Единица измерения кандела что это

Люмен, люкс, кандела, ватт, мощность светового потока. Как в этом разобраться?

Оценка читателей:

Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что этоЛюмен, люкс, кандела, Ватт, мощность, световой поток, сила света. Не всегда легко разобраться, что означают эти значения. Мы поможем вам с этим, ниже вы найдете статью, в которой простым языком написано в каких случаях все эти значения взаимосвязаны.

Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминисцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,63·10 в 28 степени лм.

Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это

Люкс (лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.

100 люменов собрали и спроецировали на 1-метровую квадратную область. Освещенность области составит 100 люкс. Те же самые 100 люменов, направленные на 10 квадратных метров, дадут освещенность 10 люкс.

Кандела (кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 в 12 степени Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. Стерадиа?н (русское обозначение: ср, международное: sr) — единица измерения телесных углов.

Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо’льшая энергетическая интенсивность.

Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 кв см при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.

Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.

Сила света типовых источников:

ИсточникМощность, ВтПримерная сила света, кд
Свеча1
Современная (2016 г) лампа накаливания100100
Обычный светодиод0,0155 мкд
Сверхъяркий светодиод125
Сверхъяркий светодиод с коллиматором11500
Современная (2016 г) люминесцентная лампа20100

Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это

Black Diamond – фирма-законодатель мирового профессионального альпинистского и скалолазного снаряжения. Бренд выпускает высококачественные налобные и подвесные фонари, которые можно использовать даже на глубине одного метра под водой в течение получаса. BD предлагает туристические осветительные приборы с показателями светового потока до 200 люмен при сравнительно небольшом весе. Многие фонари наделены несколькими режимами освещения для удобства работы на альпинистском маршруте и в быту. Яркие, легкие, аккуратные и практичные, фонари БлекДиамонд не подведут даже в самой экстремальной ситуации.

Световой поток фонарей (лм)

Источник

Кандела

Канде́ла (обозначение: кд, cd; от лат. candela — свеча) — одна из семи основных единиц измерения СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 12 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.

Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо́льшая энергетическая интенсивность.

Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 см² при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.

Содержание

История

Примеры

Сила света типовых источников

ИсточникМощность, ВтПримерная сила света, кд
Свеча1
Современная (2006 г.) лампа накаливания100100
Обычный светодиод0,0155 мкд
Сверхъяркий светодиод125 мкд
Сверхъяркий светодиод с коллиматором11500 мкд
Современная (2006 г.) люминесцентная лампа20100
Солнце3,9 · 10 263 · 10 27

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Источник

Канделла

Канде́ла (обозначение: кд, cd) — одна из семи основных единиц измерения системы СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 12 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.

Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется бо́льшая энергетическая интенсивность.

Ранее кандела определялась как сила света, излучаемого чёрным телом перпендикулярно поверхности площадью 1/60 см² при температуре плавления платины (2042,5 К). В современном определении коэффициент 1/683 выбран таким образом, чтобы новое определение соответствовало старому.

Содержание

История

Примеры

Сила света, излучаемая свечой, примерно равна одной канделе (лат. candela — свеча), поэтому раньше эта единица измерения называлась «свечой», сейчас это название является устаревшим и не используется.

Сила света типовых источников:

ИсточникМощность, ВтПримерная сила света, кд
Свеча1
Современная (2006 г.) лампа накаливания100100
Обычный светодиод0,0155 мкд
Сверхъяркий светодиод125
Сверхъяркий светодиод с коллиматором11500
Современная (2006 г.) люминесцентная лампа20100
Солнце3,9 · 10 263 · 10 27

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Источник

Люксы, Люмены, Канделы

ЛЮКСЫ ЛЮМЕНЫ КАНДЕЛЫ

Люмены – Канделы –Люксы

Угол половинной яркости

Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это

Возьмём светодиод и наложим на него систему координат X Y. Точка (a) – начало координат. Угол Кандела

Силой света ( I ) (Кандела кд) называют световой поток Ф, рассчитанный на телесный угол, равный стерадиану, т. е. отношение светового потока Ф, заключенного внутри телесного угла W, к этому углу:

Т.е. – это тот поток, который идет по определенному направлению или падает на определенную площадку.

Телесный угол W равен отношению площади поверхности s, вырезанной на сфере конусом с вершиной в точке S, к квадрату радиуса r сферы: W = s / r²

Если s = r², то телесный угол равен единице и называется стерадианом (ср)

Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это

В канделах измеряется сила света направленных источников света, например, таких как светодиод в 5мм корпусе имеющий как правило линзу от 10 до 160 градусов, если быть точнее то в миликанделах 1Кд=1000мКд. У мощных светодиодов измерение в канделах не приветствуется. Всё по тому, что мощные светодиоды имеют Ламбертовскому диаграмму и оцениваются количеством светового потока измеряемого в Люменах.

