Svítivost - Luminous intensity

svítivost
Funkce fotopické (černé) a skotopické (zelené) svítivosti. Fotopic obsahuje standard CIE 1931 (plný), upravená data Judd – Vos 1978 (čárkovaná) a data Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle 2005 (tečkovaná). Vodorovná osa je vlnová délka v nm .
Společné symboly	Já v
Jednotka SI	kandela
Ostatní jednotky
V základních jednotkách SI	CD
Dimenze	J.

V fotometrie , intenzita světla je mírou pro vlnové délky vážené výkonu vyzařovaného světelným zdrojem v určitém směru na jednotku úhlu , na základě funkce světelnosti , standardizovaného modelu citlivosti lidského oka . SI jednotkou svítivosti je kandela  (cd), což je základní jednotka SI .

Fotometrie se zabývá měřením viditelného světla vnímaného lidskýma očima. Lidské oko vidí světlo pouze ve viditelném spektru a má různou citlivost na světlo různých vlnových délek ve spektru. Když je oko přizpůsobeno jasným podmínkám ( fotopické vidění ), je nejcitlivější na zeleno-žluté světlo při 555 nm. Světlo se stejnou intenzitou záření na jiných vlnových délkách má nižší světelnou intenzitu. Křivka, která měří odezvu lidského oka na světlo, je definovaný standard, známý jako funkce svítivosti . Tato křivka, označovaná V (λ) nebo , je založena na průměru velmi odlišných experimentálních údajů od vědců využívajících různé měřicí techniky. Například naměřené reakce oka na fialové světlo se lišily desetkrát. ${\ displaystyle \ textstyle {\ overline {y}} (\ lambda)}$

Vztah k jiným opatřením

Světelná intenzita by neměla být zaměňována s jinou fotometrickou jednotkou, světelným tokem , což je celkový vnímaný výkon emitovaný ve všech směrech. Světelná intenzita je vnímaný výkon na jednotku pevného úhlu . Pokud má lampa 1 lumenovou žárovku a optika lampy je nastavena tak, aby rovnoměrně soustředila světlo na 1 steradický paprsek, pak by paprsek měl světelnou intenzitu 1 kandelu. Pokud by se změnila optika tak, aby paprsek soustřeďoval na 1/2 steradiánského, pak by měl zdroj světelnou intenzitu 2 kandely. Výsledný paprsek je užší a jasnější, i když jeho světelný tok zůstává nezměněn.

Světelná intenzita také není stejná jako intenzita záření , odpovídající objektivní fyzikální veličina používaná ve vědě o měření radiometrie .

Jednotky

Stejně jako ostatní základní jednotky SI má kandela operační definici - je definována popisem fyzikálního procesu, který vytvoří jednu kandelu světelné intenzity. Podle definice, pokud někdo zkonstruuje světelný zdroj, který vyzařuje monochromatické zelené světlo s frekvencí 540 THz a který má intenzitu záření 1/683  W na steradián v daném směru, tento světelný zdroj vydá jednu kandelu v uvedeném směru .

Frekvence světla použitá v definici odpovídá vlnové délce ve vakuu 555 nm, což je blízko vrcholu reakce oka na světlo. Pokud by zdroj vyzařoval rovnoměrně ve všech směrech, celkový zářivý tok by byl asi 18,40 mW, protože v kouli jsou 4π steradiány. Typická svíčka produkuje zhruba jednu kandelu světelné intenzity.

Před definicí kandely byla v různých zemích používána řada jednotek pro světelnou intenzitu. Ty byly obvykle založeny na jasu plamene ze „standardní svíčky“ definovaného složení nebo na jasu žhavicího vlákna specifického designu. Jednou z nejznámějších z těchto norem byla anglická norma: svícen . Jedna svíčka byla světlo produkované čistou spermaceti svíčkou o hmotnosti šestiny libry a hořící rychlostí 120  zrn za hodinu. Německo, Rakousko a Skandinávie používaly Hefnerkerze , jednotku založenou na výkonu Hefnerovy lampy . V roce 1881 navrhl Jules Violle Violle jako jednotku světelné intenzity a byl pozoruhodný jako první jednotka intenzity světla, která nezávisí na vlastnostech konkrétní lampy. Všechny tyto jednotky byly nahrazeny definicí kandely.

Používání

Světelná intenzita pro monochromatické světlo konkrétní vlnové délky λ je dána vztahem

${\ Displaystyle I _ {\ mathrm {v}} = 683 \ cdot {\ overline {y}} (\ lambda) \ cdot I _ {\ mathrm {e}},}$

kde

I _v je světelná intenzita v kandelách (cd),

I _e je intenzita záření ve wattech na steradián (W/sr),

${\ displaystyle \ textstyle {\ overline {y}} (\ lambda)}$je standardní funkcí svítivosti .

Pokud je přítomna více než jedna vlnová délka (jako obvykle), je třeba součet nebo integraci spektra přítomných vlnových délek, aby se získala světelná intenzita:

${\ Displaystyle I _ {\ mathrm {v}} = 683 \ int _ {0}^{\ infty} {\ overline {y}} (\ lambda) \ cdot {\ frac {dI _ {\ mathrm {e}} ( \ lambda)} {d \ lambda}} \, d \ lambda.}$

Viz také

• Jas
• Mezinárodní systém množství
• Záře

Reference

Data křivek