Люкс (символ: лк ) — единица измерения освещённости , или светового потока на единицу площади, в Международной системе единиц (СИ). [1] [2] Он равен одному люмену на квадратный метр. В фотометрии он используется как мера освещённости , воспринимаемой спектрально неравномерно реагирующим человеческим глазом, света , падающего на поверхность или проходящего через неё. Он аналогичен радиометрической единице ватт на квадратный метр , но с мощностью на каждой длине волны, взвешенной в соответствии с функцией светимости , моделью восприятия яркости зрения человека , стандартизированной CIE и ISO . [3] В английском языке «люкс» используется как в единственном, так и во множественном числе. [4] Слово происходит от латинского слова «свет», люкс.
Освещенность — это мера того, сколько светового потока распределено по данной площади. Можно думать о световом потоке (с единицей измерения люмен ) как о мере общего «количества» присутствующего видимого света, а освещенность — как о мере интенсивности освещения поверхности. Определенное количество света будет освещать поверхность более тускло, если оно распределено по большей площади, поэтому освещенность обратно пропорциональна площади, когда световой поток остается постоянным.
Один люкс равен одному люмену на квадратный метр :
Поток в 1000 люмен, равномерно распределенный по площади в 1 квадратный метр, освещает этот квадратный метр с освещенностью в 1000 люкс. Однако те же 1000 люмен, распределенные по 10 квадратным метрам, создают более тусклую освещенность всего в 100 люкс.
Достичь освещенности в 500 люкс можно на домашней кухне с помощью одного люминесцентного светильника с выходной мощностью12 000 люменов . Для освещения цеха, площадь которого в десятки раз больше площади кухни, потребуются десятки таких светильников. Таким образом, для освещения большей площади с той же освещенностью (люкс) требуется больший световой поток (люмен).
Как и в случае с другими именованными единицами СИ, могут использоваться префиксы СИ . Например, 1 килолюкс (клк) равен 1000 лк.
Вот несколько примеров освещенности, обеспечиваемой в различных условиях:
Освещенность, обеспечиваемая источником света на поверхности, перпендикулярной направлению на источник, является мерой силы этого источника, воспринимаемой из этого местоположения. Например, звезда видимой величины 0 обеспечивает 2,08 микролюкс (мклк) на поверхности Земли. [16] Едва заметная звезда величиной 6 обеспечивает 8 нанолюкс (нлк). [17] Незатененное Солнце обеспечивает освещение до 100 килолюкс (клк) на поверхности Земли, точное значение зависит от времени года и атмосферных условий. Эта прямая нормальная освещенность связана с постоянной солнечной освещенности E sc , равной128 000 люкс (см. Солнечный свет и Солнечная постоянная ).
Освещенность поверхности зависит от того, как поверхность наклонена относительно источника. Например, карманный фонарик, направленный на стену, будет производить заданный уровень освещенности, если направлен перпендикулярно стене, но если фонарик направлен под увеличивающимся углом к перпендикуляру (сохраняя то же расстояние), освещенное пятно становится больше и, таким образом, менее освещено. Когда поверхность наклонена под углом к источнику, освещенность, обеспечиваемая на поверхности, уменьшается, поскольку наклонная поверхность стягивает меньший телесный угол от источника, и, следовательно, она получает меньше света. Для точечного источника освещенность на наклонной поверхности уменьшается на коэффициент, равный косинусу угла между лучом, исходящим из источника, и нормалью к поверхности. [18] В практических задачах освещения, учитывая информацию о том, как свет излучается из каждого источника, а также расстояние и геометрию освещенной области, можно сделать численный расчет освещенности поверхности, суммируя вклады каждой точки на каждом источнике света.
Как и все фотометрические единицы , люкс имеет соответствующую « радиометрическую » единицу. Разница между любой фотометрической единицей и соответствующей ей радиометрической единицей заключается в том, что радиометрические единицы основаны на физической мощности, при этом все длины волн весятся одинаково, в то время как фотометрические единицы учитывают тот факт, что зрительная система человеческого глаза, формирующая изображение, более чувствительна к некоторым длинам волн, чем к другим, и, соответственно, каждой длине волны присваивается разный вес. Весовой коэффициент известен как функция светимости .
