Кандела
Базовая единица СИ · величина: сила света
01 · Определение
Все шесть остальных базовых единиц описывают мир как он есть. Кандела описывает мир, каким его видит человеческий глаз, — и это единственная единица СИ с человеком внутри определения.
Одна кандела — сила света источника, который в заданном направлении испускает монохроматическое излучение частотой 540·10¹² герц с силой излучения 1/683 ватта на стерадиан. Частота выбрана не случайно: 555 нанометров — зелёный, к которому глаз чувствительнее всего. На других длинах волн тех же ватт хватает на меньшее число кандел; пересчёт делает кривая видности V(λ), утверждённая ещё в 1924 году по опросам наблюдателей. Свеча, от которой пошло имя, даёт примерно одну канделу — отсюда старое «свеча» как единица.
Кандела говорит, сколько света идёт в одном направлении, люмен — сколько во все стороны вместе. Изотропный источник в 1 cd даёт 4π ≈ 12,57 lm; тот же люмен, собранный в узкий луч, даёт тысячи кандел — так работает фонарик.
02 · Пересчёт
Введите силу света — паспорт пересчитает
Исторические свечи — от гефнеровской до свечи Виоля — отличаются от канделы в разы, а не в знаках: каждая страна держала свой эталон пламени. Ниже таблицы — перевод в люмены: для него нужен телесный угол, потому что кандела и люмен связаны через геометрию пучка.
Яркость экрана меряют в канделах на квадратный метр: 300 cd/m² у офисного монитора, 1000 cd/m² у HDR-телевизора. Это уже не сила света, а её плотность по площади — величина с собственным именем «нит», в СИ не входящим.
| Единица | Название | Значение | Где встречается |
|---|---|---|---|
| mcd | милликандела | 130 000 | индикаторные светодиоды, подсветка кнопок |
| cd | кандела | 130 | базовая запись силы света в СИ |
| kcd | килокандела | 0,13 | фары, светофоры, прожекторы |
| Mcd | мегакандела | 1,3·10⁻⁴ | маяки, зенитные прожекторы |
| Gcd | гигакандела | 1,3·10⁻⁷ | зенитные луч-прожекторы, импульсные источники |
Φ = I · Ω: сила света на телесный угол. Кратные приставки десятичные, cd/m² — уже яркость, а не сила света.
03 · Порядки величин
от индикатора до маячного лучаСвеча: одна кандела
04 · Приборы измерения
Чем измеряют канделы
Шар Ульбрихта собирает весь световой поток лампы: измеряет люмены, из которых считают среднюю силу света.
Обводит источник по всем углам и строит диаграмму силы света. Так сертифицируют фары, светофоры, прожекторы.
Фотодиод с фильтром, подогнанным под кривую видности. Меряет освещённость в люксах — рабочее место, улица, теплица.
Три кремниевых фотодиода в ловушке поглощают почти весь свет: первичный эталон, связывающий канделу с ваттом.
05 · Правила записи
Обе буквы строчные: cd, потому что это латинская свеча
Кандела названа не в честь человека, а от латинского candela — свеча, поэтому символ строчный. Заглавная «Cd» — это химический символ кадмия, и путаница здесь не безобидна. Яркость пишут как cd/m², а не «нит» и не «кд/м²» в англоязычном тексте.
06 · Соседние единицы
Кандела — исходная точка светотехники: умножьте на стерадиан, получите люмен; разделите люмен на площадь — люкс; разделите канделу на площадь источника — яркость в cd/m². Четыре величины, одна кривая видности.
cd · sr
базовая СИ
lm / m²
Закон обратных квадратов: источник в 100 cd даёт 100 lx на метре и всего 4 lx на пяти метрах.
07 · Исторический раздел
Когда единицей света была настоящая свеча
Лампа с амилацетатом и фитилём заданного размера. Эталон, который надо было зажигать и ждать, пока установится пламя.
Согласованное среднее национальных эталонов пламени. Прямой предшественник канделы: в 1948-м её просто переименовали и уточнили.
Масляная лампа Карселя с часовым насосом: сжигала 42 грамма рапсового масла в час и светила почти как десять свечей.
Первый эталон, не зависящий от топлива: квадратный сантиметр расплавленной платины при температуре застывания.
Единственная единица СИ, в определении которой сидит человеческий глаз
Метр, килограмм и секунда не зависят от наблюдателя. Кандела зависит: множитель 683 lm/W и кривая видности V(λ) получены из опытов с людьми в 1920-х, и физика тут ни при чём — это усреднённая чувствительность глаза. Поэтому у канделы нет «естественного» эталона: её воспроизводят ловушечным радиометром в ваттах, а затем переводят в люмены через кривую, принятую международным соглашением. Свет — единственное место в СИ, где договорённость важнее природы.
Каталог · Международная система единиц
Паспорт на каждую величину
Семь базовых единиц, двадцать две производные с собственными именами и архив систем, вышедших из обращения. Каждая — отдельный лист: определение, размерность, пересчёт, приборы, правила записи. На 33 языках.
Базовые единицы
откройте паспорт канделыПроизводные с собственным именем
терракотой — те, чьё определение содержит канделуИсторические системы
архив обозначенийЯзык паспорта
33 языка. Символ cd и формулы не переводятся — они одинаковы во всех локалях; переводится описание, примеры и правила записи для конкретной письменности.