Lux

Lux
Lux meter.jpg
Ein Lux -Messgerät zur Messung von Beleuchtung
Allgemeine Information
Einheitssystem Si -abgeleitete Einheit
Einheit von Beleuchtung
Symbol lx
Konvertierungen
1 lx in ... ... ist gleich ...
   Si -Basiseinheiten    CDsrm–2
   Amerikaner üblich Einheiten    0,0929 fc
   CGS Einheiten    10–4 Phots

Das Lux (Symbol: lx) ist der Si -abgeleitete Einheit von Beleuchtung, Messung Lichtstrom pro Flächeneinheit.[1][2] Es ist gleich einem Lumen pro Quadratmeter. Im PhotometrieDies wird als Maß für die Intensität verwendet, wie vom menschlichen Auge wahrgenommen, von hell Das trifft oder geht durch eine Oberfläche. Es ist analog zu dem radiometrisch Einheit Watt pro Quadratmeter, aber mit der Kraft jeweils Wellenlänge nach dem gewichtet Leuchtkraftfunktionein standardisiertes Modell von Mensch Wahrnehmung der visuellen Helligkeit. Auf Englisch wird "Lux" sowohl als Singular- als auch als Pluralform verwendet.[3]

Das Wort leitet sich aus dem ab Latein Wort für "Licht", Lux.

Erläuterung

Beleuchtung

Beleuchtung ist ein Maß dafür, wie viel Lichtstrom ist über einen bestimmten Bereich verteilt. Man kann an leuchtenden Fluss denken (gemessen in Lumen) als Maß für die Gesamtmenge des sichtbaren Lichts und die Beleuchtung als Maß für die Intensität der Beleuchtung auf einer Oberfläche. Eine bestimmte Lichtmenge beleuchtet eine Oberfläche schwacher, wenn sie sich über einen größeren Bereich ausbreitet. Daher ist die Beleuchtung umgekehrt proportional zur Fläche, wenn der leuchtende Fluss konstant gehalten wird.

Ein Lux entspricht einem Lumen pro Lumen pro Quadratmeter:

1 lx = 1 lm/m2 = 1CD·sr/m2.

Ein Fluss von 1000 Lumen, gleichmäßig auf einer Fläche von 1 Quadratmeter ausbreitet, leuchtet das Quadratmeter mit einer Beleuchtung von 1000 Lux auf. Die gleichen 1000 Lumen, die sich über 10 Quadratmeter ausbreiten, erzeugen jedoch eine dimmerliche Beleuchtung von nur 100 Lux.

In einer Heimküche mit einer einzigen kann es möglich sein, eine Beleuchtung von 500 LX zu erreichen Fluoreszenzlicht Gerät mit einem Ausgang von 12000Lumen. Um einen Fabrikboden mit Dutzenden von einem Dutzenden der Küche zu beleuchten, müsste Dutzende solcher Vorrichtungen erforderlich sein. Das Beleuchtung eines größeren Bereichs auf das gleiche Lux -Niveau erfordert somit eine größere Anzahl von Lumen.

Wie bei anderen Si -Einheiten, SI -Präfixe kann verwendet werden. Zum Beispiel ist 1 Kilolux (KLX) 1000 LX.

Hier sind einige Beispiele für die Beleuchtung unter verschiedenen Bedingungen:

Beleuchtung (Lux) Oberflächen beleuchtet von
0,0001 Mondlos, bewölkter Nachthimmel (Sternenlicht)[4]
0,002 Mondloser klarer Nachthimmel mit Airglow[4]
0,05–0,3 Vollmond in einer klaren Nacht[5]
3.4 Dunkle Grenze von Bürgerliche Dämmerung unter einem klaren Himmel[6]
20–50 Öffentliche Gebiete mit dunkler Umgebung[7]
50 Wohnzimmerleuchten in der Familie (Australien, 1998)[8]
80 Bürogebäude Flur/Toilette Beleuchtung[9][10]
100 Sehr dunkler bewölkter Tag[4]
150 Bahnhof Bahnhof[11]
320–500 Bürobeleuchtung[8][12][13][14]
400 Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang an einem klaren Tag.
1000 Bewölkter Tag;[4] typisch Fernsehstudio Beleuchtung
10.000–25.000 Voll Tageslicht (nicht direkte Sonne)[4]
32.000–100.000 Direkte Sonnenlicht

Die von einer Lichtquelle an einer Oberfläche senkrecht zur Richtung der Quelle senkrechte Beleuchtung ist ein Maß für die Stärke dieser Quelle, die von diesem Ort aus wahrgenommen wird. Zum Beispiel ein Stern von scheinbare Größe 0 liefert 2,08 Mikrolux (μlx) an der Erdoberfläche.[15] Ein kaum wahrnehmbarer Stärke 6 -Stern bietet 8 Nanolux (NLX).[16] Die unbeobachtete Sonne bietet eine Beleuchtung von bis zu 100 Kilolux (KLX) auf der Erdoberfläche, der genaue Wert abhängig von Jahreszeit und atmosphärischen Bedingungen. Diese direkte normale Beleuchtung hängt mit dem zusammen Solarbeleuchtungskonstante Esc, gleicht 128000Lux (sehen Sonnenlicht und Solarkonstante).