Световым потоком ( Ф ) называют проходящую через данную поверхность в единицу времени световую энергию, оцениваемую по зрительному ощущению:

Ф = W / t (световой поток, испускаемого с единицы площади источника)

За единицу светового потока принят Люмен (обозначается лм). Люмен есть световой поток, испускаемый точечным источником, сила света которого равна 1 кд, внутри единичного телесного угла (т. е. угла, равного 1 ср).

Теперь когда мы знаем что такое Люмены и Канделы можно перейти и к Люксам.

Единицей измерения освещённости служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр)

Освещенность 1 лк получается на поверхности сферы радиуса 1 м, если в центре сферы помещен точечный источник, сила света которого равна 1 кд.

Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это

При чём освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении его от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Другими словами если мы возьмём обычную лампу накаливания подвесим её в центре комнаты и померим освещённость люксметром на расстоянии от неё 1м люксметр покажет к примеру 100Лк а на расстоянии 2м от лампочки люксметр покажет 25Лк. Когда же лучи света падают наклонно к освещаемой поверхности, освещённость уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей.

Источник

Единица измерения кандела что это

М.И. Крутик, В.П. Майоров

Авторы этой статьи работают в компании «НПК Видеоскан» и по роду своей деятельности часто сталкиваются с некоторой путаницей в головах наших партнеров и заказчиков в части чувствительности CCD камер.

В представленной статье рассматривается метод оценки чувствительности телевизионных систем (в том числе и импульсных) с использованием энергетических единиц измерения оптического излучения (джоуль, ватт, фотон). По мнению авторов при регистрации изображений данный метод достаточно универсален и применим во всем оптическом спектре излучения. В отличие от этого, метод расчета, основанный на светотехнических единицах (Кандела, люмен, люкс), строго применим только в пределах видимого диапазона. Приведены некоторые примеры энергетических расчетов, которые помогут читателю самому убедиться в простоте метода и однозначности получаемых результатов.

Чтобы при ознакомлении с последующим материалом не возникало вопросов о корректности применяемых положений, ниже приводятся основные определения из фотометрии и радиометрии.

Энергетические Световые
Наименование Символ Единица измерения Наименование Символ Единица измерения
Россия Система СИ Квантовый аналог Россия Система СИ
Поток излучения Ф е ВтW Nph/s (кол-во фотонов в секунду)Световой поток Ф v лмlm
Энергия излучения Q e ДжJ Nph
(кол-во фотонов)
Световая энергия Q v лм*сlm*s
Энергетическая сила излучения (сила излучения) I e Вт/срW/sr Nph/sr·s (кол-во фотонов в телесном угле 1ср в секунду)Сила света I v лм/ср =кдlm/sr=cd
Поверхностная плотность потока излучения (энергетическая светимость) M e Вт/м 2W/m 2Nph/m 2 ·s (кол-во фотонов излучаемых с 1м 2 в секунду)Поверхностная плотность светового потока

M v лм/м 2lm/m 2
Энергетическая освещенность

E e Вт/м 2W/m 2Nph/m 2 ·s (кол-во фотонов на 1м 2 в секунду)Освещенность E v лкlm/m 2 = lx
Энергетическая яркость L e Вт/ср*м 2W/sr*m 2 Nph/sr·m 2 *s (кол-во фотонов в телесном угле в 1ср на 1м 2 в секунду)Яркость L v лм/ср*м 2 =

Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это

Рисунок 1. Графический вид спектральной световой эффективности

На рисунке 2 представлены относительные спектральные характеристики:

Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это

Рисунок 2. Относительные спектральные характеристики:
различных фотоэлектронных приемников (1,2,4); излучения безлунного ночного небосвода (3)

Метод оценки и расчета чувствительности телевизионных систем в энергетических единицах (ватт, джоуль, количество фотонов) свободен от указанных недостатков

Основные определения и константы

В начале несколько основных определений.
Принятое в 1948 году и действовавшее до 1979 года определение канделы звучало следующим образом:

Частота излучения 540*10 12 Гц соответствует длине волны Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это= 555,016 нм в воздухе при стандартных условиях, которая почти для всех целей может быть взята равной 555 нм без влияния на точность реальных измерений.

