pentanske svetilke. 10 moči sveče. |
| enota carcel | carcel | 9,74 cd. Francoski standard za svetilko. Carcelova oljna svetilka. |
| bougie decimal | bougie | Enako kot kandela. Francoska decimalna sveča. |
Svetlobni tok
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Enota | Simbol | Opombe in uporaba |
|---|---|---|
| lumen | lm | Enota SI za svetlobni tok. Skupna oddana svetloba. LED žarnica: običajno 800 lm. |
| kilolumen | klm | 1000 lumnov. Svetle žarnice. Komercialna razsvetljava. |
| mililumen | mlm | 0,001 lumna. Zelo šibki viri. |
| vat (pri 555 nm, največja svetlobna učinkovitost) | W@555nm | 1 W pri 555 nm = 683 lm. Vrhunska svetlobna učinkovitost. Maksimalno za zeleno svetlobo. |
Fotometrična osvetlitev
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Enota | Simbol | Opombe in uporaba |
|---|---|---|
| luks-sekunda | lx⋅s | Osvetljenost skozi čas. Fotografska osvetlitev. 1 lx za 1 sekundo. |
| luks-ura | lx⋅h | 3600 luks-sekund. 1 lx za 1 uro. Daljše osvetlitve. |
| fot-sekunda | ph⋅s | 10.000 luks-sekund. Svetla osvetlitev. |
| čevelj-sveča-sekunda | fc⋅s | 10,764 luks-sekund. Foot-candle za 1 sekundo. |
| čevelj-sveča-ura | fc⋅h | 38.750 luks-sekund. Foot-candle za 1 uro. |
Najboljše prakse za fotometrično pretvorbo
Najboljše prakse
- Poznajte količino: Luks (NA površini), nit (IZ površine), kandela (vir), lumen (skupno) - NIKOLI ne mešajte!
- Pretvarjajte samo znotraj iste kategorije: luks↔foot-candle V REDU, luks↔nit NEMOGOČE brez podatkov o površini
- Za lumen v luks: potrebujete površino in vzorec porazdelitve svetlobe (ne preprosto deljenje!)
- Svetlost zaslona v nitih: 200-300 v zaprtih prostorih, 600+ na prostem, 1000+ HDR vsebina
- Predpisi o razsvetljavi uporabljajo luks: pisarna 300-500 lx, trgovina 500-1000 lx, preverite lokalne zahteve
- Fotografija: luks-sekunde za osvetlitev, vendar sodobne kamere uporabljajo EV (vrednost osvetlitve) lestvico
Pogoste napake, ki se jim je treba izogibati
- Poskus neposredne pretvorbe luks v nit: Nemogoče! Različne količine (NA proti IZ površine)
- Pretvarjanje lumnov v luks brez površine: Poznati morate osvetljeno površino in vzorec porazdelitve
- Ignoriranje zakona obratnega kvadrata: Intenzivnost svetlobe se zmanjšuje z razdaljo² (dvojna razdalja = 1/4 svetlobe)
- Mešanje kategorij: Kot bi poskušali pretvoriti metre v kilograme - fizikalno nesmiselno!
- Uporaba napačne enote za aplikacijo: Zasloni potrebujejo nite, prostori potrebujejo luks, žarnice so ocenjene v lumnih
- Zamenjava kandele z močjo sveče: Stara imperialna enota, ni enako kot sodobna kandela (cd)
Pogosta vprašanja
Kakšna je razlika med luksom in nitom?
Popolnoma različna! Luks = osvetljenost = svetloba, ki pada NA površino (lm/m²). Nit = svetlost = svetloba, ki prihaja IZ površine (cd/m²). Primer: miza ima 500 luksov osvetljenosti od stropnih luči. Zaslon računalnika ima 300 nitov svetlosti, ki jo vidite. Med njima ni mogoče pretvarjati brez poznavanja odbojnosti površine! Različne fizikalne količine.
Ali lahko pretvorim lumne v luks?
Da, vendar potrebujete površino! Luks = lumni / površina (m²). Žarnica 1000 lumnov, ki osvetljuje površino 1 m² = 1000 luksov. Ista žarnica, ki osvetljuje 10 m² = 100 luksov. Vpliva tudi razdalja (zakon obratnega kvadrata) in vzorec porazdelitve svetlobe. To ni neposredna pretvorba!
Zakaj je kandela osnovna enota SI?
Iz zgodovinskih in praktičnih razlogov. Svetilnost je temeljna - lahko jo merimo neposredno iz vira. Lumen, luks sta izpeljana iz kandele z uporabo geometrije. Poleg tega je kandela edina enota SI, ki temelji na človeški percepciji! Opredeljena je z uporabo spektralne občutljivosti človeškega očesa pri 555 nm. Posebna med enotami SI.
Kakšna je dobra svetlost zaslona?
Odvisno od okolja! V zaprtih prostorih: 200-300 nitov je dovolj. Na prostem: potrebujete 600+ nitov za vidljivost. Vsebina HDR: 400-1000 nitov. Preveč svetlo v temi = naprezanje oči. Preveč temno na soncu = ne vidite. Veliko naprav se samodejno prilagaja. Telefoni imajo običajno 400-800 nitov, nekateri dosežejo 1200+ za močno sončno svetlobo.
Koliko lumnov potrebujem?
Odvisno od prostora in namena! Splošno pravilo: 300-500 luksov za pisarne. Spalnica: 100-200 luksov. Kuhinja: 300-400 luksov. Pomnožite luks x površino prostora (m²) = skupno lumnov. Primer: pisarna 4m x 5m (20 m²) pri 400 luksih = potrebnih 8.000 lumnov. Nato delite s lumni na žarnico.
Zakaj ne morem mešati teh kategorij?
To so temeljno različne fizikalne količine z različnimi dimenzijami! Kot bi poskušali pretvoriti kilograme v metre - nemogoče! Osvetljenost je tok/površina. Svetlost je jakost/površina. Jakost je kandela. Tok je lumen. Vse so povezane s fiziko/geometrijo, vendar NISO neposredno pretvorljive. Za povezavo potrebujete dodatne informacije (razdalja, površina, odbojnost).
Celoten Imenik Orodij
Vsa 71 orodja, ki so na voljo na UNITS