Jednotka svítivosti - kandela

27. září 2009 | 15.30 |
› 

svítivostSvětelné zdroje mají tu vlastnost, že nesvítí do všech úhlů stejně. Například reflektory auta svítí velmi silně dopředu, do stran jen málo a dozadu vůbec. Zdroj světla je pak účelné charakterizovat jeho svítivostí. Dříve byla velmi důležitá u majáků, dnes hraje roli v osvětlovací technice, u projektorů apod. Svítivost zdroje je tak vhodné popisovat pomocí prostorového úhlu. Výrobci světelných zdrojů potom uvádějí diagramy, které distribuci světla do různých směrů zobrazují. Svítivost patří mezi fotometrické veličiny, která tedy vyjadřuje vlastnosti zdroje světla. Jednotkou  svítivosti je kandela (candela, cd), která je jednou ze základních jednotek soustavy SI.

Fotometrické veličiny sice nemají příliš velký fyzikální význam, a proto by kandela toto privilegium patřit do základních jednotek soustavy SI mít neměla, avšak nějaká jednotka z fotometrických veličin mezi základními jednotkami soustavy SI být musí. Jinak by nebylo možné vyjádřit další jednotky fotometrických veličin jako je lumen atd. Jednotka svítivosti  kandela je definována jako světelná intenzita v daném směru pocházející ze zdroje emitujícího monochromatické záření o frekvenci 540.10^12 Hz a jehož zářivost v tomto směru je 1/683 wattu na steradián (W/sr).

Svítivost lze určit pouze pro bodový zdroj, tj. pro zdroj, jehož rozměry jsou zanedbatelné v porovnání se vzdáleností zdroje od kontrolního bodu. Svítivost bodového zdroje I v daném směru lze definovat jako podíl světelného toku DF vyzářeného zdrojem v tomto směru do malého prostorového úhlu DW a velikosti tohoto prostorového úhlu: I = DF/DW.

Kandela je, zjednodušeně řečeno, síla světla v určitém směru od zdroje ve světelném kuželu, ještě přesněji v určitém prostorovém úhlu - tzv.

steradiánu. Steradián (sr) je jednotka prostorového úhlu (Solid angle). Jeden steradián lze popsat jako kužel, který vznikne zdrojem světla ve středu koule o poloměru 1 m a vytvoří na jejím povrchu plochu 1 m2. Vyjádřeno v ploše má 1 steradián úhel asi 66° a povrch celé koule má 12,6 steradiánů (4π).

Svítivost 1 kandela je potom definována jako svítivost zeleného zdroje světla o vlnové délce 555 nm (na které je oko nejcitlivější) mající výkon 0,00146 Wattů na 1 steradián. Tato podivná definice vznikla ryze historicky. Jelikož koule má asi 12,6 steradiánů, tak 1 kandela vyzáří kolem dokola asi 18,4 mW (za předpokladu rovnoměrného svitu do všech směrů), což odpovídá přibližně světlu z 1 svíčky.

Jaké jsou svítivosti běžně používaných zdrojů světla?
LED dioda (starý typ) – 0,005 cd
svíčka – 1 cd
žárovka 100 W –  135 - 200 cd
reflektory v autě – 100 000 cd
fotografický blesk – až 1 000 000 cd

kandela

cd

1

Základní jednotka SI

Hefnerova svíčka

HK

0,92

Hefnerova svíčka je vodorovná svítivost 40 mm dlouhého plamene octanu amylnatého hořícího nad bavlněným kulatým knotem o průměru 8 mm za určitých podmínek.
 

mezinárodní svíčka

IC

1,02

Harcourtova lampa

harcourt

9,91

Carcelova lampa

carcel

9,704

Původem francouzská jednotka pro měření svítivosti. Některé prameny uvádí hodnotu 9,74.

parafínová svíčka

VK

1,084

spermacetátová lampa

1,16

pentanová svíčka

1,0023

Violleova svíčka

violle

20,23

Jules Louis Gabriel Violle (1841 - 1923)

decimální svíčka

DB

1,0114

Hefnerova svíčka (HK) je jednotkou svítivosti používanou na přelomu 19. a 20. století. Hefnerova svíčka je vodorovná svítivost 40 mm dlouhého plamene octanu amylnatého (C5H11C2H3O2) hořícího nad bavlněným kulatým knotem o průměru 8 mm za určitých podmínek. Lampu sestrojil Friedrich Franz von Hefner-Alteneck v roce 1884. Jednotka byla používaná především v Německu před rokem 1942.

Hlavním nedostatkem opakovatelnosti byla vlhkost. Hefnerova lampa byla asi o 10 % svítivější v suchém vzduchu než při vysoké vlhkosti. Tento problém byl korigován pomocí tabulek. V Německu jednotka Hefnerova svíčka nahradila dříve používanou jednotku Vereinskerze. Následně byla Hefnerova svíčka nahrazena jednotkou candela.

Standardní svíčka se ve viktoriánské době (kolem roku 1860) používala jako standard světelného toku. Byla z vorvaního vosku (spermacetu) s malou příměsí včelího vosku s přesným bodem tání 112 až 115° F (44 – 46° C) o délce 10 palců s průměrem 0,9 palce (2,2 cm) dole a 0.,8 palců nahoře. Hořela stabilní rychlostí 7,776 ± 5% g vosku / hodinu s výškou plamene 4,5 cm.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.82 (11x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře

RE: Jednotka svítivosti - kandela jirka* 04. 01. 2010 - 22:49
RE: Jednotka svítivosti - kandela walwerin (david kozma) 03. 09. 2012 - 03:16
RE: Jednotka svítivosti - kandela walwerin oprava odstavce 03. 09. 2012 - 03:18