Люкс равен одному люмену на квадратный метр (лм/м 2 ), а соответствующая радиометрическая единица, измеряющая освещенность , — ватт на квадратный метр (Вт/м 2 ). Не существует единого коэффициента преобразования между люксом и Вт/м 2 ; для каждой длины волны существует свой коэффициент преобразования, и невозможно выполнить преобразование, если не известен спектральный состав света.
Пик функции светимости приходится на 555 нм (зеленый); зрительная система глаза, формирующая изображение, более чувствительна к свету этой длины волны, чем к любому другому. Для монохроматического света этой длины волны величина освещенности для заданного количества облучения максимальна: 683,002 лк на 1 Вт/м 2 ; облученность, необходимая для создания 1 лк на этой длине волны, составляет около 1,464 мВт /м 2 . Другие длины волн видимого света производят меньше люкс на ватт на квадратный метр. Функция светимости падает до нуля для длин волн за пределами видимого спектра .
Для источника света со смешанными длинами волн количество люменов на ватт можно рассчитать с помощью функции светимости. Чтобы казаться разумно «белым», источник света не может состоять только из зеленого света, к которому зрительные фоторецепторы глаза, формирующие изображение, наиболее чувствительны, но должен включать в себя щедрую смесь красных и синих длин волн, к которым они гораздо менее чувствительны.
Это означает, что белые (или белесые) источники света производят гораздо меньше люменов на ватт, чем теоретический максимум 683,002 лм/Вт. Соотношение между фактическим числом люменов на ватт и теоретическим максимумом выражается в процентах, известных как световая эффективность . Например, типичная лампа накаливания имеет световую эффективность всего около 2%.
В действительности отдельные глаза немного различаются по своим функциям светимости. Однако фотометрические единицы точно определены и точно измеряемы. Они основаны на согласованной стандартной функции светимости, основанной на измерениях спектральных характеристик зрительной фоторецепции , формирующей изображение , во многих индивидуальных человеческих глазах.
Технические характеристики видеокамер, таких как камкордеры и камеры наблюдения, часто включают минимальный уровень освещенности в люксах, при котором камера будет записывать удовлетворительное изображение. [ необходима цитата ] Камера с хорошей способностью к низкой освещенности будет иметь более низкий рейтинг люксов. Фотокамеры не используют такую спецификацию, поскольку более длительное время экспозиции, как правило, может использоваться для создания снимков при очень низких уровнях освещенности, в отличие от случая с видеокамерами, где максимальное время экспозиции, как правило, устанавливается частотой кадров .
Соответствующая единица в английских и американских традиционных единицах — фут-свеча . Одна фут-свеча равна примерно 10,764 лк. Поскольку одна фут-свеча — это освещенность, отбрасываемая на поверхность источником в одну канделу, находящимся на расстоянии одного фута, люкс можно рассматривать как «метр-свечу», хотя этот термин не рекомендуется, поскольку он не соответствует стандартам СИ для названий единиц.
Один фот (ф) равен 10 килолюксам (10 клк).
Один нокс (нкс) равен 1 миллилюксу (1 млкс) при цветовой температуре 2042 К или 2046 К (ранее 2360 К). [19] [20] [21] [22]
В астрономии видимая величина — это мера освещенности звезды в атмосфере Земли. Звезда с видимой величиной 0 имеет освещенность 2,54 микролюкса за пределами земной атмосферы, и 82% от этого (2,08 микролюкса) при ясном небе. [ 16] Звезда с величиной 6 (едва видимая при хороших условиях) будет иметь освещенность 8,3 нанолюкса. Стандартная свеча (одна кандела) на расстоянии километра обеспечит освещенность 1 микролюкс — примерно такую же, как у звезды с величиной 1.
Unicode включает символ для "lx": U+33D3 ㏓ SQUARE LX . Это устаревший код для размещения старых кодовых страниц в некоторых азиатских языках. Использование этого кода не рекомендуется в новых документах.
