ろうそくが燃え、炎が揺れ、光の輪が息づく。ろうがろうそくを伝って流れる。右へ光の円錐が伸び、球から 1 ステラジアンの立体角を切り取る。上では 540 THz の緑の波が走る。下では照度計の目印がレールの上を滑る:2 m で 0.25 lx、1 m で 1 lx、0.5 m で 4 lx。録画ランプが点滅している。
単位シート
SI 基本単位改訂 2026-10カンデラ cd
SI 基本単位 · 量:光度 — 光源がひとつの方向に送り出す光
かつてろうそくだった単位
1860 年、ロンドンのガス会社は、どこのガスがいちばん明るいかで争っていた。バーナーを比べるため、議会は標準を定めた:重さ 1/6 ポンドで、1 時間に 120 グレインずつ燃える鯨ろうのろうそくである。以後、ガスバーナーの明るさは「燭」で表された。
ろうそくは悪い標準だ:炎は揺れ、芯は炭になり、ろうも一定しない。やがてろうそくは融点まで熱した白金に、さらに数に置き換えられた。今日のカンデラは、540 THz で 1 ステラジアンあたり 1/683 ワットを放つ光源の光度である。ふつうのろうそくは今もおよそ 1 カンデラで光る。
540 THz という周波数は偶然選ばれたのではない。波長約 555 nm の緑の光で、目がいちばん敏感な色だ。だからカンデラは、人間が組み込まれた唯一の SI 基本単位である:光のエネルギーではなく、どれほど明るく見えるかを測る。
カンデラの記号は小文字 2 字 cdで、ピリオドはつけない。大文字の Cd はカドミウムだ。量は大文字の I に添字 v をつけて書く — 光度。単位名は小文字で書く:カンデラ。
光度と照度だ。カンデラは、光源がひとつの方向にどれほど強く光るかを示す。ルクスは、面にどれだけ光が届いたかを示す。同じろうそくが 1 メートルでは 1 lx、10 メートルでは 0.01 lx を与える。
01 · 定義
ステラジアン · ルーメン · 目光源は光をあらゆる方向へ送るが、いつも均等とは限らない。懐中電灯は前を照らし、後ろはほとんど照らさない。だから光度は方向ごとに数える:その方向のまわりの小さな円錐にどれだけ光が出るか。
円錐の大きさは立体角で測り、単位はステラジアン。1 ステラジアンは半径 1 m の球から 1 m² の面を切り取る。ルーメンで表した光束を立体角で割ったものが光度だ。1 カンデラは 1 ステラジアンあたり 1 ルーメン。
ルーメンは目の補正をかけて光を数える。放射パワーに比視感度曲線 V(λ) を掛ける:555 nm で 1 になり、紫と赤の端に向かって下がる。同じパワーの赤と緑のレーザーは目には何倍も違い、カンデラでも違う。
紙にどれだけ光が届くか
上には台を置いた暗い部屋。左に光源、右に照度計つきの白いスクリーン。スクリーンを動かすと、照度は距離の 2 乗に反比例して変わる。光源を選ぶ:ろうそく、白熱電球、狭いビームの LED 懐中電灯、灯台。懐中電灯はビームを絞れる:光束は同じで、光度が上がる。波長のスライダーは、同じ放射パワーのまま光源に色をつける。琥珀色は光、緑は目と V(λ) 曲線、紫は角度と計器を表す。下には三つのビュー。「距離」は r に対する照度。「目」は V(λ) 曲線と現在の波長。「配光」は方向ごとの光度。
光を細い円錐に集めた
300 lm の懐中電灯は、光束では 1700 lm の電球より弱い。だが電球は四方へ光り、懐中電灯は光を幅 10° の円錐に集める。その円錐の立体角は 0.024 sr で、ビーム中心の光度は 10 000 cd を超える。だから懐中電灯にはカンデラ、電球の箱にはルーメンが書いてある:別々のもので、どちらも正直だ。
02 · 換算
単位 · ビーム · 歴史上の燭カンデラからルーメン、ルクス、昔の燭へ
光度か光束を入力する。最初のタブは、いろいろな距離での照度と一様な光源の光束を示す。2 つ目は、懐中電灯の光束をビーム幅ごとにカンデラへ換算する。3 つ目は歴史上の「燭」をカンデラで示す。
| {k} | {v} | {note} |
技術の世界では、光度は何十億倍も違う:計器盤の表示灯の千分の一カンデラから、灯台の数千万まで。目がこれほどの幅に耐えられるのは、カンデラではなくその対数を見ているからだ:10 倍強い光源も、2〜3 倍明るく見えるだけだ。
04 · 測定器
ブンゼン光度計 · 配光測定装置 · 放射計 · 照度計光は光と比べる
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05 · 表記の規則
cd 小文字 · ピリオドなしcd — 小文字 2 字
カンデラの記号は小文字で、数字のあとに空白を置いて書く。倍量には接頭語をつける:kcd、mcd。光度を光束や照度と混同しない:それぞれに単位がある。懐中電灯やヘッドライトでは、ビーム中心の光度を示す。
Cd はカドミウムで、記号のあとにピリオドはつけない。ヘッドライトのルーメンは光束であって、ビーム内の光度ではない。カンデラは 1 ステラジアンあたりのルーメンで、ただのルーメンではない。照度はルクスで測る。単位名は小文字で、「燭」は SI では使わない古い単位だ。
06 · 隣り合う単位
測光07 · 歴史の部
資料 · 鯨ろうのろうそくから 683 lm/W へろうそくが数になるまで
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カンデラは平均的な目に支えられている
V(λ) 曲線は特定の人の目ではなく、1920 年代の実験の平均だ。観測者に 2 つの色つき視野の明るさを比べてもらい、その答えから表が導かれ、国際照明委員会が 1924 年に採択した。人それぞれに自分の曲線があり、色覚に特性のある人では目立ってずれている。
だからカンデラを測る計器は、まずワットを測り、それを表で換算する。V(λ) をまねたフィルターつきの光度計は、白い光ならよく働く。青い LED や細い線スペクトルではフィルターの誤差が大きくなり、そうした光源は分光放射計で確かめる。
右に 2 本の曲線。緑は明所視で、ピークは 555 nm;青は暗所視、薄明視で、ピークは 507 nm。暗がりでは青は赤より明るく見えるが、カンデラはそれを考慮しない。
量のカタログ
光と測光 · 単位シート 12 件
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