Der candela (oder; Symbol: Cd) ist die SI-Grundeinheit der Leuchtintensität; d. h. Macht, die von einer leichten Quelle in einer besonderen Richtung ausgestrahlt ist, die durch die Lichtstärke-Funktion (ein standardisiertes Modell der Empfindlichkeit des menschlichen Auges zu verschiedenen Wellenlängen, auch bekannt als die Leuchtleistungsfähigkeitsfunktion) beschwert ist. Eine allgemeine Kerze strahlt Licht mit einer Leuchtintensität von ungefähr einem candela aus. Wenn die Emission in einigen Richtungen durch eine undurchsichtige Barriere blockiert wird, würde die Emission noch etwa ein candela in den Richtungen sein, die nicht verdunkelt werden.

Das Wort candela bedeutet Kerze in Latein, sowie in vielen neueren Sprachen.

Definition

Wie andere SI-Grundeinheiten hat der candela eine betriebliche Definition — er wird durch eine Beschreibung eines physischen Prozesses definiert, der einen candela der Leuchtintensität erzeugen wird. Seit der 16. Allgemeinen Konferenz für Gewichte und Maßnahmen (CGPM) 1979 ist der candela als definiert worden:

Der candela ist die Leuchtintensität in einer gegebenen Richtung von einer Quelle, die monochromatische Radiation der Frequenz 540 Hertz ausstrahlt und das eine leuchtende Intensität in dieser Richtung des Watts pro Steradianten hat.

Die Definition beschreibt, wie man eine leichte Quelle erzeugt, die (definitionsgemäß) einen candela ausstrahlt. Solch eine Quelle konnte dann verwendet werden, um Instrumente zu kalibrieren, die entworfen sind, um Leuchtintensität zu messen.

Der candela wird manchmal noch durch die alte Namenkerze, solcher als in der Fußkerze und der modernen Definition der Kerze genannt.

Erklärung

Die gewählte Frequenz ist im sichtbaren Spektrum fast grün entsprechend einer Wellenlänge von ungefähr 555 Nanometern. Das menschliche Auge ist zu dieser Frequenz, wenn angepasst, an helle Bedingungen am empfindlichsten. An anderen Frequenzen ist mehr leuchtende Intensität erforderlich, dieselbe Leuchtintensität gemäß der Frequenzantwort des menschlichen Auges zu erreichen. Die Leuchtintensität für das Licht einer besonderen Wellenlänge λ wird durch gegeben

wo ich (λ) die Leuchtintensität in candelas bin, bin ich (λ) die leuchtende Intensität in W/sr und bin die Standardlichtstärke-Funktion. Wenn mehr als eine Wellenlänge da ist (wie gewöhnlich der Fall ist), muss man summieren oder über das Spektrum der Wellenlänge-Gegenwart integrieren, um die Gesamtleuchtintensität zu bekommen.

Beispiele

Eine allgemeine Kerze strahlt Licht mit ungefähr 1 cd Leuchtintensität aus. Eine 25 W Kompaktneonlicht-Zwiebel stellt 1700 Lumen aus; wenn dieses Licht ebenso in allen Richtungen ausgestrahlt wird, wird es eine Intensität von ungefähr 135 cd haben. Eingestellt in einen 20 ° Balken wird es eine Intensität ungefähr 18 000 cd haben.

Die Leuchtintensität von Licht ausstrahlenden Dioden wird in millicandela (mcd) oder Tausendsteln eines candela gemessen. Hinweis LEDs ist normalerweise in der 50 Mcd-Reihe; "ultraheller" LEDs kann 15 000 mcd, oder höher reichen.

Ursprung

Vor 1948 waren verschiedene Standards für die Leuchtintensität im Gebrauch in mehreren Ländern. Diese haben normalerweise auf der Helligkeit der Flamme von einer "Standardkerze" der definierten Zusammensetzung oder der Helligkeit eines Glühglühfadens des spezifischen Designs basiert. Einer der am besten bekannten von diesen war der englische Standard der Kerze. Eine Kerze war das Licht, das durch eine reine Spermazet-Kerze erzeugt ist, die ein sechstes von einem Pfund wiegt und an einer Rate von 120 Körnern pro Stunde brennt. Deutschland, Österreich und Skandinavien haben Hefnerkerze, eine auf der Produktion einer Lampe von Hefner gestützte Einheit verwendet.

Es ist klar geworden, dass eine besser definierte Einheit erforderlich war. Der Commission Internationale de l'Éclairage (Internationale Kommission auf der Beleuchtung) und der CIPM hat eine "neue Kerze vorgeschlagen, die" auf der Klarheit eines Heizkörpers von Planck (ein schwarzer Körper) bei der Temperatur von eiskaltem Platin gestützt ist. Der Wert der neuen Einheit wurde gewählt, um es ähnlich der früheren Einheitskerze zu machen. Die Entscheidung wurde durch den CIPM 1946 veröffentlicht:

Es wurde dann 1948 durch den 9. CGPM bestätigt, der einen neuen Namen für diese Einheit, den candela angenommen hat. 1967 hat der 13. CGPM den Begriff "neue Kerze" entfernt und hat eine amendierte Version der candela Definition gegeben, den atmosphärischen auf das eiskalte Platin angewandten Druck angebend:

1979, wegen der Schwierigkeiten, einen Heizkörper von Planck bei hohen Temperaturen und den neuen durch die Radiometrie angebotenen Möglichkeiten zu begreifen, hat der 16. CGPM die moderne Definition des candela angenommen. Das willkürliche (1/683) Begriff wurde gewählt, so dass die neue Definition die alte Definition genau vergleichen würde. Obwohl der candela jetzt in Bezug auf das zweite (eine SI-Grundeinheit) und das Watt definiert wird (eine abgeleitete SI-Einheit), bleibt der candela eine Grundeinheit des SI-Systems definitionsgemäß.

SI photometrische leichte Einheiten

Beziehung zwischen Leuchtintensität und Leuchtfluss

Wenn eine Quelle eine bekannte Leuchtintensität I (in candelas) in einem bestimmten Kegel ausstrahlt, wird der Gesamtleuchtfluss Φ in Lumen durch gegeben

:Φ = ich  2π  (1 - weil (A/2)),

wo A der Strahlenwinkel der Lampe — der volle Scheitelpunkt-Winkel des Emissionskegels ist. Zum Beispiel strahlt eine Lampe, die 590 cd mit einem Strahlenwinkel von 40 ° ausstrahlt, ungefähr 223 Lumen aus. Sieh MR16 für Emissionswinkel von einigen allgemeinen Lampen.

Wenn die Quelle Licht gleichförmig in allen Richtungen ausstrahlt, kann der Fluss durch das Multiplizieren der Intensität durch 4π gefunden werden: Eine gleichförmige 1 candela Quelle strahlt 12.6 Lumen aus.

Siehe auch

• Neue SI-Definitionen