Кандела, люкс и люмен — наиболее распространенные единицы измерения света в повседневной жизни. Часто ли вы путаете эти три величины? Ничего страшного, в этой статье мы расскажем вам об их взаимосвязи, расчете и сценариях применения, от ближнего до дальнего света. Давайте рассмотрим это подробнее.
Что такое Кандела?
Кандела — это в основном единица измерения интенсивности света. Она происходит от латинского слова «candela», что означает «свет свечи». Название может быть незнакомо широкой публике, но оно не так уж сильно отличается от других единиц измерения.
Он был создан для точного измерения интенсивности света. Это как когда мы говорим, что этот человек и тот человек оба “выше”, но у нас нет точного описания того, кто выше, а кто ниже.
Аналогично, когда мы говорим, что свет «ярче», насколько он яркий? Пока не будет единицы силы света, канделы, мы не сможем описать ее точно. Поэтому это главная причина, по которой была определена кандела.
Что такое Люкс?
“Люкс” звучит как имя человека. На самом деле это не имя конкретного человека, и оно не названо в честь того, кто дал ему это название. Как и кандела, оно происходит от латыни. Lux в переводе с латыни означает “свет”, и его основное назначение — количественное определение интенсивности света.
Что такое люмен?
Мы часто видим люмены маркировка светодиодных лампочек или типов продуктов. Люмены — это мера общего количества видимого света, излучаемого источником света. Проще говоря, чем выше число люменов, тем ярче лампочка.
Во многих случаях в помещениях нам необходимо тщательно рассчитать люмены каждого излучающего свет объекта, чтобы иметь возможность подобрать наиболее разумную схему освещения.
Каковы соотношения между канделой, люксом и люменом?
Кандела, люкс и люмен — это единицы измерения света, и поэтому при определенных условиях их можно взаимозаменять. Кандела — это мера интенсивности света, люмен — мера светового потока, а люкс — мера площади объекта, освещенного светом. Давайте рассмотрим практический пример, чтобы объяснить взаимосвязь между ними.
Предположим, мы зажигаем свечу в совершенно темном доме. Если эта свеча является источником света, то свет, излучаемый этой свеча в определенном направлении можно выразить в терминах Канделы; та же свеча, которая, как правило, излучает свет не только в одном направлении, а во всех направлениях, поэтому сумма света, излучаемого этой свечой во всех направлениях, равна Люмены; свет, излучаемый этой свечой, в конечном итоге может осветить область Люкс.
Как рассчитать канделу, люкс и люмен?
Эти единицы измерения света определены для того, чтобы свет можно было наглядно представить в повседневной жизни. Далее рассмотрим, как рассчитываются эти три единицы измерения света.
Расчет Канделы
1 кандела равна 1/683 ватта на сферический градус (ср) силы света монохроматического излучения частотой 540×10¹²Гц, что можно выразить формулой:
1 кд = лм/ср
Расчет люменов
Канделы и люмены можно преобразовать друг в друга, поэтому мы можем вывести формулу для люменов из приведенного выше уравнения:
1 лм = 1 кд-ср
Расчет люкса
Поскольку люкс является показателем интенсивности люменов, равномерно распределенных по площади в 1 квадратный метр, формулу для люкса можно выразить следующим образом:
1 люкс = 1 лм/м²
Уравнение взаимопреобразования кандел, люксов и люменов
Из трех приведенных выше формул мы можем далее вывести формулы взаимопреобразования кандел, люксов и люменов:
1 люкс = 1 лм/м² = 1 кд-ср/м²
Сценарии применения для кандел, люкс и люменов
Хотя их можно преобразовать друг в друга, их определения не совпадают, поэтому существуют некоторые различия в сценариях их применения. Давайте рассмотрим каждый из них.
Сценарии применения Candela
Фундаментальные исследования в области светотехники
При изучении световых свойств источника света мы можем лучше достичь желаемого эффекта. Например, когда мы тестируем в лаборатории множество различных лампочек, определение их световой интенсивности помогает спроектировать более мягкую лампочку, что играет важную роль в снижении светового загрязнения.
Калибровка оптических приборов
Для различных прецизионных оптических приборов, таких как микроскопы, телескопы и другие устройства, интенсивность света должна быть отрегулирована с предельной точностью. Эти приборы калибруются в канделах при регулировке источника света. Различная интенсивность света в конечном итоге повлияет на морфологию организмов под микроскопом и поэтому должна быть откалибрована очень точно.
