Mi a külömbség a Lux, a Lumen, meg a Kandela között?

A "lux":

"...a megvilágítás SI mértékegysége: egy lux azonos a négyzetméterenkénti egy lumen fényárammal."

[link]

A "lumen":

"A lumen (jele: lm) fotometriai mennyiség, a fényáram SI-származtatott mértékegysége; egy sugárzó forrás által kibocsátott látható fény „mennyiségének” az integrálja (összege). Definíció alapján a fényáram teljesítmény-jellegű mennyiség, mértékegysége watt kellene, hogy legyen. A lumen bevezetésének az az értelme, hogy a fényáram a látható fény tartományára vonatkozik, ellentétben a sugárzott teljesítménnyel, amely a teljes elektromágneses spektrumra vonatkozó radiometriai mennyiség."

[link]

A "kandela":

"A kandela az SI mértékegységrendszer független alapegységének a neve, jele: cd.

A kandela az olyan fényforrás fényerőssége adott irányban, amely 540·1012 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást bocsát ki,...

[link]

dellfil

Egyszerűsítve, pongyolán:

A Kandela kb. egy fényforrás fényerejét jelenti, amit egyetlen irányban (akár egy vonalban) kibocsát. Ez egy fényforrásra jellemző, iránytól, szögektől függetlenül.

Ha ezt a sugárzást egy adott térszögben összegezzük, vagyis hogy ebben a térszögben adott idő alatt mekkora energiát ad le (vagyis milyen teljesítménnyel világít), az a lumen.

Ha pedig ez a fényáram egy felületet világít meg, akkor kandelában kaphatjuk meg, hogy az adott felületre mekkora fényáram jut, mekkora megvilágítást kap.

Talán még egyszerűbb a lumenből kiindulva. A lumen a fényáram mértékegysége, azaz hogy mennyi fényt bocsát ki összesen a fényforrás. Egy 200 lumenes állítható csóvájú zseblámpát akárhogy tekergetsz, szűk csóvára vagy széles csóvára, a lámpa ettől még ugyanannyi fényt bocsát ki, és 200 lumenes marad. Az égő teszi a dolgát és köpködi a fotonokat, aztán mennek amerre mennek.

Ha fogod, és szűkre állított csóvával rávilágítasz a tőled x méterre levő falra, ezzel mondjuk egy 0.1 m2 területű körlapot vetítve, akkor annak a körlapnak a megvilágítása 200/0.1 lumen/m2 = 2000 lux lesz. Ha szélesre állítod a csóvát, és ezzel egy 1 m2-es körlapot világítasz a falra, akkor az már csak 200/1 lumen/m2 = 200 lux megvilágítású lesz. Ha ezután távolabb is mész a faltól, mondjuk 2x méterre, akkor 4 m2-es felületet vetítesz rá, és az már csak 200/4 = 50 lux megvilágítású lesz.

A fényerősséget mérő kandela hasonló, de nem négyzetméterre, hanem térszögre vetítve: lumen/szteradián. Ha a lámpát úgy állítod be, hogy a csóva széle a tengelytől 32.8 fokra legyen, akkor kereken 1 szteradián térszögű csóvát vetítesz. Ekkor ennek a csóvának 200/1 lumen/szteradián = 200 kandela lesz a fényerőssége. Ha felére szűkíted a csóva térszögét, akkor 400 kandela, ha negyedére akkor 800 kandela, és így tovább.

Ha egy fényforrás a tér minden irányába egyenletesen szór (ez a maximális 4*pí = 12.57 szteradián térszög), mint például egy gyertya, akkor a lumen (fényáram) és a kandela (fényerősség) között fix összefüggés van: x lumen fényáram x/12.57 kandela fényerősséget eredményez. A gyertyát már csak azért hoztam fel, mert a kandela erről kapta a nevét: 1 kandela kb. egy gyertya fényerőssége. Ebből mostmár azt is tudod, hogy egy gyertya fényárama 12-13 lumen.

"Egy 200 lumenes állítható csóvájú zseblámpát akárhogy tekergetsz, szűk csóvára vagy széles csóvára, a lámpa ettől még ugyanannyi fényt bocsát ki, és 200 lumenes marad."

Akkor a kandeláról lumenre váltáshoz miért kell megadni egy szöget is??

[link]

#5 Mert nem mindegy, hogy a térnek mekkora részébe sugárzol x kandela fényerősséggel. Ha 1 szteradián térszögbe, akkor ahhoz x lumen-nyi fényáram kell. Ha 2 szteradián térszögbe, akkor ahhoz értelemszerűen kétszer annyi, 2*x lumen fényáram szükséges. Ha a teljes térbe, minden irányba, akkor 4*pí*x lumen kell hozzá. Minél nagyobb teret akarsz bevilágítani adott fényerősséggel, annál nagyobb fényáram kell hozzá.

Ugyanazért kell a kandelából lumenre váltáshoz térszög vagy csúcsszög, amiért a sűrűségből tömegre váltáshoz kell a térfogat.

Na igen, csak akkor nem értem a #3-as választ, tekintve, hogy:

"Egy lumen az a fényáram, amelyet egy 1 kandela fényerősségű, minden irányban egyenletesen sugárzó pontszerű fényforrás 1 szteradián térszögbe sugároz."

(wiki:Lumen)

Na mindegy, ennyire nem is akarok belemenni, csak most valahogy nekem sem állt össze a kép.

Pedig rendben van a definíció: 1 lumen az a fényáram amit az 1 kandelás minden irányban egyenletesen sugárzó fényforrás 1 szteradián térszögbe sugároz. 2 lumen az, amit 2 szteradián térszögbe sugároz. 4*pí lumen az, amit 4*pí szteradián térszögbe, azaz a teljes térbe összesen sugároz.

Persze megfogalmazhatták volna úgy is, hogy 1 lumen az a fényáram, amit egy 1 szteradián térszögön belül minden irányban egyenletesen 1 kandelával sugárzó, azon kívül pedig semmilyen irányba nem sugárzó fényforrás összesen kisugároz. Ez a fentivel ekvivalens, csak kicsit macerásabb definíció lenne.

*különbség

kandela: watt/szteradián: 1 szteradián "területre" (szetadián a térszög mértékegysége), hány watt teljesítményű fény van kibocsátva

lux: hány lumen fényerő terjed ki egy négyzetméterre. Minél távolabb van az adott test vagy terület a fényforrástól, annál kevesebb a lux (annál kevésbé van megvilágítva)