Lux
Származtatott SI-egység · mennyiség: megvilágítás
01 · Meghatározás
A megvilágítás az áram osztva a felülettel; egy szóró felület fénysűrűsége a visszaverési tényező szorozva a megvilágítással, osztva pível; egy lábgyertya 10,764 lux
A rácspontos mérések megvilágítási térképet és egyenletességi mutatót adnak: egyetlen érték a lámpa alatt semmit sem mond arról, mi történik a sarokban. Ilyen térkép nélkül a világítás átadása nem megy át.
Ebből fakad az egység legfontosabb tulajdonsága: ugyanaz a lámpa egészen más megvilágítást ad aszerint, milyen magasan függ és merre néz. Az áram a távolság négyzetével csökken, és az egy méterről kettőre emelt lámpa négyszer gyengébben világítja meg az asztalt. A második tényező a beesési szög: a ferdén érkező fény nagyobb felületen oszlik el, és annak a szögnek a koszinusza közvetlenül belép a számításba. Éppen ezért a világítástervezés nem lámpákat számol, hanem luxot a munkasíkon, és az előírások az értéket nyolcvan centiméterrel a padló felett adják meg.
A megvilágítási előírások nem ajánlás, hanem kötelező követelmény: háromszáz lux irodához, ötszáz rajzoláshoz, húszezer a műtéti területen. A mérést luxmérővel a munkasík magasságában végzik, nem a mennyezet alatt.
Borult napon a szabad ég alatt ötezer lux van, közvetlenül az ablaknál kétezer, négy méterrel odébb pedig már csak ötven: negyvenszeres különbség egy szoba hosszán. A szem ezt alig veszi észre, mert logaritmikusan alkalmazkodik, és a szoba egyenletesen megvilágítottnak tűnik. Az építési előírások ezért nem közvetlenül luxszal dolgoznak, hanem a természetes megvilágítás tényezőjével — az egy pontban mért fény és a szabad ég alatti fény arányával, százalékban.
02 · Átszámítás
Adjon meg egy megvilágítást — a lap egységekre bontja
A lux az egyetlen fénytechnikai egység, amelyet törvény szabályoz: hogy mennyi fénynek kell esnie a munkaasztalra, a műtőasztalra és az iskolatáblára, az egészségügyi előírásokban áll.
A lista utolsó sora nem átváltás, hanem becslés: ha a fény matt fehér felületre esik, amely csaknem mindent visszaver, akkor annak a felületnek a fénysűrűsége négyzetméterenkénti kandelában körülbelül háromszor kisebb a lux-megvilágításnál. A pontos szorzó a visszaverési tényező osztva pível, így szürke falnál négyszer kisebb, fekete bársonynál pedig szinte nulla. A luxmérő a beeső fényt méri, a szem a visszavertet látja — innen az érzet különbsége az egyformán megvilágított szobák között.
A lábgyertya ugyanaz a mennyiség négyzetlábra vonatkoztatva: majdnem tizenegyszeres szorzó. A fot és a nox a CGS-rendszer egységei, amelyekkel a régebbi világítástechnikai irodalomban találkozni.
| Egység | Név | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|---|
| lx | lux, SI-egység | 500 | világítási előírások, világítástechnika |
| klx | kilolux | 0,5 | nappali fény, nap |
| mlx | millilux | 500000 | csillagászat, alkonyat |
| lm/m² | lumen négyzetméterenként | 500 | számítás a lámpatestek áramából |
| fc | lábgyertya | 46,45 | USA, Kanada, világítási előírások |
| cd/m² | egy fehér felület fénysűrűsége | 159,15 | becslés arról, mit lát a szem |
| ph | fot, CGS-rendszer | 0,05 | világítástechnika a hatvanas évekig |
| nx | nox, a lux ezredrésze | 500000 | éjszakai megvilágítás, elsötétítés |
| métergyertya | a lux régi neve | 500 | 1948 előtti irodalom |
| lábgyertya | a foot-candle orosz fordítása | 46,45 | irodalom a hatvanas évekig |
| lm/ft² | lumen négyzetlábanként | 46,45 | a lábgyertya leírása az áramon keresztül |
| lx | lux | 500 | a mai egység |
Egy fehér lap fénysűrűsége ötszáz luxnál mintegy százhatvan kandela négyzetméterenként — körülbelül annyi, mint egy laptop képernyője szobában.
03 · Nagyságrendek
a csillagos égtől a műtőigÁtváltás lábgyertyára és fotra
04 · Mérőeszközök
Mivel mérik a megvilágítást
Szilícium fotodióda korrigáló szűrővel: nélküle a műszer látná az infravörös sugárzást, amelyet a szem nem vesz észre. A szűrő a szem érzékenységi görbéjéhez igazítja az érzékenységet, és ennek az igazításnak a pontosságától függ a műszer egész osztálya.
A világítási bizottság a színkép mentén átlagolta az emberi szem érzékenységét, és 555 nanométernél maximumot mutató görbét kapott. Ettől a pillanattól a fénytechnikai mennyiségek megszűntek tisztán fizikaiak lenni: egy átlagolt megfigyelő van beléjük építve.
A luxmérő fényképészeti rokona: ugyanazt a fényt méri, de nem luxot ad, hanem egy «záridő — rekesz» párost. A fényértékek skálája logaritmikus, és minden lépcső a megvilágítás kétszereződését jelenti — szokás, amely a világítástechnikából került a fényképezésbe.
