Lux
Unit terbitan SI · kuantiti: iluminans
01 · Takrif
Iluminans ialah fluks dibahagi luas; luminans permukaan penyerak ialah pantulan didarab iluminans, dibahagi pi; satu foot-candle bersamaan 10.764 lux
Pengukuran pada grid memberi peta iluminans dan faktor kesekataan: satu nilai di bawah lampu tidak mengatakan apa-apa tentang apa yang berlaku di sudut. Tanpa peta itu penyerahan pencahayaan tidak lulus.
Dari sini muncul sifat utama unit ini: satu dan lampu yang sama memberi iluminans yang sama sekali berbeza bergantung pada seberapa tinggi ia tergantung dan ke mana ia menyuluh. Fluks menurun mengikut kuasa dua jarak, dan lampu yang dinaikkan dari satu meter ke dua meter menerangi meja empat kali lebih lemah. Faktor kedua ialah sudut tuju: cahaya yang tiba serong terhampar pada luas yang lebih besar, dan kosinus sudut itu masuk terus ke dalam kiraan. Justeru kerana itu dalam reka bentuk pencahayaan yang dikira bukan lampu, melainkan lux pada satah kerja, dan piawai memberi nilainya pada ketinggian lapan puluh sentimeter dari lantai.
Piawai iluminans bukan saranan melainkan kehendak yang mengikat: tiga ratus lux untuk pejabat, lima ratus untuk kerja lukisan, dua puluh ribu di medan pembedahan. Pengukuran dibuat dengan luxmeter pada ketinggian satah kerja, bukan di bawah siling.
Pada hari mendung di bawah langit terbuka ada lima ribu lux, betul-betul di sisi tingkap dua ribu, dan empat meter dari situ hanya lima puluhan: beza empat puluh kali sepanjang sebuah bilik. Mata hampir tidak menyedarinya, kerana ia menyesuaikan diri secara logaritma, dan secara subjektif bilik itu kelihatan terang sekata. Kerana itu peraturan bangunan tidak bekerja terus dengan lux, melainkan dengan faktor cahaya siang — nisbah cahaya pada sesuatu titik kepada cahaya di bawah langit terbuka, dalam peratus.
02 · Penukaran
Masukkan iluminans — helaian ini akan menguraikannya mengikut unit
Lux ialah satu-satunya unit fotometrik yang dikawal undang-undang: berapa banyak cahaya yang mesti jatuh ke meja kerja, meja pembedahan dan papan hitam sekolah tertulis dalam peraturan kesihatan.
Baris terakhir senarai bukan penukaran melainkan anggaran: jika cahaya jatuh pada permukaan putih kusam yang mengembalikan hampir segalanya, luminans permukaan itu dalam kandela per meter persegi kira-kira tiga kali lebih kecil daripada iluminans dalam lux. Faktor tepatnya ialah pantulan dibahagi pi, jadi untuk dinding kelabu empat kali lebih kecil dan untuk baldu hitam hampir sifar. Luxmeter mengukur cahaya yang tiba, mata melihat yang dipantulkan — dari sinilah beza rasa antara bilik yang sama terangnya.
Foot-candle ialah kuantiti yang sama, dirujuk kepada kaki persegi: faktor hampir sebelas. Fot dan noks ialah unit sistem CGS, yang ditemui dalam pustaka pencahayaan yang lebih lama.
| Unit | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| lx | lux, unit SI | 500 | piawai pencahayaan, teknik cahaya |
| klx | kilolux | 0.5 | cahaya siang, matahari |
| mlx | mililux | 500000 | astronomi, senja |
| lm/m² | lumen per meter persegi | 500 | kiraan daripada fluks lampu |
| fc | foot-candle | 46.45 | AS, Kanada, piawai pencahayaan |
| cd/m² | luminans permukaan putih | 159.15 | anggaran tentang apa yang dilihat mata |
| ph | fot, sistem CGS | 0.05 | teknik cahaya sehingga tahun enam puluhan |
| nx | noks, seperseribu lux | 500000 | iluminans malam, penggelapan |
| meter-lilin | nama lama lux | 500 | pustaka sebelum 1948 |
| kaki-lilin | terjemahan Rusia bagi foot-candle | 46.45 | pustaka sehingga tahun enam puluhan |
| lm/ft² | lumen per kaki persegi | 46.45 | penulisan foot-candle melalui fluks |
| lx | lux | 500 | unit masa kini |
Sehelai kertas putih pada lima ratus lux mempunyai luminans kira-kira seratus enam puluh kandela per meter persegi — lebih kurang seperti skrin komputer riba di dalam bilik.
03 · Orde kuantiti
dari langit berbintang ke bilik bedahTukar kepada foot-candle dan fot
04 · Alat pengukur
Dengan apa iluminans diukur
Fotodiod silikon dengan penapis pembetul: tanpanya alat akan melihat sinaran inframerah yang tidak disedari mata. Penapis menyelaraskan kepekaan dengan lengkung kepekaan mata, dan seluruh kelas alat bergantung pada ketelitian penyelarasan itu.
Suruhanjaya pencahayaan memuratakan kepekaan mata manusia sepanjang spektrum dan memperoleh lengkung dengan puncak pada 555 nanometer. Sejak saat itu kuantiti fotometrik berhenti menjadi semata-mata fizik: di dalamnya tertanam seorang pemerhati purata.
Saudara fotografi luxmeter: ia mengukur cahaya yang sama, tetapi tidak memberi lux, sebaliknya sepasang «masa dedahan — bukaan». Skala nilai dedahan bersifat logaritma, dan setiap anak tangga bererti iluminans berganda — kebiasaan yang datang ke fotografi daripada teknik pencahayaan.