{{cite book}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )Nox, abgek[ürzt] nx, Einheit der Dunkelbeleuchtungsstärke (Dunkelleuchtdichte), welche für zahlenmäßige Angaben und zum Anschluß der Dunkelbeleuchtungsstärke an die Normale Beleuchtungsstärke 1940 von der Deutschen Lichttechnischen Gesellschaft geschaffen wurde. Bezüglich der Farbtemperatur der Strahlung und des Anschlusses von Zahlenwerten der Beleuchtungsstärke E und der Dunkelbeleuchtungsstärke E Gelten Analog die gleichen Festlegungen wie bei der Dunkelleuchtdichte und dem Skot (sk). Für eine Strahlung der Farbtemperatur T 1 = 2360 K позолота: 1 nx = 10 −3 лк (люкс). Для вашего вероятного спектрального спектра освещения S 1 световой поток должен быть включен в 10 −3 лк в 10-3 люксах, освещенных фонарями { E } der Beleuchtungsstärke und in nx gemessenem Zahlenwert { E } der Dunkelbeleuchtungsstärke: { E } nx = (2,161 ± 0,001) · { E } 10 −3 lx · ∫ S λ V λ,W dλ / ∫ S λ V λ dλ , wobei V λ в относительном спектре Hellempfindlichkeit и V λ,W в относительном спектре Dämmerungsempfindlichkeit des menschlichen Auges nach Weaver [A] beeuten. [...] Дункеллеухтдихте. [...] Ist das Auge dunkeladaptiert, dh einer Leuchtdichte von weniger als 0,01 asb ausgesetzt, поэтому позолоченная информация о явлениях Пуркинье eine von der spektralen Hellempfindlichkeitskurve abweichende, nach dem kurzwelligen Ende des Spektrums hin verschobene Empfindlichkeitskurve des Auges, die Stäbchenkurve des Dämmerungssehens . Unter Zugrundelegung dieser Empfindlichkeitskurve шляпный человек 1940 года в Германии die Dunkelleuchtdichte mit der Einheit Skot (sk) so festgesetzt, daß bei einem Licht der Farbtemperatur 2360 ° K 1 sk = 10 −3 asb позолота. 1948 год – это Международная Белеухтунгская Комиссия (IBK) с 2046 по 2046 год, «Erstarrungstemperatur des Platins », festgesetzt worden. Die Bezeichnung Skot wurde von der IBK nicht übernommen, dafür soll " skotopisches Stilb" gesagt werden. Als höchstzulässiger Grenzwert für die Dunkelleuchtdichte ist in Deutschland 10 Skot festgesetzt worden, um eine Verwendung der Dunkelleuchtdichte im Gebiet des gemischten Zapfen - und Stäbchensehens zu vermeiden, da in diesem Bereich die Photometrischen Maßgrößen wegen der allmählich gleitenden Augenempfindlichkeitskurve ihren Sinn verlieren.
Dunkelsehen [...] Für das Dunkelsehen, bei dem nur die Stäbchen angeregt werden, определенный человек die Dunkelleuchtdichte mit der Einheit Scot (sk) и die Dunkelbeleuchtungsstärke mit der Einheit Nox (nx). Die Umrechnungsfaktoren zwischen den Hell- und Dunkelgrößen hängen von der spektralen Zusammensetzung des Lichtes ab. Установите температуру 2042 K (более 2360 K) при температуре 2042 K. Bei dieser ist 1 sk = 10 −3 asb и 1 nx = 10 −3 lx.
Skot und Nox [...] Interessant ist in diesem Zusammenhang die Einführung neuer Messeinheiten. Die Voraussetzungen der Forschung beziehungsweise die Erfordernisse an die Leuchtfarben unterschieden sich so stark von Allen bis dahin erforschten Gebieten, dass die Deutsche Lichttechnische Gesellschaft
1940, eigene Einheiten ins Leben Rief: Die Dunkelleuchtdichte wurde в
Шотландии
и умереть Dunkelbeleuchtungsstärke в Nox gemessen.
[B]
Diese Einheiten grenzten and die bereits bestehenden Größen der
Leuchtdichte
und
Beleuchtungsstärke
an und dienten der zahlenmäßigen Erfassung geringster Lichtwerte. Итак, entsprach etwa ein Nox 10
−3
люкс.
