Kynttilä palaa, liekki lepattaa, sädekehä hengittää. Vaha valuu kynttilää pitkin. Oikealle lähtee valokartio, joka leikkaa pallosta yhden steradiaanin avaruuskulman. Ylhäällä kulkee vihreä 540 THz:n aalto. Alhaalla luksimittarin merkki liukuu kiskolla: 2 m:ssä 0,25 lx, 1 m:ssä 1 lx, 0,5 m:ssä 4 lx. Tallennusvalo vilkkuu.
Yksikkösivu
SI-perusyksikköversio 2026-10Kandela cd
SI-perusyksikkö · suure: valovoima — valo, jonka lähde lähettää yhteen suuntaan
Yksikkö, joka oli kerran kynttilä
Vuonna 1860 Lontoon kaasuyhtiöt kiistelivät, kenen kaasu valaisi kirkkaimmin. Polttimien vertailua varten parlamentti hyväksyi normaalin: kuudesosanaulan valaskynttilän, joka palaa 120 graania tunnissa. Kaasupolttimen kirkkaus alettiin ilmaista ”kynttilöinä”.
Kynttilä on huono normaali: liekki lepattaa, sydän hiiltyy, vaha vaihtelee. Ajan mittaan kynttilä korvattiin sulamispisteeseen kuumennetulla platinalla ja myöhemmin luvulla. Nykyään kandela on sellaisen lähteen valovoima, joka säteilee 540 THz:n taajuudella 1/683 wattia steradiaania kohti. Tavallinen kynttilä valaisee yhä noin yhden kandelan verran.
540 THz:n taajuutta ei valittu sattumalta. Se on vihreää valoa, aallonpituus noin 555 nm, ja sille silmä on herkimmillään. Siksi kandela on ainoa SI-perusyksikkö, johon on rakennettu ihminen: se ei mittaa valon energiaa, vaan sitä, kuinka kirkkaalta valo näyttää.
Kandelan tunnus on kaksi pientä kirjainta cd, ilman pistettä. Iso Cd on kadmium. Suure kirjoitetaan isolla I:llä ja alaindeksillä v — valovoima. Yksikön nimi kirjoitetaan pienellä: kandela.
Valovoima ja valaistusvoimakkuus. Kandela kertoo, kuinka kirkkaasti lähde loistaa yhteen suuntaan. Luksi kertoo, paljonko valoa on osunut pinnalle. Sama kynttilä antaa metrin päässä 1 lx ja kymmenen metrin päässä 0,01 lx.
01 · Määritelmä
steradiaani · lumen · silmäLähde lähettää valoa kaikkiin suuntiin, mutta ei aina tasaisesti. Taskulamppu valaisee eteenpäin eikä juuri lainkaan taaksepäin. Siksi valovoima lasketaan kullekin suunnalle erikseen: kuinka paljon valoa lähtee pieneen kartioon tuon suunnan ympärille.
Kartion koko mitataan avaruuskulmana steradiaaneina. Yksi steradiaani leikkaa 1 m:n säteisestä pallosta 1 m²:n alueen. Valovirta lumeneina jaettuna avaruuskulmalla on valovoima. Yksi kandela on yksi lumen steradiaania kohti.
Lumen laskee valon silmän mukaan korjattuna. Säteilyteho kerrotaan herkkyyskäyrällä V(λ): se on 555 nm:ssä yksi ja laskee kohti violettia ja punaista. Saman tehon punainen ja vihreä laser eroavat silmälle monikertaisesti, ja siis myös kandeloina.
Paljonko valoa paperille tulee
Ylhäällä pimeä huone ja penkki. Vasemmalla lähde, oikealla valkoinen varjostin ja luksimittari. Siirrä varjostinta: valaistusvoimakkuus muuttuu etäisyyden neliön käänteisesti. Valitse lähde: kynttilä, hehkulamppu, kapeakeilainen LED-taskulamppu, majakka. Taskulampun keilaa voi kaventaa: valovirta pysyy samana, valovoima kasvaa. Aallonpituuden liukusäädin värittää lähteen samalla säteilyteholla. Meripihka näyttää valon, vihreä silmän ja käyrän V(λ), violetti kulmat ja laitteet. Alla on kolme näkymää. ”Etäisyys” on valaistusvoimakkuus r:n funktiona. ”Silmä” on käyrä V(λ) ja nykyinen aallonpituus. ”Kaavio” on valovoima suunnittain.