Энергия кванта излучения (фотона) вычисляется по известной формуле:

Q = (h * c) / Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это(1)

Энергия кванта излучения при Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 = 555 нм соответственно равна:

Обратная величина соответствует числу квантов за секунду в излучении мощностью 1 Вт при Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 = 555 нм:

Нижний индекс ph означает, что речь идет о фотонных величинах.
Из определения канделы следует, что при Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 = 555 нм:

N ph [1Вт] ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) = 683 лм (4)

Следовательно, можно получить точное значение числа фотонов при Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 = 555 нм за секунду в световом потоке равном 1 / 683 Вт, что на данной длине волны соответствует световому потоку в 1 лм:

N ph [1лм] ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) = N ph [1Вт] ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) / 683 = 0,409*10 16 [фот /с] (5)

Используя определение единицы освещенности, находим, что при Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 = 555 нм число фотонов, падающих за 1 секунду на поверхность в 1 м 2 при освещенности в 1 лк равно:

N ph [1лк] = N ph [1лм] / м 2 = 0,409*10 16 [фот /(с*м 2 )] (6)

Теперь можно показать, почему применение светотехнических единиц (люмен, люкс и т.п.) в расчете чувствительности телевизионных систем часто дает ошибочные результаты.

Для упрощения вычислений поток излучения Ф е1 примем равным:

При Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 = 555 нм такой поток излучения соответствует световому потоку

При условии, что заданный поток падает на площадь в 1м 2 облученность, поверхности ПЗС матрицы составит

Что соответствует освещенности,

Это значение освещенности при Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 = 555 нм и покажет люксметр.

Это 1/2 дюймовая матрица с характеристиками:

N ph1 ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) = 0,409*10 16 [фот /(с*м 2 )]

Из вычисленной площади пикселя матрицы

и заданного времени накопления t н = 20 мс

определяется число фотонов (при Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 = 555 нм) падающих на пиксель матрицы за указанное время

N ph1-pix ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) = N ph1 ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) * Spix * t н = 5,84 * 10 3 [фот]

N [el]1-pix = N ph1-pix ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) * 0,6 = 3,36 * 10 3 [el] (8)

Здесь нижний индекс [el] означает, что речь идет о количестве электронов.

Из (1) находим энергию кванта:

Число фотонов в потоке мощностью в 1 Вт за 1 секунду при Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это2 = 630 нм соответственно равно

N ph[1Вт] ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) = 1 / Q ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это2 ) = 3,17*10 18 [фот /с] (10)

а в потоке мощностью в 1/ 683 Вт соответственно

N ph [1/ 683Вт] ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это2 ) = (3,17*10 18 ) / 683 = 0,46*10 16 [фот /с] (11)

N ph2 ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это2 ) = 0.46*10 16 [фот /(с*м 2 )] (13)

N ph2-pix ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это2 ) = N ph2 ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это1 ) * S pix * t н =6,625 * 10 3 [фот] (14)

N [el]2-pix = N ph2-pix ( Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это2 ) * 0,7 = 4,64 * 10 3 [el] (15)

Таким образом, в энергетических единицах [Вт] чувствительность матрицы ICX249 на длине волны Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это= 630 нм примерно в 1,4 раза больше, чем на Единица измерения кандела что это. Смотреть фото Единица измерения кандела что это. Смотреть картинку Единица измерения кандела что это. Картинка про Единица измерения кандела что это. Фото Единица измерения кандела что это= 555 нм. Но в световых единицах [лк] на этой же длине волны ее чувствительность больше уже в 5,3 раза (в попугаях удав оказался значительно длиннее).

Сведем полученные результаты [(6), (8), (13) и (15)] в таблицу 3:

Энергетическая облученностьСоотв.
световая освещенность [лк]
Энергия кванта

То, что многие ПЗС камеры рекламируют для работы при значительно более низких освещенностях, говорит только об их хорошей чувствительности в инфракрасной области. Но к люксам это уже не имеет отношения.

Представленный метод оценки энергетической чувствительности фотоприемников приведен только для монохроматического излучения. Оценка чувствительности ПЗС или ЭОП при работе с немонохроматическими источниками излучения требует обязательного знания как спектральных характеристик фотоприемников, так и спектрального состава излучения. Расчет представляет собой своеобразную свертку этих двух функций. На практике чаще всего такая свертка осуществляется графически. Разделяя весь спектральный диапазон на интервалы, в пределах которого, с допустимой погрешностью, можно считать значение мощности излучения источника и квантовой эффективности фотоприемника постоянными, выполняется расчет для каждого из интервала. Затем полученные результаты суммируются.

1. М.И. Эпштейн. Измерения оптического излучения в электронике. «Энергия», 1975г.
2. В.А. Орлов, В.И. Петров. Приборы наблюдения ночью при ограниченной видимости. М. Военное издательство, 1989г.
3. NIST Special Publication SP330 «The International System of Units (SI).» The US edition of the above BIPM publication.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *