Kandela

Kandela (lat. candela: svijeća; oznaka cd) je mjerna jedinica svjetlosne jakosti, osnovna jedinica SI (Međunarodni sustav mjernih jedinica). Određena je svjetlosnom jakošću izvora, koji u danom smjeru zrači monokromatsko zračenje frekvencije 540 THz, i kojem je jakost zračenja u tom smjeru (1/683) W/sr.^[1]

Jedna kandela je šezdeseti dio jakosti, kojom svijetli 1 cm² površine crnog tijela kod tališta platine 2 046 K (1 773 °C) u okomitom smjeru. Kandela se nekad zvala i nova svijeća (NS). Jedan cm² rastaljenog torija pri 1 773 °C svijetli jakošću od 60 cd ili NS.

Osim kandele upotrebljavale su se kao jedinice jakosti izvora svjetlosti Hefnerova svijeća (HS) i međunarodna svijeća (IS). Jedinicu jakosti od 1 HS daje svjetiljka koju je konstruirao fizičar Friedrich von Hefner-Alteneck. To je mjedena posuda od 1/4 litre, napunjena amilacetatom. Plamen mora gorjeti u mirnom zraku kod normalnog tlaka od 1 bar. Odnos između navedenih mjernih jedinica je ovaj:

${\displaystyle 1\ \mathrm {cd} =1\ \mathrm {NS} =0,98\ \mathrm {IS} =1,09\ \mathrm {HS} }$

${\displaystyle 1\ \mathrm {IS} =1,11\ \mathrm {HS} }$

Svijeća je dakle naziv nekoliko starih mjernih jedinica svjetlosne jakosti kao na primjer:

• Hefnerova svijeća, 1 HK = 0,9033 cd (prema Friedrichu von Hefner-Altenecku, njemačkom elektrotehničaru),
• međunarodna svijeća, IC = 1,019 cd,
• nova svijeća, kako se od 1937. do 1948. nazivala kandela, 1 NS = 1 cd.^[2]

Podrobniji članak o temi: Svjetlosna jakost

Svjetlosna jakost ili luminacijski intenzitet (oznaka I_s) je jedna od sedam osnovnih fizikalna veličina koja opisuje snagu elektromagnetskog zračenja točkastog izvora u području frekvencija vidljive svjetlosti. Određuje se kao količnik svjetlosnoga toka Ф_s koji emitira točkasti izvor svjetlosti i ugla ω, to jest:

${\displaystyle I_{s}={\frac {\Phi _{s}}{\omega }}}$

Mjerna jedinica svjetlosne jakosti jest kandela (cd).^[3]

Podrobniji članak o temi: Fotometrija

Fotometrija je grana optike koja se bavi mjerenjem svojstava svjetlosti (svojstava izvora svjetlosti, svjetlosnoga toka i osvjetljenja površina). Povijesna fotometrijska mjerenja obavljana su s pomoću ljudskoga oka, a suvremena fotometrijska mjerenja, iako koriste elektroničke fotometre, prilagođena su osjetljivosti ljudskoga oka. Obuhvaćaju samo onaj dio spektra elektromagnetskih valova koji zamjećuje ljudsko oko, to jest ograničena su na valne duljine od približno 380 do 780 nm. Kako ljudsko oko nije jednako osjetljivo na sve valne duljine vidljive svjetlosti, za svaku se valnu duljinu s pomoću fotometrijskoga ekvivalenta i funkcije osjetljivosti vida određuje ekvivalentna vrijednost standardnog promatrača (prema Međunarodnoj organizaciji za normizaciju ISO). Mjerenjima svojstava cjelokupnoga elektromagnetskoga spektra bavi se radiometrija.^[4]

Količina svjetlosti koju točkasti izvor svjetlosti šalje (emitira) u prostor u svim pravcima u jednoj sekundi, naziva se svjetlosni tok ili luminacijski fluks. Opkolimo li točkasti izvor svjetlosti jakosti 1 kandele (cd) kuglom promjera 1 metar (m), onda je količina svjetlosti što prolazi kroz 1 m² kugle mjerna jedinica za svjetlosni tok i zove se 1 lumen (lm). Prostorni kut koji pripada ploštini od 1 m² je jedinični prostorni kut i zove se steradijan (sr). Budući da je ploština kugle 4r²π, to je ploština jedinične kugle (r = 1 m) jednaka 4π ili 12,57 m². Znači kugla polumjera 1 m ima 12,57 steradijana. Prema tome možemo reći: 1 lumen je onaj svjetlosni tok koji daje točkasti izvor svjetlosti od 1 kandele u prostorni kut od 1 steradijana.

Ako izvor svjetlosti šalje svjetlost t sekunda, onda je ukupna količina svjetlosti koju on daje jednaka umnošku vremena:

${\displaystyle Q_{s}=\Phi _{s}\cdot t}$

Svjetlosna energija mjeri se lumensekundama ili lumen sekundama (lm∙s) ili lumensatima (lm∙ h). Kako izvor svjetlosti jakosti 1 kandela šalje u 1 steradijan tok svjetlosti od 1 lumen, to će kroz ploštinu od 4π = 12,57 m² slati svjetlosni tok 12,57 lm. Općenito, izvor svjetlosti jakosti I_s (u kandelama) dat će svjetlosni tok (u lumenima):

${\displaystyle \Phi _{s}=4\cdot \pi \cdot I_{s}}$

a odatle je svjetlosna jakost (u kandelama):

${\displaystyle I_{s}={\frac {4\cdot \pi }{\Phi _{s}}}\ }$