Lux
Satuan turunan SI · besaran: iluminansi
01 · Definisi
Iluminansi adalah fluks dibagi luas; luminansi permukaan penyebar adalah reflektansi dikali iluminansi, dibagi pi; satu foot-candle sama dengan 10,764 lux
Pengukuran pada kisi memberi peta iluminansi dan faktor keseragaman: satu nilai di bawah lampu tidak mengatakan apa-apa tentang apa yang terjadi di sudut. Tanpa peta itu serah terima penerangan tidak lulus.
Dari sini muncul sifat utama satuan ini: satu dan lampu yang sama memberi iluminansi yang sama sekali berbeda tergantung seberapa tinggi ia tergantung dan ke mana ia menyorot. Fluks menurun sebanding kuadrat jarak, dan lampu yang dinaikkan dari satu meter ke dua meter menerangi meja empat kali lebih lemah. Faktor kedua adalah sudut datang: cahaya yang tiba miring terhampar pada luas yang lebih besar, dan kosinus sudut itu masuk langsung ke dalam hitungan. Justru karena itu dalam perancangan penerangan yang dihitung bukan lampu, melainkan lux pada bidang kerja, dan standar memberi nilainya pada ketinggian delapan puluh sentimeter dari lantai.
Standar iluminansi bukan anjuran melainkan tuntutan yang mengikat: tiga ratus lux untuk kantor, lima ratus untuk pekerjaan gambar, dua puluh ribu di medan operasi. Pengukuran dilakukan dengan luxmeter pada ketinggian bidang kerja, bukan di bawah langit-langit.
Pada hari mendung di bawah langit terbuka ada lima ribu lux, tepat di dekat jendela dua ribu, dan empat meter dari situ hanya lima puluhan: beda empat puluh kali sepanjang sebuah ruangan. Mata nyaris tidak menyadarinya, sebab ia menyesuaikan diri secara logaritmik, dan secara subjektif ruangan tampak terang merata. Karena itu peraturan bangunan tidak bekerja langsung dengan lux, melainkan dengan faktor cahaya siang — perbandingan cahaya di suatu titik terhadap cahaya di bawah langit terbuka, dalam persen.
02 · Konversi
Masukkan sebuah iluminansi — lembar ini akan menguraikannya per satuan
Lux adalah satu-satunya satuan fotometrik yang diatur undang-undang: berapa banyak cahaya yang harus jatuh ke meja kerja, meja operasi, dan papan tulis sekolah tertulis dalam peraturan kesehatan.
Baris terakhir daftar bukan konversi melainkan taksiran: bila cahaya jatuh pada permukaan putih buram yang mengembalikan hampir segalanya, luminansi permukaan itu dalam kandela per meter persegi kira-kira tiga kali lebih kecil daripada iluminansi dalam lux. Faktor tepatnya adalah reflektansi dibagi pi, jadi untuk dinding kelabu empat kali lebih kecil dan untuk beludru hitam nyaris nol. Luxmeter mengukur cahaya datang, mata melihat yang dipantulkan — dari sinilah beda rasa antara ruangan yang sama terangnya.
Foot-candle adalah besaran yang sama, dirujuk ke kaki persegi: faktor hampir sebelas. Fot dan noks adalah satuan sistem CGS, yang dijumpai dalam pustaka penerangan yang lebih tua.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| lx | lux, satuan SI | 500 | standar penerangan, teknik cahaya |
| klx | kilolux | 0,5 | cahaya siang, matahari |
| mlx | mililux | 500000 | astronomi, senja |
| lm/m² | lumen per meter persegi | 500 | perhitungan dari fluks luminer |
| fc | foot-candle | 46,45 | AS, Kanada, standar penerangan |
| cd/m² | luminansi permukaan putih | 159,15 | taksiran atas apa yang dilihat mata |
| ph | fot, sistem CGS | 0,05 | teknik cahaya sampai tahun enam puluhan |
| nx | noks, seperseribu lux | 500000 | iluminansi malam, penggelapan |
| meter-lilin | nama lama lux | 500 | pustaka sebelum 1948 |
| kaki-lilin | terjemahan Rusia untuk foot-candle | 46,45 | pustaka sampai tahun enam puluhan |
| lm/ft² | lumen per kaki persegi | 46,45 | penulisan foot-candle lewat fluks |
| lx | lux | 500 | satuan masa kini |
Selembar kertas putih pada lima ratus lux punya luminansi sekitar seratus enam puluh kandela per meter persegi — kira-kira seperti layar laptop di dalam ruangan.
03 · Orde besaran
dari langit berbintang sampai ruang operasiUbah ke foot-candle dan fot
04 · Alat ukur
Dengan apa iluminansi diukur
Fotodioda silikon dengan penapis pengoreksi: tanpa itu alat akan melihat radiasi inframerah yang tidak disadari mata. Penapis menyelaraskan kepekaan dengan kurva kepekaan mata, dan seluruh kelas alat bergantung pada ketelitian penyelarasan itu.
Komisi penerangan merata-ratakan kepekaan mata manusia sepanjang spektrum dan memperoleh kurva dengan puncak di 555 nanometer. Sejak saat itu besaran fotometrik berhenti menjadi murni fisis: di dalamnya tertanam seorang pengamat rata-rata.
Kerabat fotografis luxmeter: ia mengukur cahaya yang sama, tetapi tidak memberi lux, melainkan sepasang «waktu rana — bukaan». Skala nilai pencahayaan bersifat logaritmik, dan setiap anak tangga berarti iluminansi berlipat dua — kebiasaan yang datang ke fotografi dari teknik penerangan.
