Что такое кандела: единица измерения света и её применение
Кандела — одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ), используемая для измерения силы света. Название происходит от латинского слова "candela", что означает "свеча".
Определение канделы
Согласно современному определению, принятому в 2019 году:
1 кандела (кд) — это сила света в заданном направлении от источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540×10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 ватта на стерадиан.
Это означает, что кандела определяет, сколько света испускается в определенном направлении, а не общее количество света во всех направлениях.
История возникновения единицы
История измерения силы света насчитывает несколько столетий:
- Древние времена: Для измерения света использовали простые свечи определенного состава и размера
- XIX век: Появились стандартные свечи и лампы с заданными характеристиками
- 1948 год: Международная система единиц впервые официально ввела канделу как единицу силы света
- 1979 год: Определение было уточнено и привязано к излучению чёрного тела
- 2019 год: Было принято текущее определение, основанное на фундаментальных физических константах
Практическое применение
Кандела как единица измерения находит широкое применение в различных областях:
1. Осветительные приборы
Силу света ламп и светильников измеряют в канделах. Это позволяет точно описывать их яркость и сравнивать разные источники света.
2. Дисплеи и экраны
Яркость экранов телевизоров, мониторов и мобильных устройств часто характеризуют через связанную величину — нит (1 нит = 1 кд/м²).
3. Автомобильная техника
Фары автомобилей проектируются с учетом необходимой силы света, измеряемой в канделах, чтобы обеспечить безопасное вождение ночью.
4. Астрономия
В астрономии звездные величины пересчитывают в канделы для точного сравнения светимости небесных тел.
Интересные факты
- Человеческий глаз наиболее чувствителен как раз к излучению частотой 540 ТГц — той самой, на которую опирается определение канделы
- Обычная бытовая свеча дает примерно 1 канделу света – отсюда историческое название
- Солнце имеет светимость около 3×10²⁷ кд – гигантское значение по человеческим меркам
- В отличие от люмена, измеряющего полный световой поток, кандела учитывает направление излучения
Профессиональные люксметры для измерения освещенности используют канделы в своих расчетах через стерадианы — единицы телесного угла.
Соотношение с другими световыми единицами
Кандела связана с другими фотометрическими величинами:
- 1 люмен (лм) = 1 кд·ср (кандела×стерадиан)
- Освещенность (люкс) = лм/м² = кд·ср/м²
- Яркость (нит) = кд/м²
Понимание этих взаимосвязей важно при проектировании систем освещения и визуализации информации.