Az előlapi kamera melletti pont ugyanaz a fotodióda, amely a képernyő fényerejét vezérli. A luxmérő alkalmazások éppen ezt használják, de az érzékelőnek nincs koszinuszos korrekciója, a képernyő üvege torzítja a színképet, és a hiba könnyen eléri a harminc százalékot.
A növényeknek a lux haszontalan: az érzékenységi görbe az emberi szemet írja le, nem a fotoszintézist. A fotonáramot számolják mikromolban négyzetméterenként és másodpercenként, és azt külön érzékelő méri.
A lux olyan felület megvilágítása, amelynek minden négyzetméterére egy lumen fényáram esik. A mennyiség nem a forrást írja le, hanem a helyet: mennyi fény jutott az asztalnak, a lapnak, a padlónak.
05 · Írásszabályok
Mindkét betű kicsi
A gyertyamércét végül a sugárzott teljesítményen alapuló meghatározás váltotta fel: egy 540 terahertzes egyszínű forrás 683 lument ad wattonként. A lux a kandelából származtatott egységként ugyanazt a pontos rögzítést kapta.
A megvilágítás mennyiségének jele a dőlt E. A katalógusok leggyakoribb hibája, hogy luxot tulajdonítanak a lámpának: a lámpának fényárama van lumenben, a lux pedig csak a felületen jelenik meg, és függ a távolságtól. Fordítva, reflektoroknál és lámpáknál a fényerősséget adják meg kandelában, olykor a megvilágítást megadott távolságban — és akkor a távolságnak ott kell állnia a szám mellett. Az előtagokat szabadon használják: a millilux a csillagászatban fordul elő, a kilolux a nappali fény leírásaiban.
06 · Szomszédos egységek
Az egység jele két kis latin betű, lx, álló szedéssel. Az egységet nem emberről nevezték el, hanem a «fény» latin szaváról, ezért nincs benne nagybetű. A magyarban a szám után egyes szám áll: ötszáz lux.
A Simetrium adatlapjai közül a lux szomszédai lumen és kandela a meghatározásból, lábgyertya angolszász megfelelőként, szteradián a térszögből és watt, amelyhez a fényáramot az érzékenységi görbe köti.
07 · Történeti rész
A fény, amelyet megtanultak szabályozni
Hét SI-alapegység, huszonkét saját nevű származtatott és a rendszeren kívüli egységek, amelyek nélkül sem a technika, sem a hétköznapok nem boldogulnak. Mindegyiknek saját lapja van: meghatározás, átváltás, műszerek, írásszabályok. 36 nyelven.
A Nemzetközi Elektrotechnikai Kongresszus bevezette a metrikus fénytechnikai egységeket: a luxot, a lument és a fotot. A név a latin lux — fény szóból való: a rendszer kevés olyan egységének egyike, amely közvetlenül egy szóból, nem pedig vezetéknévből ered, mint a lumen, a radián és a katal.
A vevő fölé tett tejfehér kupola miatt a műszer bármely irányból érkező fényre pontosan úgy válaszol, ahogy egy sík felület tenné. E korrekció nélkül a luxmérő alábecsüli az oldalfény részesedését, és ablakos szobában a kétszeresét téved.
A mérce bizonyos vastagságú, meghatározott sebességgel égő cetvelő gyertya volt, a megvilágítást pedig lábgyertyában fejezték ki. A megismételhetőség gyenge volt: a láng függött a levegőtől, a kanóctól és a laboratórium időjárásától.
Egység, amelyben ember van
A lux ritka esete olyan fizikai egységnek, amelynek meghatározásában biológia van. A fényáramot úgy kapjuk, hogy a teljesítményspektrumot a szem érzékenységi görbéjével súlyozzuk, és azt a görbét a húszas években vezették le néhány tucat megfigyelőn végzett kísérletekből, akik különböző színű villogások fényességét hasonlították össze. A görbét átlagolták, szabványosították, és azóta alig változott, jóllehet tudott, hogy valódi embereknél az érzékenység maximuma vándorol, a szemlencse pedig a korral sárgul, és a színkép kék részét egyre rosszabbul engedi át. Ebből gyakorlati következmény: két azonos luxértékű forrás különbözőnek látszhat, ha színképük eltér — egy cián tartományban beszakadó LED és egy izzólámpa ugyanazt a számot adja a műszeren, és más érzetet a szobában. Ezért az előírások a megvilágítás mellé mindig színhőmérsékletre és színvisszaadásra vonatkozó követelményt is tesznek: a lux önmagában nem írja le a fényt.
A szem becsap: az alkonyat és a dél között milliószoros a különbség
Az ember ugyanolyan biztosan olvas ötven luxnál, mint ötezernél, észre sem véve a százszoros különbséget: a pupilla összeszűkül, az agy pedig hozzáigazítja az érzékelést. Éppen ezért kell a világítási előírásokat számmal megadni, nem szemre — a luxmérő azt látja, amit az ember csak annyiként érez, hogy «világos van». Innen ered a szokásos hiba is az otthoni lámpák kiválasztásánál: a szoba megvilágítottnak tűnik, miközben a munkaasztalon nincs meg a megkövetelt háromszáz lux fele sem.
Katalógus · mértékegységek
Minden mennyiségnek egy adatlap
Az SI hét alapegysége, huszonkét saját nevű származtatott egység és a rendszeren kívüli egységek, amelyek nélkül sem a technika, sem a hétköznapok nem boldogulnak. Mindegyiknek külön lapja van: meghatározás, átszámítás, eszközök, írásszabályok. 36 nyelven.