Valo koottu kapeaan kartioon
300 lm:n taskulamppu on valovirraltaan heikompi kuin 1700 lm:n lamppu. Mutta lamppu valaisee kaikkiin suuntiin, kun taas taskulamppu kokoaa valonsa 10° levyiseen kartioon. Sellaisen kartion avaruuskulma on 0,024 sr, ja valovoima keilan keskellä nousee yli 10 000 cd:n. Siksi taskulampussa lukee kandeloja ja lampun pakkauksessa lumeneita: eri asioita, ja molemmat rehellisiä.
02 · Muunnos
yksiköt · keila · historialliset kynttilätKandeloista lumeneihin, lukseihin ja vanhoihin kynttilöihin
Syötä valovoima tai valovirta. Ensimmäinen välilehti näyttää valaistusvoimakkuuden eri etäisyyksillä ja tasaisen lähteen valovirran. Toinen muuntaa taskulampun valovirran kandeloiksi eri keilanleveyksillä. Kolmas antaa historialliset ”kynttilät” kandeloina.
| {k} | {v} | {note} |
Tekniikassa valovoima vaihtelee miljardikertaisesti: kojelaudan merkkivalon tuhannesosakandelasta majakan kymmeniin miljooniin. Silmä selviää näin suuresta vaihtelusta, koska se ei näe kandeloja vaan niiden logaritmin: kymmenen kertaa voimakkaampi lähde näyttää vain kaksi–kolme kertaa kirkkaammalta.
04 · Mittalaitteet
Bunsenin fotometri · goniofotometri · radiometri · luksimittariValoa verrataan valoon
{title}
{text}
05 · Kirjoitussäännöt
cd pienin kirjaimin · ilman pistettäcd — kaksi pientä kirjainta
Kandelan tunnus kirjoitetaan pienin kirjaimin ja välilyönnillä luvun jälkeen. Kerrannaisiin tulee etuliite: kcd, mcd. Valovoimaa ei sekoiteta valovirtaan eikä valaistusvoimakkuuteen: kullakin on oma yksikkönsä. Taskulampuille ja ajovaloille ilmoitetaan valovoima keilan keskellä.
Cd on kadmium, eikä tunnuksen perään tule pistettä. Ajovalon lumenit ovat sen valovirta, eivät valovoima keilassa. Kandela on lumen steradiaania kohti, ei pelkkä lumen. Valaistusvoimakkuus mitataan lukseina. Yksikön nimi kirjoitetaan pienellä, ja ”kynttilä” on vanhentunut yksikkö, jota SI ei käytä.
06 · Naapuriyksiköt
fotometria1 lm = 1 cd·sr — koko valovirta.
lx1 lx = 1 lm/m² — valoa pinnalla.
cd/m²Valovoima valaisevan pinnan neliömetriä kohti.
07 · Historiallinen osa
arkisto · valaskynttilästä 683 lm/W:iinMiten kynttilästä tuli luku
{title}
{text}
Kandela nojaa keskivertosilmään
Käyrä V(λ) ei ole tietyn ihmisen silmä, vaan keskiarvo 1920-luvun kokeista. Havaitsijoita pyydettiin vertaamaan kahden värillisen kentän kirkkautta, ja vastauksista johdettiin taulukko, jonka Kansainvälinen valaistuskomissio vahvisti vuonna 1924. Jokaisella on oma käyränsä, ja värinäön poikkeavuuksissa se on selvästi siirtynyt.
Siksi kandeloita mittaava laite mittaa ensin watteja ja muuntaa ne sitten taulukon mukaan. Fotometri, jonka suodatin jäljittelee V(λ):ta, toimii hyvin valkoisella valolla. Sinisillä LEDeillä ja kapeilla viivoilla suodatin erehtyy enemmän, ja sellaiset lähteet tarkistetaan spektroradiometrillä.
Oikealla kaksi käyrää. Vihreä on päivänäkö, huippu 555 nm:ssä, sininen yönäkö eli hämäränäkö, huippu 507 nm:ssä. Pimeässä sininen näyttää kirkkaammalta kuin punainen, vaikka kandelat eivät sitä huomioi.
Suureluettelo
Valo ja fotometria · 12 yksikkösivua
Hakemisto · kaikki suureet yhdellä sivullaLaboratorio hakemiston sisäänkäynnilläHappotippa muuttaa mehun värin, suola värjää liekin, vesi jäätyy koputuksesta. Niiden alla kaikki Simetriumin lehdet aloittain ja aakkosittain.Avaa hakemisto →