Die Beleuchtung an einer Oberfläche hängt davon ab, wie die Oberfläche in Bezug auf die Quelle geneigt ist. Zum Beispiel erzeugt eine Taschenlampe, die auf eine Wand abzielt ist weniger hoch beleuchtet. Wenn eine Oberfläche in einem Winkel zu einer Quelle geneigt ist, wird die auf der Oberfläche bereitgestellte Beleuchtung verringert, da die geneigte Oberfläche einen kleineren festen Winkel aus der Quelle unterscheidet und daher weniger Licht erhält. Für eine Punktquelle wird die Beleuchtung auf der geneigten Oberfläche um einen Faktor reduziert, der dem Cosinus des Winkels zwischen einem Strahl aus der Quelle und der normal zu der Oberfläche.[17] Bei praktischen Beleuchtungsproblemen wird angesichts der Information über die Art und Weise, wie Licht aus jeder Quelle ausgestrahlt wird, sowie die Entfernung und Geometrie des beleuchteten Bereichs, eine numerische Berechnung der Beleuchtung auf einer Oberfläche durch Hinzufügen der Beiträge jedes Punktes für jede Lichtquelle.

Beziehung zwischen Beleuchtung und Bestrahlung

Wie alle photometrische Einheiten, Der Lux hat eine entsprechende "radiometrisch"Einheit. Der Unterschied zwischen einer photometrischen Einheit und ihrer entsprechenden radiometrischen Einheit besteht darin, dass radiometrische Einheiten auf physischer Leistung basieren, wobei alle Wellenlängen gleich gewichtet werden, während photometrische Einheiten die Tatsache berücksichtigen, dass das Bildbildungssystem des menschlichen Auges mehr ist empfindlich gegenüber einigen Wellenlängen als andere, und dementsprechend wird jede Wellenlänge ein anderes Gewicht gegeben. Der Gewichtungsfaktor wird als die bezeichnet Leuchtkraftfunktion.

Der Lux ist ein Lumen pro Quadratmeter (lm/m)2) und die entsprechende radiometrische Einheit, die misst Bestrahlung, ist das Watt pro Quadratmeter (w/m)2). Es gibt keinen einzigen Konvertierungsfaktor zwischen Lux und W/m2; Für jede Wellenlänge gibt es einen anderen Konvertierungsfaktor, und es ist nicht möglich, eine Konvertierung vorzunehmen, es sei denn, man kennt die spektrale Zusammensetzung des Lichts.

Der Peak der Leuchtkraftfunktion liegt bei 555nm (grün); Das bildbildende visuelle System des Auges ist empfindlicher für das Licht dieser Wellenlänge als jedes andere. Für monochromatisches Licht dieser Wellenlänge, Die Beleuchtungsmenge für eine bestimmte Bestrahlungsbehandlung ist maximal: 683,002 lx pro 1 w/m2; Die Bestrahlungsstrahlung, die für die Herstellung von 1 LX bei dieser Wellenlänge erforderlich ist, beträgt ca. 1,464MW/m2. Andere Wellenlängen von sichtbarem Licht produzieren weniger Lux pro Watt-pro-Meter-Quadrat. Die Leuchtkraftfunktion fällt für Wellenlängen außerhalb der Wellenlängen auf Null sichtbares Spektrum.

Für eine Lichtquelle mit gemischten Wellenlängen kann die Anzahl der Lumen pro Watt mittels der Leuchtkraftfunktion berechnet werden. Um vernünftigerweise "weiß" zu erscheinen, kann eine Lichtquelle nicht nur aus dem grünen Licht bestehen, zu dem die bildbildenden visuellen Photorezeptoren des Auges am empfindlichsten sind, sondern eine großzügige Mischung aus roten und blauen Wellenlängen enthalten muss, zu denen sie viel weniger sind empfindlich.

Dies bedeutet, dass weiße (oder weißliche) Lichtquellen weit weniger Lumen pro Watt produzieren als das theoretische Maximum von 683,002 lm/w. Das Verhältnis zwischen der tatsächlichen Anzahl von Lumen pro Watt und dem theoretischen Maximum wird als Prozentsatz als der bekannt ausgedrückt Lichteffizienz. Zum Beispiel eine typische Glühbirne Glühbirne hat eine leuchtende Effizienz von nur etwa 2%.

