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 540.1012 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.