Lümen
Türetilmiş SI birimi · büyüklük: ışık akısı
01 · Tanım
Lümen, ışık şiddeti bir kandela olan bir kaynağın bir steradyanlık uzay açısı içine yaydığı ışık akısıdır. Büyüklük, kaynağın dışarı verdiği tüm ışığı, nereye yöneldiğine bakmaksızın betimler.
Lamba ambalajlarında wattların yerini tam da lümenler aldı; LED’ler gücü parlaklığın anlamsız bir ölçüsü hâline getirince altmış wattlık bir akkor lamba ile sekiz wattlık bir LED aynı sekiz yüz lümeni verir oldu. Akının tam ölçümü ışığın her yönden toplanmasını ister — her yana eşit ışıyan bir kaynak dört pi steradyan içine yayar, yani ışık şiddetinin kandelasından 12,57 kat daha çok lümen. Aynı ışık şiddetine sahip ama dar huzmeli bir projektör onlarca kat daha az akı verir, ve kutudaki tek bir sayıya bakarak onu lambadan ayırt edemezsiniz.
Watt aygıtın ne kadar yediğini söyler, lümen ne kadar ışık verdiğini. Sovyet döneminin seksen wattlık lambası bugünün on wattlığından daha zayıf ışırdı: güç büyüyordu, ışık etkinliği yerinde sayıyordu.
Akkor lamba watt başına yaklaşık on üç lümen verir, halojen yirmi, floresan altmış, bugünün LED’i yüz yirmiden iki yüze kadar. Kabul edilebilir renksel geriverimi olan beyaz ışık için kuramsal sınır üç yüz dolayındadır, tek renkli yeşil için mutlak sınır ise watt başına 683 lümendir — ve bu artık teknik bir kısıt değil, kandelanın tanımıdır. Akkor lamba ile LED arasındaki fark yalın biçimde açıklanır: kızgın tel enerjinin neredeyse tamamını gözün hiç görmediği kızılötesinde ışır.
Ölçeğin üst sınırı Güneş’tir: 3,6·10²⁸ lümen. Bunlardan yeryüzüne öğle vakti yaklaşık yüz bin lüks ulaşır, ve hiçbir lamba bununla tartışmaz.
02 · Dönüşüm
Bir akı girin — künye onu birimlere ayırır
Kandelaya çevirme ancak uzay açısı çekincesiyle olanaklıdır, bu yüzden çizelge her yöne eşit ışıma için hesaplar. Son satırdaki wattlar lambanın gücü değil, gözün en duyarlı olduğu dalga boyundaki ışınım akısıdır.
Lamba seçmek için yalnız lümenler yetmez: aynı akıya sahip iki kaynak renk sıcaklığı ve renksel geriverim endeksi bakımından ayrılır. İki bin yedi yüz kelvin akkor lambanın sıcak sarı ışığını verir, altı bin soğuk gün ışığını; sekseninin altındaki bir geriverim endeksi odadaki renklerin bozulacağı, yiyeceğin ve tenin doğal görünmeyeceği anlamına gelir. Avrupa etiketi ambalajda üç sayıyı da ister, ama genellikle yalnız akı göze çarpar.
| Birim | Ad | Değer | Nerede karşılaşılır |
|---|---|---|---|
| lm | lümen, SI birimi | 800 | lümen, SI birimi |
| klm | kilolümen | 0,8 | kilolümen |
| Mlm | megalümen | 0 | megalümen |
| mlm | mililümen | 800000 | mililümen |
| cd·sr | steradyan başına kandela — tam olarak aynı şey | 800 | steradyan başına kandela — tam olarak aynı şey |
| lm·h | lümen-saat: ışık niceliği, yanma süresince akı | 800 | lümen-saat: ışık niceliği, yanma süresince akı |
| W(LED) | bir LED’in wattları: bu akı için ne kadar yerdi | 5,71 | bir LED’in wattları: bu akı için ne kadar yerdi |
| W(inc) | akkor lambanın wattları — geçen yüzyıldan kalma bir alışkanlık | 61,5 | akkor lambanın wattları — geçen yüzyıldan kalma bir alışkanlık |
| HK | Hefner mumu: amil asetatlı Alman etalonu | 88,9 | Hefner mumu: amil asetatlı Alman etalonu |
Dört pi çarpanı yalnız her yöne eşit ışıma için geçerlidir.
