Lux
Avledet SI-enhet · størrelse: belysningsstyrke
01 · Definisjon
Belysningsstyrken er strømmen delt på arealet; luminansen til en spredende flate er refleksjonsgraden ganger belysningsstyrken, delt på pi; ett foot-candle er 10,764 lux
Målinger i rutenett gir et kart over belysningsstyrken og et jevnhetstall: én enkelt verdi under lampen sier ingenting om hva som skjer i hjørnet. Uten et slikt kart godkjennes ikke belysningen.
Herav enhetens viktigste egenskap: én og samme lampe gir helt ulike belysningsstyrker alt etter hvor høyt den henger og hvor den peker. Strømmen avtar som kvadratet av avstanden, og en lampe som heves fra én meter til to, lyser opp bordet fire ganger svakere. Den andre faktoren er innfallsvinkelen: lys som kommer skrått, fordeles over en større flate, og cosinus til den vinkelen går rett inn i regnestykket. Nettopp derfor teller man i lysprosjektering ikke lamper, men lux på arbeidsflaten, og normene angir verdien åtti centimeter over gulvet.
Belysningskrav er ingen anbefaling, men et bindende krav: tre hundre lux til et kontor, fem hundre til tegnearbeid, tjue tusen i operasjonsfeltet. Målingen gjøres med luxmeter i arbeidsflatens høyde, ikke under taket.
På en overskyet dag under åpen himmel er det fem tusen lux, like ved vinduet to tusen, og fire meter derfra bare femti: en forskjell på førti ganger tvers over et rom. Øyet merker det knapt, fordi det tilpasser seg logaritmisk, og subjektivt virker rommet jevnt opplyst. Byggeforskriftene arbeider derfor ikke direkte med lux, men med dagslysfaktoren — forholdet mellom lyset i et punkt og lyset under åpen himmel, uttrykt i prosent.
02 · Omregning
Skriv inn en belysningsstyrke — bladet deler den opp etter enheter
Lux er den eneste lystekniske enheten som er regulert i lov: hvor mye lys som skal falle på et arbeidsbord, et operasjonsbord og en skoletavle, står i helseforskriftene.
Listens siste linje er ingen omregning, men et anslag: faller lyset på en matt hvit flate som kaster nesten alt tilbake, er den flatens luminans i candela per kvadratmeter omtrent tre ganger mindre enn belysningsstyrken i lux. Den nøyaktige faktoren er refleksjonsgraden delt på pi, altså fire ganger mindre for en grå vegg og nesten null for svart fløyel. Luxmeteret måler innfallende lys, øyet ser tilbakekastet — derav forskjellen i følelse mellom like godt opplyste rom.
Foot-candle er samme størrelse regnet per kvadratfot: en faktor på nesten elleve. Phot og nox er enheter i CGS-systemet, som man møter i eldre lysteknisk litteratur.
| Enhet | Navn | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| lx | lux, SI-enheten | 500 | belysningskrav, lysteknikk |
| klx | kilolux | 0,5 | dagslys, sol |
| mlx | millilux | 500000 | astronomi, skumring |
| lm/m² | lumen per kvadratmeter | 500 | beregning ut fra armaturenes strøm |
| fc | foot-candle | 46,45 | USA, Canada, belysningskrav |
| cd/m² | luminansen til en hvit flate | 159,15 | et anslag over hva øyet ser |
| ph | phot, CGS-systemet | 0,05 | lysteknikk fram til 1960-årene |
| nx | nox, en tusendels lux | 500000 | belysningsstyrke om natten, blending |
| meterlys | det gamle navnet på lux | 500 | litteratur før 1948 |
| fotlys | den russiske oversettelsen av foot-candle | 46,45 | litteratur fram til 1960-årene |
| lm/ft² | lumen per kvadratfot | 46,45 | foot-candle skrevet gjennom strømmen |
| lx | lux | 500 | dagens enhet |
Et hvitt ark har ved fem hundre lux en luminans på omkring hundre og seksti candela per kvadratmeter — omtrent som skjermen på en bærbar maskin innendørs.
03 · Størrelsesordener
fra stjernehimmel til operasjonsstueRegn om til foot-candle og phot
04 · Måleinstrumenter
Hva belysningsstyrke måles med
En silisiumfotodiode med korrigerende filter: uten det ville instrumentet se infrarød stråling som øyet ikke merker. Filteret tilpasser følsomheten til øyets følsomhetskurve, og av hvor godt den tilpasningen er gjort, avhenger hele instrumentets klasse.
Belysningskommisjonen midlet det menneskelige øyets følsomhet over spekteret og fikk en kurve med maksimum ved 555 nanometer. Fra det øyeblikket sluttet de lystekniske størrelsene å være rent fysiske: en midlet iakttaker er bygd inn i dem.
Luxmeterets fotografiske slektning: det måler samme lys, men gir ikke lux, derimot et par «lukkertid — blender». Skalaen av eksponeringsverdier er logaritmisk, og hvert trinn betyr en dobling av belysningsstyrken — en vane som kom til fotografien fra lysteknikken.
