Lichtintensität

Lichtintensität
Photopisch (Schwarz und schottisch (grüne) Leuchtkraftfunktion.[c 1] Das Photopic umfasst den CIE 1931 Standard[C 2][C 3] (solide), die von Judd -Vos 1978 modifizierten Daten[C 4] (gestrichelt) und die Daten von Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle 2005[C 5] (gepunktet). Die horizontale Achse ist Wellenlänge in nm.
Gemeinsame Symbole	Iv
SI-Einheit	Candela
Andere Einheiten	Kerzenkraft Hefnerkerze
Im Si -Basiseinheiten	CD
Abmessungen	J

Im Photometrie, Lichtintensität ist ein Maß für die Wellenlänge-gewichtet Energie emittiert von a Lichtquelle in eine bestimmte Richtung pro Einheit solider Winkel, basierend auf Leuchtkraftfunktion, ein standardisiertes Modell der Empfindlichkeit der menschliches Auge. Das Si Einheit der leuchtenden Intensität ist die Candela(CD), und SI -Basiseinheit.

Die Photometrie befasst sich mit der Messung von sichtbarem Licht, wie von menschlichen Augen wahrgenommen. Das menschliche Auge kann nur Licht in der sehen sichtbares Spektrum und hat unterschiedliche Empfindlichkeiten zu hell von verschiedenen Wellenlängen innerhalb des Spektrums. Bei Anpassung für helle Bedingungen (photopische Sicht) Das Auge ist bei 555 nm am empfindlichsten gegenüber gelbgrünem Licht. Licht mit dem gleichen strahlende Intensität Bei anderen Wellenlängen hat eine niedrigere leuchtende Intensität. Die Kurve, die die Reaktion des menschlichen Auges auf Licht misst, ist ein definierter Standard, der als die bekannt ist Leuchtkraftfunktion. Diese Kurve, bezeichnet, bezeichnet V(λ) oder ${\ displaystyle \ textstyle {\ overline {y}} (\ lambda)}$basiert auf einem Durchschnitt von sehr unterschiedlichen experimentellen Daten von Wissenschaftlern, die unterschiedliche Messtechniken verwenden. Beispielsweise variierten die gemessenen Reaktionen des Auges auf violettes Licht um den Faktor zehn.

Beziehung zu anderen Maßnahmen

Leuchtintensität sollte nicht mit einer anderen photometrischen Einheit verwechselt werden, Lichtstrom, das ist die in alle Richtungen emittierte Gesamtmacht. Leuchtintensität ist die wahrgenommene Kraft pro Einheit fester Winkel. Wenn eine Lampe eine 1 -Lumen -Glühbirne hat und die Optik der Lampe eingerichtet ist, um das Licht gleichmäßig auf eine 1 zu konzentrieren Steradier Strahl, dann hätte der Strahl eine leuchtende Intensität von 1 Candela. Wenn die Optik geändert würde, um den Strahl in 1/2 Steradian zu konzentrieren, hätte die Quelle eine leuchtende Intensität von 2 Candela. Der resultierende Strahl ist enger und heller, obwohl sein leuchtender Fluss unverändert bleibt.

Leuchtintensität ist auch nicht dasselbe wie die strahlende Intensitätdas entsprechende Ziel physikalische Größe verwendet in der Messwissenschaft von Radiometrie.

Einheiten

Wie andere SI -Basiseinheiten hat die Candela eine Arbeitsdefinition- Es wird durch die Beschreibung eines physischen Prozesses definiert, der eine Candela der leuchtenden Intensität erzeugt. Per Definition, wenn man eine Lichtquelle konstruiert, die monochromatisches grünes Licht mit einer Frequenz von 540 THz ausgibt, und eine strahlende Intensität von 1/683 aufweistWatts pro Steradier In einer bestimmten Richtung wird diese Lichtquelle eine Candela in die angegebene Richtung ausstrahlt.^[1]

Die in der Definition verwendete Lichtfrequenz entspricht einer Wellenlänge in einem Vakuum von 555 nm, das sich in der Nähe der Reaktion des Auges auf Licht befindet. Wenn die 1 Candela -Quelle einheitlich in alle Richtungen emittiert, die Gesamtsumme Strahlungsfluss wäre ungefähr 18,40 MW, da es 4π -Steradier in einer Sphäre gibt. Beachten Sie, dass eine typische Moderne Kerze produziert sehr ungefähr eine Candela, während er bei ungefähr 80 W Wärme freigibt.

Vor der Definition der Candela wurden in verschiedenen Ländern verschiedene Einheiten für die Leuchtintensität verwendet. Diese basierten typischerweise auf der Helligkeit der Flamme aus einer "Standardkerze" der definierten Komposition oder der Helligkeit eines Glühlunscheidungsfilaments mit spezifischem Design. Einer der bekanntesten dieser Standards war die Englisch Standard: Kerzenkraft. Eine Kerzenkraft war das Licht, das von einem Reinen erzeugt wurde Walrat Kerze wiegt ein Sechster eines Pfunds und brennt mit einer Geschwindigkeit von 120Körner pro Stunde. Deutschland, Österreich und Skandinavien nutzten die Hefnerkerze, eine Einheit basierend auf der Ausgabe von a Hefner -Lampe.^[2] 1881, Jules -Violle schlug die vor Schwelle als eine Einheit der Leuchtintensität, und es war bemerkenswert als die erste Einheit der Lichtintensität, die nicht von den Eigenschaften einer bestimmten Lampe abhing. Alle diese Einheiten wurden durch die Definition der Candela ersetzt.

Verwendungszweck

Die leuchtende Intensität für monochromatisches Licht einer bestimmten Wellenlänge λ ist gegeben durch

$$oder$$

• I_v ist die leuchtende Intensität in Candelas (CD),
• I_e ist der strahlende Intensität in Watt pro Steradian (w/sr),
• ${\ textstyle {\ overline {y}} (\ lambda)}$ ist der Standard -Leuchtkraftfunktion.

Wenn mehr als eine Wellenlänge vorhanden ist (wie es normalerweise der Fall ist), muss man über das zusammenfassen oder integrieren Spektrum von Wellenlängen vorhanden, um die leuchtende Intensität zu erhalten:

$$oder \ lambda)} {d \ lambda}} \, d \ lambda.}$$

Siehe auch

• Helligkeit
• Internationales Mengensystem
• Glanz

Verweise

Kurvendaten