Проектирование сценического освещения
Различные типы осветительных приборов (например, прожекторы, прожекторы(блики и т. д.) имеют разную интенсивность света, и регулировка этого света для достижения желаемого эффекта измеряется в канделах.
Когда мы рассчитываем интенсивность света в разных областях этап, мы можем настроить параметры для достижения желаемого эффекта. Более распространённый пример: когда нам нужно выделить главного героя, мы приглушаем остальные источники света, а затем увеличиваем яркость прожектора, освещающего главного героя.
Сценарии применения Lumens
Оценка эффективности освещения светильников
Раньше, когда мы покупали светильник, нам нужно было учитывать не только то, какая мощность выше, но и какой материал используется для большей энергоэффективности. Но дело в том, что мощность не всегда пропорциональна яркости светильника.
Когда мощность лампочки превышает 50 Вт, то по мере того, как мощность продолжает увеличиваться, яркость не будет продолжать увеличиваться, а останется прежней или даже уменьшится, и во-вторых, различные материалы также повлияют на изменение значения люмена, например, для получения 1000 мл, использование ламп с белым плетением должно быть 100 Вт, в то время как светодиодным лампам нужно всего 12 Вт. Именно по этим причинам способ оценки яркости светильника по его мощности ушел в историю.
Используя люмены в качестве критерия для ламп, мы можем выбрать правильную яркость по значению люмена, не принимая во внимание слишком много других факторов (мощность, материал, ток и т. д.), влияющих на нашу покупку.
Дизайн внутреннего освещения
Дизайнерам интерьера необходимо упорядочить общий световой поток (общее значение люменов) в соответствии с размерами помещения и требованиями к обстановке при планировании программы освещения. Как правило, для гостиной площадью 20 квадратных метров требуется около 2000–3000 люменов общего светового потока.
Спальня площадью 20 квадратных метров, напротив, обычно требует всего 1000–1500 люмен. Если не учесть этот показатель, то в отдельных зонах может оказаться слишком много света, что повлияет на освещение всего помещения.
Проектирование автомобильной системы освещения
Производители автомобилей также должны учитывать различные значения люменов при проектировании различных ламп в автомобиле. Цель этого — обеспечить освещение дороги, а также избежать помех проезду других транспортных средств из-за слишком яркого света. Большинство современных электромобилей имеют фары со световым потоком 5000 люменов. А лампа для чтения внутри автомобиля обычно рассчитана на 200–300 люменов.
Сценарии применения Lux
Стандартные измерения архитектурного освещения
Люкс — важная единица измерения в строительной отрасли, используемая для измерения соответствия освещения внутренних и внешних помещений стандарту. Например, для удовлетворения ежедневных потребностей офиса стандарт освещенности офиса обычно устанавливается в диапазоне 300–500 люкс, а для школьного класса, чтобы ученики могли видеть содержимое доски, он устанавливается в диапазоне 300–750 люкс.
Проектирование освещения для промышленных помещений
Подобно среде проектирования освещения офиса, существуют промышленные производственные цеха. Различные производственные цеха предъявляют разные требования к освещению.
Как правило, при сборке прецизионных электронных компонентов в цехе требуется высокая освещенность в 1000–1500 люкс, чтобы рабочие, занятые сборкой, могли четко видеть место установки.
Кроме того, конструкция с высокой освещенностью также может снизить утомляемость глаз рабочих, что повышает эффективность труда и очень полезно для работников ночной смены. А в том же цехе, если речь идет о складском помещении, обычно достаточно всего 100-300 люкс.
Фотография, виртуальная съемка и кинопроизводство
В области фотографии, виртуальное производствоЛюкс измеряет интенсивность освещения снимаемой сцены. Фотографам и видеооператорам необходимо контролировать уровень освещённости в зависимости от объекта съёмки и желаемого эффекта.
Например, при съемке портретов правильный уровень освещенности (например, 500–1000 люкс) может обеспечить равномерное освещение лица персонажа и естественный цвет кожи; при съемке пейзажей, в зависимости от погоды и времени суток, уровень освещенности может сильно меняться, и фотограф может корректировать параметры экспозиции, измеряя значение люкс.
Заключение
В этой статье дается подробное введение в понятия кандела, люмен и люкс, и я считаю, что прочитав эту статью, вы глубже поймете, что такое кандела, люмен и люкс.