03 · Büyüklük mertebeleri
ikaz ışığından deniz fenerineyüzler ve binler: oda lambası, masa lambası, otomobil farı
04 · Ölçüm aletleri
Işık akısı neyle ölçülür
Beyaz dağıtıcı kaplamalı içi boş bir küre: içindeki lambanın ışığı binlerce kez yansır ve çeperdeki aydınlık düzeyi, lambanın nereye ışıdığından bağımsız olarak toplam akıyla orantılı olur. Lambaların belgelendirilmesinde kullanılan standart aygıt; çapı yirmi santimetreden üç metreye kadar.
Algılayıcı kaynağın çevresini bir küre boyunca ağır ağır dolaşır ve her yöndeki ışık şiddetini kaydeder; akı integralle çıkar. Ölçüm saatler sürer, buna karşılık tam ışık dağılım eğrisini verir — onsuz bir armatür tasarlanamaz.
Işığı tayfa ayırır ve her dalga boyunu göz duyarlılık eğrisiyle ağırlıklandırır. Dar çizgili kaynaklarda — LED’lerde ve boşalmalı lambalarda, sıradan bir fotometrenin süzgecinin eğriyle yeterince örtüşmediği yerlerde — akıyı dizgesel yanılgı olmadan ölçmenin tek yolu.
Lümenin tanımının içinde duyarlılık eğrisi gizlidir — gözün 1920’lerde birkaç düzine gözlemci üzerinde alınmış ortalama duyarlığı. Bu yüzden kutusunda aynı sayı yazan iki lamba farklı görünebilir: akı eşittir, tayf değil.
Akımı dengelenmiş, özellikle seçilmiş bir akkor lamba; akısı ulusal bir enstitüde belgelenir. Onunla küreler ve fotometreler ayarlanır, kendisi de yaşlanır: bildirilen ömrü onlarca yanma saatiyle ölçülür, sonrasında yeniden doğrulama gerekir.
05 · Yazım kuralları
İki harf de küçük, ve lüksle karıştırılmamalı
Birimin simgesi iki küçük Latin harfi, lm, dik yazıyla. Ad Latince lumen — ışık sözcüğünden gelir, bu yüzden içinde büyük harf yoktur. Türkçede sayıdan sonra tekil kullanılır: sekiz yüz lümen.
Büyüklüğün simgesi eğik Yunan Φ harfidir. Lümen kaynağı betimler, lüks aydınlatılan yüzeyi: bir lambaya lüks değeri yakıştırmak, uzaklığı söylememek, yani hiçbir şey söylememektir. El fenerlerinde ve projektörlerde üreticiler «ANSI lümen» yayımlamayı sever — Amerikan yöntemiyle ve belirlenmiş ısınma süresiyle ölçülen akı; aynı lümenlerdir, yalnız deney koşulları belirtilmiştir, ve sayıları karşılaştırılabilir kılan tam da budur. Ayrı bir tuzak «diyot çıkışındaki lümen» ile «armatürden çıkan lümen» arasındadır: dağıtıcı ve yansıtıcı yüzde ondan otuza kadarını yer.
Projeksiyon aygıtlarında «ANSI lümen» yazılır: aynı lümen, yalnız perdede dokuz noktayla standart bir yöntemle ölçülmüş. ANSI notu olmayan sayıları birbiriyle karşılaştırmaya değmez — üretici onları canının istediği gibi ölçebilir.
06 · Komşu birimler
Lümen kandela ile lüks arasında durur: kandela kaynağın bir yöne ne kadar güçlü ışıdığını söyler, lümen toplamda ne kadar ışık verdiğini, lüks bundan yüzeye ne düştüğünü.
