Горит свеча, пламя колеблется, ореол дышит. По свече стекает воск. Вправо уходит конус света, он вырезает на сфере телесный угол в один стерадиан. Сверху бежит зелёная волна 540 THz. Внизу метка люксметра ездит по рейке: на 2 m — 0,25 lx, на 1 m — 1 lx, на 0,5 m — 4 lx. Мигает индикатор записи.
Паспорт величины
базовая единица СИред. 2026-10Кандела cd
Основная единица СИ · величина: сила света — свет, который источник посылает в одном направлении
Единица, которая когда-то была свечой
В 1860 году газовые компании Лондона спорили, чей газ светит ярче. Чтобы сравнивать фонари, парламент утвердил эталон: свечу из спермацета весом в шестую часть фунта, которая сгорает со скоростью 120 гран в час. Яркость газового рожка стали выражать в «свечах».
Свеча — плохой эталон: пламя дрожит, фитиль нагорает, воск разный. Со временем свечу заменили платиной, нагретой до плавления, а потом — числом. Сегодня кандела — это сила света источника, который на частоте 540 THz излучает 1/683 ватта на стерадиан. Обычная свеча до сих пор светит примерно на одну канделу.
Частоту 540 THz выбрали не случайно. Это зелёный свет с длиной волны около 555 nm, к нему глаз чувствительнее всего. Поэтому кандела — единственная основная единица СИ, в которую встроен человек: она мерит не энергию света, а то, как ярко он выглядит.
Обозначение канделы — две строчные буквы cd, без точки. Прописная Cd — это кадмий. Величину пишут прописной I с подстрочной v — сила света. Название единицы — с маленькой буквы: кандела.
Силу света и освещённость. Кандела говорит, как ярко источник светит в одном направлении. Люкс говорит, сколько света упало на поверхность. Одна и та же свеча даёт 1 lx на расстоянии метра и 0,01 lx — на расстоянии десяти.
01 · Определение
стерадиан · люмен · глазИсточник посылает свет во все стороны, но не всегда поровну. Фонарь светит вперёд и почти не светит назад. Поэтому силу света считают для каждого направления отдельно: сколько света уходит в маленький конус вокруг этого направления.
Размер конуса меряют телесным углом в стерадианах. Один стерадиан вырезает на сфере радиусом 1 m площадку в 1 m². Поток света в люменах, делённый на телесный угол, и есть сила света. Одна кандела — один люмен на стерадиан.
Люмен считает свет с поправкой на глаз. Мощность излучения умножают на кривую чувствительности V(λ): она равна единице на 555 nm и падает к фиолетовому и красному краям. Красный лазер и зелёный той же мощности для глаза различаются в разы, и в канделах тоже.
Сколько света дойдёт до листа
Сверху — тёмная комната со скамьёй. Слева источник, справа белый экран с люксметром. Двигайте экран, и освещённость меняется обратно квадрату расстояния. Выберите источник: свеча, лампа накаливания, светодиодный фонарь с узким пучком, маяк. У фонаря можно сузить пучок: поток тот же, а сила света растёт. Ползунок длины волны делает источник цветным при той же мощности излучения. Янтарным показан свет, зелёным — глаз и кривая V(λ), фиолетовым — углы и приборы. Внизу три вида. «Расстояние» — освещённость в зависимости от r. «Глаз» — кривая V(λ) и текущая длина волны. «Диаграмма» — сила света по направлениям.
Свет собрали в узкий конус
Фонарь на 300 lm слабее лампы на 1700 lm по потоку. Но лампа светит во все стороны, а фонарь собирает свет в конус шириной 10°. Телесный угол такого конуса — 0,024 sr, и сила света в центре пучка выходит больше 10 000 cd. Поэтому на номере фонаря пишут канделы, а на упаковке лампы — люмены: разные вещи, и обе честные.
02 · Пересчёт
единицы · пучок · исторические свечиИз канделы в люмены, люксы и старые свечи
Введите силу света или поток. Первая вкладка покажет освещённость на разных расстояниях и поток для равномерного источника. Вторая переводит поток фонаря в канделы при разной ширине пучка. Третья — исторические «свечи» в канделах.
| {k} | {v} | {note} |
Сила света в технике различается в миллиарды раз: от тысячной доли канделы у индикатора на панели до десятков миллионов у маяка. Глаз справляется с таким размахом, потому что видит не канделы, а их логарифм: вдесятеро более сильный источник кажется ярче лишь в два-три раза.
04 · Приборы измерения
фотометр Бунзена · гониофотометр · радиометр · люксметрСвет сравнивают со светом
{title}
{text}
05 · Правила записи
cd строчными · без точкиcd — две строчные буквы
Символ канделы пишут строчными и через пробел после числа. Кратные — с приставками: kcd, mcd. Силу света не путают с потоком и освещённостью: у каждой своя единица. Для фонарей и фар пишут силу света в центре пучка.
Cd — это кадмий, а точка после символа не ставится. Люмены фары — её поток, а не сила света в пучке. Кандела — люмен на стерадиан, а не просто люмен. Освещённость меряют в люксах. Название единицы — с маленькой буквы, а «свеча» — устаревшая единица, которую в СИ не используют.
06 · Соседние единицы
фотометрия1 lm = 1 cd·sr — весь поток.
lx1 lx = 1 lm/m² — свет на поверхности.
cd/m²Сила света с квадратного метра светящейся поверхности.
07 · Исторический раздел
архив · от спермацетовой свечи до 683 lm/WКак свеча стала числом
{title}
{text}
Кандела опирается на средний глаз
Кривая V(λ) — это не глаз конкретного человека, а среднее по опытам 1920-х годов. Наблюдателей просили сравнивать яркость двух цветных полей, и из ответов вывели таблицу, которую Международная комиссия по освещению утвердила в 1924 году. У каждого человека своя кривая, а у людей с нарушением цветового зрения она заметно сдвинута.
Поэтому прибор, который мерит канделы, сначала мерит ватты, а потом пересчитывает их по таблице. Фотометр с фильтром, повторяющим V(λ), работает хорошо для белого света. Для синих светодиодов и узких линий фильтр ошибается сильнее, и такие источники проверяют спектрорадиометром.
Справа — две кривые. Зелёная — дневное зрение с пиком у 555 nm, синяя — ночное, сумеречное, с пиком у 507 nm. В темноте синее кажется ярче красного, хотя канделы этого не учитывают.
Каталог величин
Свет и фотометрия · 12 паспортов
Указатель · все величины на одной страницеЛаборатория у входа в указательКапля кислоты меняет цвет сока, соль красит пламя, вода замерзает от стука. Под ними — все листы Simetrium по дисциплинам и по алфавиту.Открыть указатель →