In Wirklichkeit variieren einzelne Augen in ihren Leuchtkraftfunktionen leicht. Photometrische Einheiten sind jedoch genau definiert und genau messbar. Sie basieren auf einer vereinbarten Standard-Leuchtkraftfunktion, die auf Messungen der spektralen Eigenschaften der Bildformung basiert visuelle Fotorezeption In vielen individuellen menschlichen Augen.

Verwendung in Videokameraspezifikationen

Spezifikationen für Videokameras wie zum Beispiel Camcorder und Überwachungskameras Fügen Sie häufig ein minimales Beleuchtungsstufe in Lux ein, bei dem die Kamera ein zufriedenstellendes Bild aufzeichnet. Eine Kamera mit gutem Licht hat eine niedrigere Lux-Bewertung. Immer noch Kameras Verwenden Sie eine solche Spezifikation seit länger nicht Expositionszeiten kann im Allgemeinen verwendet werden, um Bilder auf sehr geringen Beleuchtungsstufen zu machen, im Gegensatz zu dem Fall in Videokameras, bei denen eine maximale Belichtungszeit im Allgemeinen durch die festgelegt wird Bildrate.

Nicht-Si-Beleuchtungseinheiten

Die entsprechende Einheit in englischer und amerikanischer traditioneller Einheiten ist die Fußkandel. Eine Fußkerze ist ungefähr 10,764 LX. Da ein Fußkandel die Beleuchtungsstrafe von einer Ein-Candela-Quelle in einem Fuß entfernt ist, könnte ein Lux als "Meter-Candle" angesehen werden, obwohl dieser Begriff entmutigt ist Einheitsnamen.

Einer Phot(pH) gleich 10 Kilolux (10 kLX).

Ein Nox (NX) entspricht 1 Millilux (1 mlx).

Im Astronomie, scheinbare Größe ist ein Maß für die Beleuchtung eines Sterns auf der Erdatmosphäre. Ein Stern mit scheinbarer Größe 0 liegt bei 2,54 Mikrolux außerhalb der Erdatmosphäre und 82% davon (2,08 mikrolux) unter klarem Himmel.[15] Ein Stern der Stärke 6 (unter guten Bedingungen kaum sichtbar) wäre 8,3 Nanolux. Eine Standard -Kerze (eine Kandela), die einen Kilometer entfernt ist, würde eine Beleuchtung von 1 Mikrolux liefern - über die gleiche 1 Stern.

Legacy Unicode -Symbol

Unicode Enthält ein Symbol für "LX": U+33d3 Square LX. Es ist ein Legacy -Code, um alte zu unterbringen Codeseiten in einigen asiatisch Sprachen. Die Verwendung dieses Codes wird in neuen Dokumenten nicht empfohlen.

SI -Photometrieeinheiten

Menge Einheit Abmessungen Anmerkungen
Name Symbol[NB 1] Name Symbol Symbol[NB 2]
Leuchtende Energie Qv[NB 3] Lumen Sekunde lm⋅S T J Die Lumen -Sekunde wird manchmal die genannt Talbot.
Lichtstrom, leuchtende Kraft Φv[NB 3] Lumen (= Candela Steradier)) LM (= cd · sr) J Leuchtende Energie pro Zeiteinheit
Lichtintensität Iv Candela (= Lumen pro Steradian) CD (= Lm/sr) J Leuchtender Fluss pro Einheit solider Winkel
Luminanz Lv Candela pro Quadratmeter CD/m2 (= lm/(sr · m2)) L–2J Leuchtfluss pro Einheit fester Winkel pro Einheit projiziert Quellbereich. Die Candela pro Quadratmeter wird manchmal das genannt nit.
Beleuchtung Ev Lux (= Lumen pro Quadratmeter) lx (= Lm/m2)) L–2J Lichtstrom Vorfall auf einer Oberfläche
Leuchtender Ausgang, leuchtende Emittanz Mv Lumen pro Quadratmeter lm/m2 L–2J Lichtstrom ausgesendet von einer Oberfläche
Leuchtende Belichtung Hv Lux Sekunde lx·s L–2T J Zeitintegrierte Beleuchtung
Leuchtende Energiedichte ωv Lumen zweiter pro Kubikmeter lm · s/m3 L–3T J
Lichtausbeute (von Strahlung) K Lumen pro Watt lm/W M–1L–2T3J Verhältnis des leuchtenden Flusses zu Strahlungsfluss
Lichtausbeute (einer Quelle) η[NB 3] Lumen pro Watt lm/W M–1L–2T3J Verhältnis des leuchtenden Flusses zum Stromverbrauch
Lichteffizienz, leuchtender Koeffizient V 1 Luminous Wirksamkeit normalisiert durch die maximal mögliche Wirksamkeit
Siehe auch: Si · Photometrie · Radiometrie
  1. ^ Standardsorganisationen empfehlen, photometrische Mengen mit einem Index "V" (für "visuell") zu bezeichnen, um Verwirrung mit radiometrischer oder Photon Mengen. Zum Beispiel: USA Standardbriefsymbole für die Beleuchtungstechnik USAas Z7.1-1967, Y10.18-1967
  2. ^ Die Symbole in dieser Spalte bezeichnen Maße; "L","T" und "J"sind für Länge, Zeit bzw. leuchtende Intensität, nicht für die Symbole für die Einheiten Liter, Tesla und Joule.
  3. ^ a b c Alternative Symbole manchmal gesehen: W für leuchtende Energie, P oder F für leuchtenden Fluss und ρ für die leuchtende Wirksamkeit einer Quelle.