Prikken ved siden av frontkameraet er samme fotodiode som styrer skjermens lysstyrke. Luxmeter-appene bruker nettopp den, men sensoren har ingen cosinuskorreksjon, skjermglasset forvrenger spekteret, og feilen når lett tretti prosent.
For planter er lux ubrukelige: øyets følsomhetskurve beskriver det menneskelige øyet og ikke fotosyntesen. Man teller fotonstrømmen i mikromol per kvadratmeter per sekund, og den måles av en egen sensor.
Lux er belysningsstyrken til en flate der det på hver kvadratmeter faller en lysstrøm på ett lumen. Størrelsen beskriver ikke kilden, men stedet: hvor mye lys som nådde bordet, siden, gulvet.
05 · Skriveregler
Begge bokstavene små
Lysnormalen ble til slutt avløst av en definisjon gjennom strålingseffekten: en monokromatisk kilde ved 540 terahertz gir 683 lumen per watt. Lux fikk som enhet avledet av candela den samme nøyaktige forankringen.
Symbolet for størrelsen belysningsstyrke er en kursiv E. Katalogenes vanligste feil er å tilskrive en lampe lux: lampen har lysstrøm i lumen, og lux oppstår først på en flate og avhenger av avstanden. Omvendt angir man for lyskastere og lykter lysstyrken i candela, iblant belysningsstyrken på en oppgitt avstand — og da må avstanden stå ved siden av tallet. Prefikser brukes fritt: millilux forekommer i astronomien, kilolux i beskrivelser av dagslys.
06 · Naboenheter
Enhetens symbol er to små latinske bokstaver, lx, i rett skrift. Enheten er ikke oppkalt etter et menneske, men etter det latinske ordet for «lys», derfor er det ingen store bokstaver i den. På norsk bøyes ordet ikke: fem hundre lux.
Blant databladene til Simetrium grenser til lux lumen og candela ut fra definisjonen, foot-candle som angloamerikansk motstykke, steradian fra romvinkelen og watt, som lysstrømmen er bundet til gjennom følsomhetskurven.
07 · Historisk del
Lyset man lærte å regulere
Sju SI-baseenheter, tjueto avledede med egne navn og de enhetene utenfor systemet som verken teknikken eller hverdagen klarer seg uten. Hver har sitt blad: definisjon, omregning, instrumenter, skriveregler. På 18 språk.
Den internasjonale elektrikerkongressen vedtok de metriske lystekniske enhetene: lux, lumen og phot. Navnet kommer av det latinske lux — lys: en av de få i systemet som kommer direkte fra et ord og ikke fra et etternavn, slik som lumen, radian og katal.
En melkehvit kuppel over mottakeren får instrumentet til å reagere på lys fra enhver retning nøyaktig slik en plan flate ville gjøre. Uten den korreksjonen undervurderer luxmeteret sidelysets bidrag og tar i et rom med vindu feil med en faktor to.
Normalen var et lys av spermasett med bestemt tykkelse som brant med bestemt hastighet, og belysningsstyrken ble uttrykt i foot-candle. Reproduserbarheten var dårlig: flammen avhang av luften, veken og været i laboratoriet.
En enhet med et menneske inni
Lux er et sjeldent tilfelle av en fysisk enhet hvis definisjon inneholder biologi. Lysstrømmen fås ved å veie effektspekteret med øyets følsomhetskurve, og den kurven ble utledet i tjueårene av forsøk på noen titalls iakttakere som sammenlignet lysstyrken til flimmer i ulike farger. Kurven ble midlet, standardisert og har siden knapt endret seg, selv om man vet at følsomhetens maksimum vandrer hos virkelige mennesker, og at linsen med årene gulner og slipper den blå delen av spekteret stadig dårligere gjennom. Herav en praktisk følge: to kilder med samme belysningsstyrke i lux kan se forskjellige ut om spektrene deres skiller seg — en lysdiode med et søkk i cyan og en glødelampe gir samme tall på instrumentet og en annen følelse i rommet. Derfor stiller normene alltid krav til fargetemperatur og fargegjengivelse ved siden av belysningsstyrken: lux alene beskriver ikke lyset.
Øyet bedrar: mellom skumring og middag er forskjellen en million ganger
Et menneske leser like sikkert ved femti lux som ved fem tusen, uten å merke en hundredobbel forskjell: pupillen trekker seg sammen, og hjernen justerer oppfatningen. Nettopp derfor må belysningskrav fastsettes som tall og ikke etter øyemål — luxmeteret ser det mennesket bare kjenner som «lyst». Herav også den vanlige feilen ved valg av lamper til hjemmet: rommet virker opplyst, mens det på arbeidsbordet ikke er halvparten av de påkrevde tre hundre luxene.
Katalog · måleenheter
Et datablad for hver størrelse
Sju SI-grunnenheter, tjueto avledede med egne navn og enhetene utenfor systemet som verken teknikken eller hverdagen klarer seg uten. Hver har sitt eget blad: definisjon, omregning, instrumenter, skriveregler. På 18 språk.