Titik di samping kamera depan adalah fotodioda yang sama yang mengatur terang layar. Aplikasi luxmeter memakai justru itu, tetapi sensornya tidak punya koreksi kosinus, kaca layar memelencengkan spektrum, dan galatnya mudah mencapai tiga puluh persen.
Bagi tanaman lux tidak berguna: kurva kepekaan melukiskan mata manusia dan bukan fotosintesis. Yang dihitung adalah fluks foton dalam mikromol per meter persegi per detik, dan yang mengukurnya sensor tersendiri.
Lux adalah iluminansi sebuah permukaan yang pada tiap meter perseginya jatuh fluks cahaya satu lumen. Besaran ini melukiskan bukan sumbernya melainkan tempatnya: berapa banyak cahaya yang sampai ke meja, ke halaman, ke lantai.
05 · Aturan penulisan
Kedua hurufnya kecil
Standar lilin akhirnya digantikan definisi lewat daya radiasi: sumber monokromatik pada 540 terahertz memberi 683 lumen per watt. Lux, sebagai satuan turunan dari kandela, menerima penambatan tepat yang sama.
Lambang besaran iluminansi adalah E miring. Kesalahan tersering dalam katalog adalah menisbahkan lux kepada lampu: lampu punya fluks cahaya dalam lumen, sedangkan lux baru muncul pada permukaan dan bergantung pada jarak. Sebaliknya, pada lampu sorot dan senter dicantumkan intensitas cahaya dalam kandela, kadang iluminansi pada jarak yang disebut — dan waktu itu jarak harus berdiri di samping angka. Awalan dipakai bebas: mililux muncul dalam astronomi, kilolux dalam pemerian cahaya siang.
06 · Satuan tetangga
Lambang satuan ini dua huruf Latin kecil, lx, dengan huruf tegak. Satuan ini tidak dinamai dari seorang manusia melainkan dari kata Latin «cahaya», karena itu tak ada huruf besar di dalamnya. Dalam bahasa Indonesia bentuknya tidak berubah setelah angka: lima ratus lux.
Di antara lembar-lembar Simetrium bertetangga dengan lux lumen dan kandela dari definisi, foot-candle sebagai padanan Anglo-Amerika, steradian dari sudut ruang dan watt, tempat fluks cahaya diikatkan lewat kurva kepekaan.
07 · Bagian sejarah
Cahaya yang akhirnya diatur dengan aturan
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tanpanya baik teknik maupun keseharian tak bisa jalan. Masing-masing punya lembarnya sendiri: definisi, konversi, alat, aturan penulisan. Dalam 30 bahasa.
Kongres Kelistrikan Internasional menerima satuan fotometrik metrik: lux, lumen, dan fot. Namanya diambil dari bahasa Latin lux — cahaya: satu dari sedikit satuan dalam sistem yang datang langsung dari sebuah kata dan bukan dari nama keluarga, seperti lumen, radian, dan katal.
Kubah seputih susu di atas penerima membuat alat menanggapi cahaya dari arah mana pun persis seperti yang akan dilakukan sebuah permukaan datar. Tanpa koreksi itu luxmeter meremehkan sumbangan cahaya samping, dan di ruangan berjendela salah sampai dua kali lipat.
Standarnya dahulu lilin spermaseti dengan ketebalan tertentu yang terbakar dengan laju tertentu, dan iluminansi dinyatakan dalam foot-candle. Keterulangannya buruk: nyala bergantung pada udara, pada sumbu, dan pada cuaca di laboratorium.
Satuan dengan manusia di dalamnya
Lux adalah kasus langka satuan fisika yang definisinya mengandung biologi. Fluks cahaya diperoleh dengan membobot spektrum daya memakai kurva kepekaan mata, dan kurva itu ditarik pada tahun dua puluhan dari percobaan atas beberapa puluh pengamat yang membandingkan terangnya kedipan berbagai warna. Kurva itu dirata-ratakan, dibakukan, dan sejak itu hampir tidak berubah, meski diketahui bahwa pada manusia sungguhan puncak kepekaan bergeser dan bahwa seiring usia lensa mata menguning dan makin buruk meneruskan bagian biru spektrum. Dari sini ada akibat praktis: dua sumber dengan iluminansi sama dalam lux dapat tampak berbeda bila spektrumnya berbeda — sebuah LED dengan lekukan di daerah sian dan sebuah lampu pijar akan memberi angka yang sama pada alat dan rasa yang lain di dalam ruangan. Karena itu standar selalu menyertakan pada iluminansi syarat suhu warna dan indeks renderasi warna: lux saja tidak melukiskan cahaya.
Mata menipu: antara senja dan tengah hari bedanya sejuta kali
Orang membaca sama mantapnya pada lima puluh lux maupun pada lima ribu, tanpa menyadari beda seratus kali: pupil menyempit dan otak menyesuaikan persepsi. Justru karena itu standar penerangan harus ditetapkan dengan angka, bukan dengan kira-kira — luxmeter melihat apa yang oleh manusia hanya dirasakan sebagai «terang». Dari sini pula kesalahan biasa ketika memilih lampu untuk rumah: ruangan tampak terang, padahal di atas meja kerja tidak ada separuh dari tiga ratus lux yang diwajibkan.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan sehari-hari. Masing-masing punya lembarnya: definisi, konversi, alat, aturan penulisan. Dalam 30 bahasa.