Siehe auch

Notizen und Referenzen

  1. ^ Si -abgeleitete Einheiten, Nationales Institut für Standards und Technologie.
  2. ^ "Lux". Beleuchtung / Strahlung, Mengen und Einheiten. Internationale Elektrotechnische Kommission. 1987. Abgerufen 30. November 2019.
  3. ^ NIST -Leitfaden zu SI -Einheiten. Kapitel 9 - Regeln und Stilkonventionen für Rechtschreibeinheitennamen, Nationales Institut für Standards und Technologie.
  4. ^ a b c d e Schyter, Paul (1997–2009). "Radiometrie und Photometrie in der Astronomie".
    Starlight Illuminance fällt mit der minimalen Beleuchtung des menschlichen Auges zusammen, während Mondlicht mit der minimalen Farb -Vision des menschlichen Auges zusammenfällt (IEE Reviews, 1972,, Seite 1183).
  5. ^ Kyba, Christopher C. M.; Mohar, Andrej; Posch, Thomas (1. Februar 2017). "Wie hell ist Mondlicht?" (PDF). Astronomy & Geophysics. 58 (1): 1.31–1.32. doi:10.1093/astrogeo/ATX025.
  6. ^ "Elektrooptikhandbuch" (PDF). Photonis.com. p. 63. Abgerufen 2. April 2012.[Permanent Dead Link]
  7. ^ "NOAO Common und empfohlene Lichtwerte im Innenbereich" (PDF). Archiviert von das Original (PDF) am 6. Juli 2021. Abgerufen 13. November 2016.
  8. ^ a b Pears, Alan (Juni 1998). "Kapitel 7: Geräte -Technologien und Umfang für die Emissionsreduktion". Strategische Untersuchung von Haushaltsergie- und Gewächshausproblemen (PDF). Nachhaltige Lösungen Pty Ltd.. Abteilung für Industrie und Wissenschaft, Commonwealth of Australia. p. 61. archiviert von das Original (PDF) am 2. März 2011. Abgerufen 26. Juni 2008.
  9. ^ Australisches Gewächshausbüro (Mai 2005). "Kapitel 5: Beurteilung von Beleuchtungseinsparungen". Ressourcen- und Trainingskit von Arbeitsenergie: Beleuchtung. Archiviert von das Original am 15. April 2007. Abgerufen 17. März 2007.
  10. ^ "Low-Light-Leistungsrechner". Archiviert von das Original am 15. Juni 2013. Abgerufen 27. September 2010.
  11. ^ Darlington, Paul (5. Dezember 2017). "London Underground: Halten Sie die Lichter an". Eisenbahningenieur. Archiviert von das Original am 16. November 2018. Abgerufen 20. Dezember 2017.
  12. ^ "Wie man ein Lux -Messgerät verwendet (australische Empfehlung)" (PDF). Nachhaltigkeit Victoria. April 2010. archiviert von das Original (PDF) am 7. Juli 2011.
  13. ^ "Illumination. - 1926.56". Vorschriften (Standards - 29 CFR). Arbeitssicherheit und Gesundheitsverwaltung, US -amerikanische Abteilung für Arbeitskräfte. Archiviert von das Original am 8. Mai 2009.
  14. ^ Europäisches Recht uni en 12464
  15. ^ a b Schyter, Abschnitt 7.
  16. ^ Schyter, Abschnitt 14.
  17. ^ Jack L. Lindsey, Angewandte Beleuchtungstechnik, The Fairmont Press, Inc., 1997 ISBN0881732125 Seite 218

Externe Links