Titik di sebelah kamera hadapan ialah fotodiod yang sama yang mengawal terang skrin. Aplikasi luxmeter menggunakan justeru itu, tetapi penderianya tiada pembetulan kosinus, kaca skrin memesongkan spektrum, dan ralatnya mudah mencecah tiga puluh peratus.
Bagi tumbuhan lux tidak berguna: lengkung kepekaan menggambarkan mata manusia dan bukan fotosintesis. Yang dikira ialah fluks foton dalam mikromol per meter persegi per saat, dan yang mengukurnya penderia berasingan.
Lux ialah iluminans sesuatu permukaan yang pada setiap meter perseginya jatuh fluks cahaya satu lumen. Kuantiti ini menggambarkan bukan sumbernya melainkan tempatnya: berapa banyak cahaya yang sampai ke meja, ke halaman, ke lantai.
05 · Perperaturan penulisan
Kedua-dua hurufnya kecil
Piawai lilin akhirnya digantikan takrif melalui kuasa sinaran: sumber monokromatik pada 540 terahertz memberi 683 lumen per watt. Lux, sebagai unit terbitan daripada kandela, menerima penambatan tepat yang sama.
Lambang kuantiti iluminans ialah E condong. Kesilapan tersering dalam katalog ialah menyandarkan lux kepada lampu: lampu mempunyai fluks cahaya dalam lumen, manakala lux hanya muncul pada permukaan dan bergantung pada jarak. Sebaliknya, pada lampu sorot dan lampu suluh dinyatakan keamatan cahaya dalam kandela, kadangkala iluminans pada jarak yang disebut — dan ketika itu jarak mesti berdiri di sebelah angka. Awalan digunakan bebas: mililux muncul dalam astronomi, kilolux dalam pemerian cahaya siang.
06 · Satuan tetangga
Lambang unit ini dua huruf Latin kecil, lx, dengan huruf tegak. Unit ini tidak dinamakan sempena seorang manusia melainkan sempena kata Latin «cahaya», kerana itu tiada huruf besar di dalamnya. Dalam bahasa Melayu bentuknya tidak berubah selepas angka: lima ratus lux.
Di antara helaian-helaian Simetrium bersebelahan dengan lux lumen dan kandela daripada takrif, foot-candle sebagai padanan Anglo-Amerika, steradian daripada sudut ruang dan watt, tempat fluks cahaya diikat melalui lengkung kepekaan.
07 · Bagian sejarah
Cahaya yang akhirnya dikawal dengan peraturan
Tujuh unit asas SI, dua puluh dua unit terbitan bernama sendiri, dan unit di luar sistem yang tanpanya tidak berjalan baik teknik mahupun kehidupan seharian. Setiap satu ada helaiannya sendiri: takrif, penukaran, alat, peraturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Kongres Elektrik Antarabangsa menerima unit fotometrik metrik: lux, lumen dan fot. Namanya diambil daripada bahasa Latin lux — cahaya: satu daripada sedikit unit dalam sistem yang datang terus daripada sepatah kata dan bukan daripada nama keluarga, seperti lumen, radian dan katal.
Kubah seputih susu di atas penerima membuat alat bertindak balas terhadap cahaya dari arah mana pun persis seperti yang akan dilakukan permukaan rata. Tanpa pembetulan itu luxmeter memperkecil sumbangan cahaya sisi, dan di bilik bertingkap tersilap sehingga dua kali ganda.
Piawainya dahulu ialah lilin spermaseti dengan ketebalan tertentu yang terbakar pada kadar tertentu, dan iluminans dinyatakan dalam foot-candle. Kebolehulangannya buruk: nyalaan bergantung pada udara, pada sumbu, dan pada cuaca di makmal.
Unit dengan manusia di dalamnya
Lux ialah kes jarang bagi unit fizik yang takrifnya mengandungi biologi. Fluks cahaya diperoleh dengan memberati spektrum kuasa menggunakan lengkung kepekaan mata, dan lengkung itu diterbitkan pada tahun dua puluhan daripada uji kaji ke atas beberapa puluh pemerhati yang membandingkan terang kelipan pelbagai warna. Lengkung itu dipuratakan, dipiawaikan, dan sejak itu hampir tidak berubah, walaupun diketahui bahawa pada manusia sebenar puncak kepekaan berganjak dan bahawa dengan usia kanta mata menguning lalu makin buruk meneruskan bahagian biru spektrum. Dari sini ada akibat praktikal: dua sumber dengan iluminans sama dalam lux boleh kelihatan berbeza jika spektrumnya berbeza — sebuah LED dengan lekuk di kawasan sian dan sebuah mentol pijar akan memberi angka yang sama pada alat dan rasa yang lain di dalam bilik. Kerana itu piawai sentiasa menyertakan pada iluminans syarat suhu warna dan indeks pemberian warna: lux sahaja tidak menggambarkan cahaya.
Mata memperdaya: antara senja dan tengah hari bezanya sejuta kali
Orang membaca sama teguh pada lima puluh lux mahupun pada lima ribu, tanpa menyedari beza seratus kali: anak mata menyempit dan otak melaraskan tanggapan. Justeru kerana itu piawai pencahayaan mesti ditetapkan dengan angka, bukan dengan agak-agak — luxmeter melihat apa yang oleh manusia hanya dirasa sebagai «terang». Dari sini juga kesilapan biasa ketika memilih lampu untuk rumah: bilik kelihatan terang, sedangkan di atas meja kerja tiada separuh pun daripada tiga ratus lux yang diwajibkan.
Katalog · satuan ukuran
Satu helaian untuk tiap kuantiti
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tidak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan seharian. Masing-masing punya helaiannya: takrif, penukaran, alat, peraturan penulisan. Dalam 36 bahasa.