Lux
Unitate SI derivată · mărime: iluminare
01 · Definiție
Iluminarea este fluxul împărțit la suprafață; luminanța unei suprafețe difuzante este coeficientul de reflexie ori iluminarea, împărțit la pi; un foot-candle este 10,764 lucși
Măsurătorile pe grilă dau o hartă a iluminării și un factor de uniformitate: o singură valoare sub lampă nu spune nimic despre ce se întâmplă în colț. Fără o astfel de hartă recepția instalației nu trece.
De aici principala însușire a unității: una și aceeași lampă dă iluminări cu totul diferite după cât de sus atârnă și încotro este îndreptată. Fluxul scade cu pătratul distanței, iar o lampă ridicată de la un metru la doi luminează masa de patru ori mai slab. Al doilea factor este unghiul de incidență: lumina care vine oblic se întinde pe o suprafață mai mare, iar cosinusul acelui unghi intră direct în calcul. Tocmai de aceea în proiectarea iluminatului nu se numără lămpi, ci lucși pe planul de lucru, iar normele dau valoarea la optzeci de centimetri de podea.
Normele de iluminare nu sunt o recomandare, ci o cerință obligatorie: trei sute de lucși pentru un birou, cinci sute pentru lucrări de desen, douăzeci de mii în câmpul operator. Măsurătorile se fac cu luxmetrul la înălțimea planului de lucru, nu sub tavan.
Într-o zi înnorată, sub cerul liber, sunt cinci mii de lucși, chiar lângă fereastră două mii, iar la patru metri de ea doar vreo cincizeci: o diferență de patruzeci de ori pe lungimea unei camere. Ochiul aproape că nu o observă, fiindcă se adaptează logaritmic, iar subiectiv camera pare luminată uniform. De aceea normele de construcții nu lucrează direct cu lucși, ci cu factorul de lumină naturală — raportul dintre lumina într-un punct și lumina sub cerul liber, exprimat în procente.
02 · Conversie
Introduceți o iluminare — fișa o va descompune pe unități
Luxul este singura unitate fotometrică reglementată prin lege: câtă lumină trebuie să cadă pe o masă de lucru, pe o masă de operație și pe o tablă de școală stă scris în normele sanitare.
Ultimul rând al listei nu este o conversie, ci o estimare: dacă lumina cade pe o suprafață albă mată care întoarce aproape tot, luminanța acelei suprafețe în candele pe metru pătrat este de circa trei ori mai mică decât iluminarea în lucși. Factorul exact este coeficientul de reflexie împărțit la pi, deci pentru un perete gri este de patru ori mai mic, iar pentru catifeaua neagră coboară aproape la zero. Luxmetrul măsoară lumina incidentă, ochiul o vede pe cea reflectată — de aici diferența de senzație între camere luminate la fel.
Foot-candle este aceeași mărime raportată la piciorul pătrat: un factor de aproape unsprezece. Fotul și noxul sunt unități ale sistemului CGS, întâlnite în literatura veche de iluminat.
| Unitate | Nume | Valoare | Unde apare |
|---|---|---|---|
| lx | lux, unitate SI | 500 | norme de iluminat, tehnica luminii |
| klx | kilolux | 0,5 | lumină de zi, soare |
| mlx | mililux | 500000 | astronomie, amurg |
| lm/m² | lumen pe metru pătrat | 500 | calcul din fluxul corpurilor de iluminat |
| fc | foot-candle | 46,45 | SUA, Canada, norme de iluminat |
| cd/m² | luminanța unei suprafețe albe | 159,15 | o estimare a ceea ce vede ochiul |
| ph | fot, sistemul CGS | 0,05 | tehnica luminii până în anii șaizeci |
| nx | nox, o miime de lux | 500000 | iluminare nocturnă, camuflaj luminos |
| metru-lumânare | vechiul nume al luxului | 500 | literatură dinainte de 1948 |
| lumânare-picior | traducerea rusă a foot-candle | 46,45 | literatură până în anii șaizeci |
| lm/ft² | lumen pe picior pătrat | 46,45 | scrierea foot-candle prin flux |
| lx | lux | 500 | unitatea de azi |
O coală albă la cinci sute de lucși are o luminanță de circa o sută șaizeci de candele pe metru pătrat — cam ca ecranul unui laptop într-o cameră.
03 · Ordine de mărime
de la cerul înstelat la sala de operațieConvertește în foot-candle și foți
04 · Instrumente de măsură
Cu ce se măsoară iluminarea
O fotodiodă de siliciu cu filtru corector: fără el aparatul ar vedea radiația infraroșie pe care ochiul nu o observă. Filtrul potrivește sensibilitatea cu curba de sensibilitate a ochiului, iar de precizia acestei potriviri depinde întreaga clasă a aparatului.
Comisia pentru iluminat a mediat sensibilitatea ochiului uman pe tot spectrul și a obținut o curbă cu maximul la 555 de nanometri. Din acel moment mărimile fotometrice au încetat să fie pur fizice: în ele este încorporat un observator mediu.
Ruda fotografică a luxmetrului: măsoară aceeași lumină, dar nu dă lucși, ci o pereche «timp de expunere — diafragmă». Scara numerelor de expunere este logaritmică, iar fiecare treaptă înseamnă dublarea iluminării — un obicei venit în fotografie dinspre tehnica iluminatului.
