Lysstyrke - Luminous intensity

lysstyrke
Photopic (svart) og scotopic (grønn) lysstyrke. Den fotopolitiske inkluderer CIE 1931 -standarden (solid), Judd - Vos 1978 modifiserte data (stiplet) og Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle 2005 -data (stiplet). Den horisontale aksen er bølgelengde i nm .
Vanlige symboler	Jeg v
SI -enhet	candela
Andre enheter
I SI -baseenheter	cd
Dimensjon	J

I fotometri , belysningsstyrken er et mål for den bølgelengde vektet strøm som sendes ut fra en lyskilde i en bestemt retning per enhet fast vinkel , basert på lyshet funksjon , en standardisert modell av følsomheten av den menneskelige øyet . Den SI enhet av lysintensiteten er den candela  (cd), en SI baseenheten .

Fotometri omhandler måling av synlig lys slik det oppfattes av menneskelige øyne. Det menneskelige øyet kan bare se lys i det synlige spekteret og har forskjellige følsomheter for lys med forskjellige bølgelengder i spekteret. Når det er tilpasset lysforhold ( fotopisk syn ), er øyet mest følsomt for grønn-gult lys ved 555 nm. Lys med samme strålingsintensitet ved andre bølgelengder har en lavere lysstyrke. Kurven som måler det menneskelige øyets respons på lys er en definert standard, kjent som lysstyrkefunksjonen . Denne kurven, betegnet V (λ) eller , er basert på et gjennomsnitt av vidt forskjellige eksperimentelle data fra forskere som bruker forskjellige måleteknikker. For eksempel varierte øyets målte respons på fiolett lys med en faktor ti. ${\ displaystyle \ textstyle {\ overline {y}} (\ lambda)}$

Forholdet til andre tiltak

Lysstyrke bør ikke forveksles med en annen fotometrisk enhet, lysstrøm , som er den totale opplevde effekten som sendes ut i alle retninger. Lysstyrke er den oppfattede kraften per enhet solid vinkel . Hvis en lampe har en 1 lumen pære og lampens optikk er satt opp for å fokusere lyset jevnt til en 1 steradisk stråle, vil strålen ha en lysstyrke på 1 candela. Hvis optikken ble endret for å konsentrere strålen til 1/2 steradian, ville kilden ha en lysstyrke på 2 candela. Den resulterende strålen er smalere og lysere, selv om lysstrømmen forblir uendret.

Lysstyrken er heller ikke det samme som strålingsintensiteten , den tilsvarende objektive fysiske mengden som brukes i målevitenskapen om radiometri .

Enheter

I likhet med andre SI -baseenheter har candela en operasjonell definisjon - den er definert av beskrivelsen av en fysisk prosess som vil produsere en candela med lysstyrke. Per definisjon, hvis man konstruerer en lyskilde som avgir monokromatisk grønt lys med en frekvens på 540 THz, og som har en strålingsintensitet på 1/683  watt per steradian i en gitt retning, vil den lyskilden avgi én candela i den angitte retningen .

Lysfrekvensen som brukes i definisjonen tilsvarer en bølgelengde i et vakuum på 555 nm, som er nær toppen av øyets respons på lys. Hvis kilden sendes jevnt ut i alle retninger, vil den totale strålingsstrømmen være omtrent 18,40 mW, siden det er 4π steradianer i en sfære. Et typisk stearinlys gir omtrent en lysestake med lysstyrke.

Før definisjonen av candela ble det brukt en rekke enheter for lysstyrke i forskjellige land. Disse var vanligvis basert på lysstyrken til flammen fra et "standardlys" med definert sammensetning, eller lysstyrken til en glødetråd av spesifikk design. En av de mest kjente av disse standardene var den engelske standarden: candlepower . En lysstyrke var lyset som ble produsert av et rent spermaceti -lys som veide en sjettedel av et kilo og brant med en hastighet på 120  korn per time. Tyskland, Østerrike og Skandinavia brukte Hefnerkerze , en enhet basert på effekten fra en Hefner -lampe . I 1881 foreslo Jules Violle Violle som en enhet med lysstyrke, og den var kjent som den første enheten for lysintensitet som ikke var avhengig av egenskapene til en bestemt lampe. Alle disse enhetene ble erstattet av definisjonen av candela.

Bruk

Lysstyrken for monokromatisk lys med en bestemt bølgelengde λ er gitt av

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

hvor

I _v er lysstyrken i candelaer (cd),

I _e er strålingsintensiteten i watt per steradian (W/sr),

${\ displaystyle \ textstyle {\ overline {y}} (\ lambda)}$er standard lysstyrkefunksjon .

Hvis mer enn én bølgelengde er tilstede (som vanligvis er tilfelle), må man summerer eller integrere over spektrum av bølgelengder som er tilstede for å få lysintensiteten:

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

Se også

• Lysstyrke
• Internasjonalt kvantitetssystem
• Utstråling

Referanser

Kurve data