Kandela
Kandela (lat. candela: svijeća; oznaka cd) je mjerna jedinica svjetlosne jakosti, osnovna jedinica SI (Međunarodni sustav mjernih jedinica). Određena je svjetlosnom jakošću izvora, koji u danom smjeru zrači monokromatsko zračenje frekvencije 540 THz, i kojem je jakost zračenja u tom smjeru (1/683) W/sr.[1]
Jedna kandela je šezdeseti dio jakosti, kojom svijetli 1 cm2 površine crnog tijela kod tališta platine 2 046 K (1 773 °C) u okomitom smjeru. Kandela se nekad zvala i nova svijeća (NS). Jedan cm2 rastaljenog torija pri 1 773 °C svijetli jakošću od 60 cd ili NS.
Stare mjerne jedinice
urediOsim kandele upotrebljavale su se kao jedinice jakosti izvora svjetlosti Hefnerova svijeća (HS) i međunarodna svijeća (IS). Jedinicu jakosti od 1 HS daje svjetiljka koju je konstruirao fizičar Friedrich von Hefner-Alteneck. To je mjedena posuda od 1/4 litre, napunjena amilacetatom. Plamen mora gorjeti u mirnom zraku kod normalnog tlaka od 1 bar. Odnos između navedenih mjernih jedinica je ovaj:
Svijeća je dakle naziv nekoliko starih mjernih jedinica svjetlosne jakosti kao na primjer:
- Hefnerova svijeća, 1 HK = 0,9033 cd (prema Friedrichu von Hefner-Altenecku, njemačkom elektrotehničaru),
- međunarodna svijeća, IC = 1,019 cd,
- nova svijeća, kako se od 1937. do 1948. nazivala kandela, 1 NS = 1 cd.[2]
Svjetlosna jakost
urediSvjetlosna jakost ili luminacijski intenzitet (oznaka Is) je jedna od sedam osnovnih fizikalna veličina koja opisuje snagu elektromagnetskog zračenja točkastog izvora u području frekvencija vidljive svjetlosti. Određuje se kao količnik svjetlosnoga toka Фs koji emitira točkasti izvor svjetlosti i ugla ω, to jest:
Mjerna jedinica svjetlosne jakosti jest kandela (cd).[3]
Fotometrija
urediFotometrija je grana optike koja se bavi mjerenjem svojstava svjetlosti (svojstava izvora svjetlosti, svjetlosnoga toka i osvjetljenja površina). Povijesna fotometrijska mjerenja obavljana su s pomoću ljudskoga oka, a suvremena fotometrijska mjerenja, iako koriste elektroničke fotometre, prilagođena su osjetljivosti ljudskoga oka. Obuhvaćaju samo onaj dio spektra elektromagnetskih valova koji zamjećuje ljudsko oko, to jest ograničena su na valne duljine od približno 380 do 780 nm. Kako ljudsko oko nije jednako osjetljivo na sve valne duljine vidljive svjetlosti, za svaku se valnu duljinu s pomoću fotometrijskoga ekvivalenta i funkcije osjetljivosti vida određuje ekvivalentna vrijednost standardnog promatrača (prema Međunarodnoj organizaciji za normizaciju ISO). Mjerenjima svojstava cjelokupnoga elektromagnetskoga spektra bavi se radiometrija.[4]
Fotometrijske veličine i mjerne jedinice
urediVeličina | Mjerna jedinica | Napomena | ||
---|---|---|---|---|
naziv | znak | naziv | znak | |
Svjetlosna energija | Qs | lumen sekunda | lm⋅s | naziva se i količina svjetlosti |
Svjetlosni tok | Φs | lumen (cd⋅sr) | lm | naziva se i luminacijski fluks ili svjetlosna snaga |
Svjetlosna jakost | Is | kandela (lm/sr) | cd | naziva se i luminacijski intenzitet |
Svjetljivost | Ls | kandela po četvornom metru | cd/m2 | naziva se i luminancija |
Osvjetljenje | Es | luks (lm/m2) | lx | naziva se i iluminacija |
Osvijetljenost | Hs | luks sekunda | lx⋅s | naziva se i svjetlosna izloženost ili ekspozicija |
Svjetlosna učinkovitost | η | lumen po vatu | lm/W | naziva se i luminacijska efektnost |
Objašnjenje
urediKoličina svjetlosti koju točkasti izvor svjetlosti šalje (emitira) u prostor u svim pravcima u jednoj sekundi, naziva se svjetlosni tok ili luminacijski fluks. Opkolimo li točkasti izvor svjetlosti jakosti 1 kandele (cd) kuglom promjera 1 metar (m), onda je količina svjetlosti što prolazi kroz 1 m2 kugle mjerna jedinica za svjetlosni tok i zove se 1 lumen (lm). Prostorni kut koji pripada ploštini od 1 m2 je jedinični prostorni kut i zove se steradijan (sr). Budući da je ploština kugle 4r2π, to je ploština jedinične kugle (r = 1 m) jednaka 4π ili 12,57 m2. Znači kugla polumjera 1 m ima 12,57 steradijana. Prema tome možemo reći: 1 lumen je onaj svjetlosni tok koji daje točkasti izvor svjetlosti od 1 kandele u prostorni kut od 1 steradijana.
Ako izvor svjetlosti šalje svjetlost t sekunda, onda je ukupna količina svjetlosti koju on daje jednaka umnošku vremena:
Svjetlosna energija mjeri se lumensekundama ili lumen sekundama (lm∙s) ili lumensatima (lm∙ h). Kako izvor svjetlosti jakosti 1 kandela šalje u 1 steradijan tok svjetlosti od 1 lumen, to će kroz ploštinu od 4π = 12,57 m2 slati svjetlosni tok 12,57 lm. Općenito, izvor svjetlosti jakosti Is (u kandelama) dat će svjetlosni tok (u lumenima):
a odatle je svjetlosna jakost (u kandelama):
Primjeri
urediIzvor | Svjetlosni tok (lumen) |
---|---|
37 mW bijela LED (svijetleća dioda) | 0,20 |
15 mW zeleni laser (532 nm valna duljina | 8,4 |
1 W bijela LED svjetiljka | 25 – 120 |
Petrolejka | 100 |
40 W električna žarulja | 325 |
7 W bijela LED svjetiljka | 450 |
18 W fluorescentna cijev | 1 250 |
100 W električna žarulja | 1 750 |
40 W fluorescentna cijev | 2 800 |
35 W elektrolučna svjetiljka (ksenon) | 2 200 – 3 200 |
100 W fluorescentna cijev | 8 000 |
127 W natrijska svjetiljka | 25 000 |
400 W halogena žarulja | 40 000 |
Izvori
uredi- ↑ kandela, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
- ↑ Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.
- ↑ svjetlosna jakost (luminacijski intenzitet), [2] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
- ↑ fotometrija, [3] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
- ↑ Szokolay, S. V. 2008. Introduction to Architectural Science: The Basis of Sustainable Design Second izdanje. Routledge. str. 143. ISBN 9780750687041
- ↑ BeLight. 3. Trendforce. 2010. str. 10–12
- ↑ Jahne, Bernd. 2004. Practical Handbook on Image Processing for Scientific and Technical Applications Second izdanje. CRC. str. 111. ISBN 9780849390302