Punctul de lângă camera frontală este aceeași fotodiodă care comandă luminozitatea ecranului. Aplicațiile de luxmetru o folosesc tocmai pe ea, dar senzorul nu are corecție cosinusoidală, sticla ecranului deformează spectrul, iar eroarea ajunge ușor la treizeci la sută.
Pentru plante lucșii sunt inutili: curba de sensibilitate descrie ochiul uman, nu fotosinteza. Se numără fluxul de fotoni în micromoli pe metru pătrat pe secundă, iar acesta se măsoară cu un senzor separat.
Luxul este iluminarea unei suprafețe pe fiecare metru pătrat al căreia cade un flux luminos de un lumen. Mărimea descrie nu sursa, ci locul: câtă lumină i-a revenit mesei, paginii, podelei.
05 · Reguli de scriere
Ambele litere mici
Etalonul cu lumânare a fost înlocuit în cele din urmă cu o definiție prin puterea radiată: o sursă monocromatică la 540 de terahertzi dă 683 de lumeni pe watt. Luxul, ca unitate derivată din candelă, a primit aceeași ancorare exactă.
Simbolul mărimii iluminare este un E cursiv. Cea mai frecventă greșeală a cataloagelor este să atribuie lucși unei lămpi: lampa are flux luminos în lumeni, iar lucșii apar abia pe o suprafață și depind de distanță. Invers, la proiectoare și lanterne se indică intensitatea luminoasă în candele, uneori iluminarea la o distanță precizată — și atunci distanța trebuie să stea lângă număr. Prefixele se folosesc liber: mililux apare în astronomie, kilolux în descrierile luminii de zi.
06 · Unități vecine
Simbolul unității sunt două litere latine mici, lx, cu caractere drepte. Unitatea nu poartă numele unui om, ci al cuvântului latin pentru «lumină», de aceea nu are majuscule. În română pluralul este lucși: cinci sute de lucși.
Dintre fișele Simetrium se învecinează cu luxul lumen și candelă din definiție, foot-candle ca echivalent anglo-american, steradian din unghiul solid și watt, de care fluxul luminos este legat prin curba de sensibilitate.
07 · Secțiune istorică
Lumina pe care s-au învățat să o reglementeze
Șapte unități de bază ale SI, douăzeci și două derivate cu nume propriu și unitățile din afara sistemului fără de care nu se descurcă nici tehnica, nici viața de zi cu zi. Fiecare are fișa ei: definiție, conversie, instrumente, reguli de scriere. În 18 de limbi.
Congresul Internațional al Electricienilor a adoptat unitățile fotometrice metrice: luxul, lumenul și fotul. Numele vine din latinescul lux — lumină: una dintre puținele din sistem care vin direct de la un cuvânt, nu de la un nume de familie, ca lumenul, radianul și katalul.
O cupolă lăptoasă deasupra receptorului face aparatul să răspundă la lumina din orice direcție exact cum ar face-o o suprafață plană. Fără această corecție luxmetrul subestimează aportul luminii laterale, iar într-o cameră cu fereastră greșește de două ori.
Etalonul era o lumânare de spermanțet de o anumită grosime, care ardea cu o anumită viteză, iar iluminarea se exprima în foot-candle. Reproductibilitatea era proastă: flacăra depindea de aer, de fitil și de vremea din laborator.
O unitate cu un om înăuntru
Luxul este un caz rar de unitate fizică a cărei definiție conține biologie. Fluxul luminos se obține cântărind spectrul de putere cu curba de sensibilitate a ochiului, iar acea curbă a fost dedusă în anii douăzeci din experiențe pe câteva zeci de observatori care comparau strălucirea unor pâlpâiri de culori diferite. Curba a fost mediată, normată și de atunci aproape nu s-a schimbat, deși se știe că la oamenii reali maximul sensibilității se deplasează, iar odată cu vârsta cristalinul se îngălbenește și lasă să treacă tot mai prost partea albastră a spectrului. De aici o urmare practică: două surse cu aceeași iluminare în lucși pot arăta diferit dacă spectrele lor diferă — un LED cu o scădere în zona cianului și un bec cu incandescență vor da același număr pe aparat și o senzație diferită în cameră. De aceea normele adaugă mereu la iluminare cerințe de temperatură de culoare și de indice de redare a culorilor: numai lucșii nu descriu lumina.
Ochiul înșală: între amurg și amiază diferența este de un milion de ori
Un om citește la fel de sigur la cincizeci de lucși ca și la cinci mii, fără să observe o diferență de o sută de ori: pupila se îngustează, iar creierul ajustează percepția. Tocmai de aceea normele de iluminat trebuie date printr-un număr, nu din ochi — luxmetrul vede ceea ce omul simte doar ca «e lumină». De aici și greșeala obișnuită la alegerea lămpilor pentru casă: camera pare luminată, în timp ce pe masa de lucru nu este nici jumătate din cei trei sute de lucși ceruți.
Catalog · unități de măsură
O fișă pentru fiecare mărime
Șapte unități fundamentale SI, douăzeci și două derivate cu nume propriu și unitățile din afara sistemului fără de care nu se descurcă nici tehnica, nici viața de zi cu zi. Fiecare are foaia ei: definiție, conversie, instrumente, reguli de scriere. În 18 de limbi.