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SI 2019の基礎
Symbol plate SI-D-24 sr 二文字とも小文字ストロンチウムのSrと混同しないこと
単位の要覧 第 1 / 1 葉 · 改訂 2026-08

ステラジアン

SI組立単位 · 量:立体角

記号 sr
次元 m²/m² = 1
全球 4π = 12.566 371 sr
採択 CGPM、1960 · 位置づけは1995年から
1 sr のための開き角 65.54°
完成した翻訳 36 / 33
立体角を換算する 平方度
01 · 定義

ステラジアンはラジアンの二次元の兄弟である:球から切り取るのは弧ではなく面片だ。この単位は放射が方向に分かれて広がるところならどこでも要る——測光、アンテナ工学、検出器物理。

一ステラジアンとは、半径Rの球面上でRの二乗に等しい面積を切り取る立体角である。全球は4πステラジアン、半球は2πを含み、開き角65.54度の円錐がちょうど一つを与える。次元はラジアンと同じく一に等しい:平方メートル毎平方メートル。カンデラとルーメンを結ぶのはまさにステラジアンである——光度に立体角を掛けると光束になり、この単位がなければ測光は崩れてしまう。

形式的には
1 sr = m²⁄m² = 1    Ω = A⁄r² = 2π(1-cosθ⁄2)1 sr = m²/m² = 1    Ω = A/r² = 2π(1 − cos θ/2)
球面上の面片を半径の二乗で割ったもの——そして円錐の開き角との結びつき
A / r²
面積を半径の二乗で
4π
全球に含まれるステラジアン
3282.8
一ステラジアンあたりの平方度
球面上の円錐 · 開き角から得る立体角 Ω = 2π(1 − cos θ/2)
面片 1 r²面片 %1 r² 65.54°
1
ステラジアン
7.96 %
球に占める割合
100
100 cd からのルーメン
ちょうど一ステラジアン:開き角65.54度の円錐が球面に半径の二乗に等しい面片を切り取る。それは球全体の八パーセント——目に見えるよりも少ない。
球面上のr²の面片
ステラジアンは丸くなくてよい

定義は面積についてだけ語り、形については語らない:一辺が半径の正方形の面片も、丸い円錐と同じ一ステラジアンを与える。だから電波天文学では、天空の不規則な領域の立体角を素朴な積分で求める。

02 · 換算

立体角を入れてください——一覧が換算します

天文学者は天空の面積を平方度で数える:全天は41 253、オリオン座はおよそ594、満月は0.2。平方度はステラジアンの3283分の一であり、その唯一の実用的な代わりである。

1 sr = 球の1/4π

一ステラジアンは全球のおよそ八パーセントである。そこから簡単な目安が出る:一カンデラの光源が四方八方に照らせば12.57ルーメン、一ステラジアンの中ではちょうど一つ。

換算表
1 sr = 1 sr
単位名称値どこで出会うか
sr ステラジアン、SI単位 1 測光、放射測定
msr ミリステラジアン 1000 LED、光学
µsr マイクロステラジアン 1 000 000 レーザー、アンテナ
nsr ナノステラジアン 1·10⁹ 天文学
球 全球、4πステラジアン 0.07958 等方性の光源
m²/m² 平方メートル毎平方メートル 1 ステラジアンは無次元
度² 平方度 3283 サーベイ、カタログ
分² 平方分角 1.182·10⁷ 望遠鏡の画像
秒² 平方秒角 4.255·10¹⁰ 位置天文学
半球 半球、2πステラジアン 0.15915 机の上のランプ
sr ステラジアン 1 今日の単位
円錐の開き角
3282.7平方度
半径1 mの球面上の面積
999.97 msr

平方度はサーベイの実用単位である:全天は41 253平方度。細い束には平方秒角と平方分角を用い、半球はそのまま呼ぶ。机の上のランプはまさにその中へ照らすからである。

