Candela
SI-Basiseinheit · Größe: Lichtstärke
01 · Definition
Die sechs übrigen Basiseinheiten beschreiben die Welt, wie sie ist. Die Candela beschreibt die Welt, wie das menschliche Auge sie sieht — und genau das steht in der Definition.
Eine Candela ist die Lichtstärke einer Quelle, die in einer bestimmten Richtung monochromatische Strahlung der Frequenz 540·10¹² Hertz aussendet und deren Strahlstärke in dieser Richtung 1/683 Watt je Steradiant beträgt. Jede andere Wellenlänge wird mit der Hellempfindlichkeitskurve V(λ) gewichtet — der gemittelten Empfindlichkeit des menschlichen Auges.
Die Candela sagt, wie viel Licht in eine Richtung geht, das Lumen, wie viel in alle Richtungen zusammen. Eine isotrope Quelle von 1 cd liefert 4π ≈ 12,57 Lumen; ein enger Spot derselben 1 cd nur Bruchteile eines Lumens.
02 · Umrechnung
Geben Sie eine Lichtstärke ein — der Pass rechnet sie um
Die historischen Kerzen — von der Hefnerkerze bis zur Violle-Kerze — unterscheiden sich von der Candela um ganze Faktoren, nicht um Nachkommastellen: jedes Land hielt seine eigene Flamme, und jede Flamme brannte auf ihre Weise.
Die Bildschirmhelligkeit misst man in Candela je Quadratmeter: 300 cd/m² bei einem Büromonitor, 1000 cd/m² bei einem HDR-Fernseher. Das ist bereits Leuchtdichte, nicht Lichtstärke — Lichtstärke geteilt durch die Fläche der leuchtenden Oberfläche.
| Einheit | Name | Wert | Wo sie vorkommt |
|---|---|---|---|
| mcd | Millicandela | 130 000 | Anzeige-LEDs, Tastenbeleuchtung |
| cd | Candela | 130 | die Basisschreibweise der Lichtstärke im SI |
| kcd | Kilocandela | 0,13 | Scheinwerfer, Ampeln, Flutlicht |
| Mcd | Megacandela | 1,3·10⁻⁴ | Leuchttürme, Flakscheinwerfer |
| Gcd | Gigacandela | 1,3·10⁻⁷ | Himmelsstrahler, Impulsquellen |
Φ = I · Ω: Lichtstärke mal Raumwinkel. Die Vorsätze sind dezimal, cd/m² ist bereits Leuchtdichte und keine Lichtstärke.
03 · Größenordnungen
von der Anzeige bis zum LeuchtturmstrahlEine Kerze: eine Candela
04 · Messgeräte
Womit man Candela misst
Die Ulbrichtkugel sammelt den gesamten Lichtstrom einer Lampe: sie misst Lumen, woraus man die mittlere Lichtstärke berechnet.
Es umfährt die Quelle über alle Winkel und zeichnet die Lichtstärkeverteilung. So werden Scheinwerfer, Ampeln und Flutlichter zertifiziert.
Eine Photodiode mit einem Filter, der auf die Hellempfindlichkeitskurve abgestimmt ist. Es misst die Beleuchtungsstärke in Lux — Arbeitsplatz, Straße, Gewächshaus.
Drei Siliziumphotodioden in einer Falle schlucken fast das gesamte Licht: das Primärnormal, das die Candela mit dem Watt verbindet.
05 · Schreibregeln
Beide Buchstaben klein: cd, denn es ist die lateinische Kerze
Die Candela ist nicht nach einem Menschen benannt, sondern nach dem lateinischen candela — Kerze —, deshalb ist das Symbol klein. Das große «Cd» ist das chemische Element Cadmium. Der Einheitenname bleibt im Plural unverändert: 5 cd.
06 · Nachbareinheiten
Die Candela ist der Ausgangspunkt der Lichttechnik: mal Steradiant ergibt das Lumen; Lumen geteilt durch Fläche ergibt Lux; Candela geteilt durch die Fläche der leuchtenden Oberfläche ergibt die Leuchtdichte in cd/m².
Das Abstandsquadratgesetz: eine Quelle mit 100 cd gibt auf einem Meter 100 lx und auf fünf Metern nur noch 4 lx.
07 · Historische Abteilung
Als die Lichteinheit eine echte Kerze war
Eine Lampe mit Amylacetat und einem Docht vorgeschriebener Größe. Ein Normal, das man anzünden und abwarten musste, bis sich die Flamme beruhigt hatte.
Ein vereinbarter Mittelwert der nationalen Flammennormale. Die unmittelbare Vorgängerin der Candela: 1948 wurde sie schlicht umbenannt und präzisiert.
Carcels Öllampe mit Uhrwerkpumpe: sie verbrannte 42 Gramm Rapsöl je Stunde und leuchtete fast wie zehn Kerzen.
Das erste brennstoffunabhängige Normal: ein Quadratzentimeter geschmolzenes Platin bei seiner Erstarrungstemperatur.
Die einzige SI-Einheit, in deren Definition das menschliche Auge steckt
Meter, Kilogramm und Sekunde hängen nicht vom Beobachter ab. Die Candela schon: der Faktor 683 lm/W und die Kurve V(λ) stammen aus gemittelten Messungen an Menschen in den 1920er Jahren. Deshalb hat die Photometrie zwei parallele Welten — die radiometrische in Watt, für alle gleich, und die photometrische in Lumen, geeicht auf unsere Netzhaut. Wechselt der Beobachter, wechseln die Zahlen: beim Nachtsehen verschiebt sich das Maximum auf 507 nm, und man nimmt eine eigene skotopische Kurve.
Katalog · Das Internationale Einheitensystem
Ein Pass für jede Größe
Sieben Basiseinheiten, zweiundzwanzig abgeleitete mit eigenen Namen und ein Archiv außer Gebrauch geratener Systeme. Jede ist ein eigenes Blatt: Definition, Dimension, Umrechnung, Messgeräte, Schreibregeln. In 36 Sprachen.
Basiseinheiten
den Pass der Candela öffnenAbgeleitete mit eigenem Namen
in Terrakotta — jene, deren Definition die Candela enthältHistorische Systeme
Archiv der NotationenSprache des Passes
36 Sprachen. Das Symbol cd und die Formeln werden nicht übersetzt — sie sind in allen Sprachversionen identisch; übersetzt werden die Beschreibung, die Beispiele und die Schreibregeln der jeweiligen Schrift.