03 · 桁の並び
望遠鏡の画素から全球まで

一ステラジアン——65.5°の円錐

1 sr
平方度で: 3282.8 · 球に占める割合: 7.958 %
10⁻¹⁴ sr
1 nsr
1 µsr
1 msr
4π sr
04 · 測定器

どこでステラジアンを数えるか

測光 · アンテナ · 検出器
角度を巡る
配光測定器

方向ごとに光度を測り、ステラジアンで積分する:こうしてカンデラからルーメンでの全光束が得られる。ステラジアンがなければ、積分は何の上で取ればよいのか分からない。

アンテナ指向図
アンテナ試験場

アンテナの利得は4πをその主ローブの立体角で割ったものである。一ミリステラジアンの細いローブなら利得は数千倍——だから皿は度の何分の一という精度で向けられる。

画素 = 立体角
望遠鏡のセンサー

画素はどれも自分の立体角から光を集める。空の明るさは平方秒角あたりの単位で測り、ステラジアンに直すには4.25·10¹⁰で割る。

4π検出器
全立体角をおおう検出器

素粒子物理では装置の効率を4πの何割かで表す:すべての方向を覆う検出器は、どの崩壊生成物も逃さない。

05 · 表記の規則

sr は小文字——Sr はストロンチウム

記号は小文字二つで書く。大文字のSなら化学元素になってしまう。ラジアンと同じくステラジアンは無次元で、式では省いてもよいが、ルーメンの書き方では残す:cd·sr は一意に読めるのに対し、srのない「カンデラ」は光度と紛れる。

正しい
1 lm = 1 cd·sr
4π sr
12 msr
誤り
4π Sr
12 msr
平方ラジアン

平方度はSIの単位ではないが、天文学では認められている。接頭辞は付けない:ミリ平方度というものはなく、小さな面積は平方分角と平方秒角で書く。

06 · 隣り合う単位

ステラジアンはラジアンとともにSIの無次元単位の一対を閉じ、測光を背負っている:ステラジアン毎カンデラがルーメンを、平方メートル毎ルーメンがルクスを与える。放射測定ではステラジアンを通して放射輝度が毎ステラジアン毎平方メートルのワットで定義される。

rad
平面角
m / m
sr
立体角
m² / m²
lm
光束
cd · sr
Ω = A⁄r²    Φ = I Ω    G = 4π⁄ΩAΩ = A/r²   Φ = I·Ω   G = 4π/Ω

地球は月から見ると立体角およそ0.0007ステラジアンで見える——月を地球から見るのより十三倍ほど大きい。地球の直径がそれだけ大きいからである。

07 · 歴史の部

立体角は何で測られていたか

記録 · 一部は今も使用
天文学 · 使用中
平方度
平方度

天空の面積:サーベイLSSTは18千を覆い、全天は41 253。カタログとサーベイの標準で、天文学ではSIと並んで守られている。

1平方度 = 3.046·10⁻⁴ sr
測光 · 19世紀
開口
開口角

ステラジアンが導入される前、照明技術者は束を開口の直径と距離で述べていた。幾何が変わるたび計算し直さねばならず、研究室ごとに結果が合わなかった。

1960年に sr に置き換え
素粒子物理
4πに占める割合
全球に占める割合

検出器の効率はステラジアンではなく4πの百分率で表す:そのほうが、粒子のどれだけを捕らえ、どれだけが気づかれずに通り抜けたかがよく見える。

4π = 12.566 sr
無線技術
dBi
利得のデシベル

アンテナのローブの立体角の代わりに、利得をデシベルで示す:30 dBi はおよそ12ミリステラジアンのローブを意味する。技師はデシベルで語り、式はステラジアンで語る。

G = 4π / Ω
面片 = r² 開き角 65.5°
計量の覚え書き

カンデラが基本単位のまま残った理由の単位

形の上ではステラジアンは一に等しく、1970年代にはラジアンとともに体系から外し、カンデラをワットの組立単位にしてはどうかという提案が論じられた。これに照明技術が反対した:ステラジアンがなければ光度と光束の区別が消え、業界の文書はすべてこの一対の上に建っている。1995年の妥協は、二つの角度単位に次元が一の組立単位という地位を与えた——形の上では何も意味しないが、cd·sr = lm という書き方では意味を担うのはこの二つである。

カタログ · 国際単位系

それぞれの量に一つの要覧

七つの基本単位、固有の名をもつ二十二の組立単位、そして使われなくなった体系の記録。それぞれに自分の一覧がある:定義、換算、器具、書き方の決まり。36言語で。

7
基本
22
組立
33
言語

基本単位

テラコッタ色——ステラジアンを組み立てるもの
m
メートル
長さ
kg
キログラム
質量
s
秒
時間
A
アンペア
電流
K
ケルビン
温度
mol
モル
物質量
cd
カンデラ
光度

固有の名をもつ組立単位

ステラジアンの一覧を開く

歴史上の体系

記号の記録
G
ガウス、CGS、10⁻⁴ T
kG
キロガウス
γ
ガンマ = ナノテスラ
Oe
エルステッド、CGS での磁場の強さ
Wb/m²
平方メートルあたりのウェーバ = テスラ
T
テスラ——SI 単位
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