Simetrium’un künyelerinden lümene komşu kandela ve steradyan tanımdan, lüks yüzey başına akı olarak, foot-candle Anglo-Amerikan uygulamada ve watt, ışık akısının göz duyarlılık eğrisiyle bağlandığı değer.
07 · Tarihsel bölüm
Mumdan kutudaki sayıya
Alman etalonu olarak, çapı kesin belirlenmiş bir fitille amil asetat yakan Hefner lambası kullanılıyordu. Yeni kandelanın yaklaşık onda dokuzunu veriyordu, ama havanın neminden ve basıncından öylesine etkileniyordu ki sonuçları normal koşullara indirgemek gerekiyordu.
Uluslararası Elektrikçiler Kongresi lümeni lüks ve fot ile birlikte getirdi. Ad Latince lumen — ışık sözcüğünden alınmıştır; aynı kök optikte de kullanılırdı, orada lumen bir borunun iç açıklığını anlatır.
Yanında bir de ışık niceliği birimi yaşıyordu — akının yanma süresiyle çarpımı olan lümen-saat. Havagazı ve gaz lambalarının tüketimi böyle hesaplanırdı: parlaklık değil, lambanın bir akşamda ne kadar ışık verdiği.
Richard Ulbricht, ışığın yönünü büsbütün yitirinceye dek yansıdığı, dağıtıcı kaplamalı içi boş bir küre önerdi. Daha önce kaynağın küre boyunca dolaşılmasını gerektiren akı ölçümü tek bir okumaya indi.
Avrupa etiketi ışık akısının güçten daha büyük basılmasını istedi: bir LED watt başına altı kat daha çok ışık vermeye başlayınca wattlar parlaklık hakkında hiçbir şey söylemez oldu. Alıcının yeni bir sayı öğrenmesi gerekti — alışılmış altmış watt yerine sekiz yüz lümen.
683 sayısı, bir mumdan kalan miras
Kandelanın tanımında duran watt başına 683 lümen katsayısı keyfî görünür — ve gerçekten de keyfîdir. 1979’da, yeni kandelanın katılaşma sıcaklığındaki platin ışımasıyla tanımlanmış eski kandelaya olabildiğince tam oturması için seçildi; o eski kandela ise daha da eski bir muma uydurulmuştu. Her adım sürekliliği korudu, ve sonunda bir SI biriminin temel tanımında bir fitilin ve amil asetatın anısı yaşıyor. 2019’dan beri lümen watta tam olarak bağlıdır: katsayı, ışık hızı ya da elektron yükü gibi sabit ilan edildi. Ama tam kalan yalnızca 540 terahertzdeki tek renkli ışımayla olan bağdır — gerçek herhangi bir kaynak için akı, tayfın göz duyarlılık eğrisiyle ağırlıklandırılmasıyla hesaplanır, o eğri ise doğada bulunmayan ortalama bir gözlemciyi betimler. Fotometrinin duyarlık sınırı buradan gelir: en iyi ulusal etalonlar lümeni yaklaşık binde iki belirsizlikle üretir — elektrik birimlerinden beş kat daha kötü.
Bu 683, gözün en duyarlı olduğu 555 nanometredeki tek renkli ışık için en büyük değerdir. Beyaz ışıkta sınır daha aşağıdadır, watt başına 350 lümen dolayında: tayfın bir bölümü beyazlık için gereklidir, ama göz onu neredeyse görmez.
Katalog · ölçü birimleri
Her büyüklük için bir künye
Yedi temel SI birimi, kendi adı olan yirmi iki türetilmiş birim ve ne tekniğin ne de günlük yaşamın onsuz edemediği sistem dışı birimler. Her birinin kendi sayfası var: tanım, dönüşüm, aletler, yazım kuralları. 36 dilde.
Kendi adı olan türetilmiş SI birimleri
lümenin künyesi açıkTemel SI birimleri
kehribar renginde — lümenin kurulduğu kandelaIşık akısı başka yazımlarda
Künyenin dili
36 dil. lm simgesi uluslararasıdır, renk sıcaklığı alışkanlığı değil: Kuzey Avrupa’da ve Amerika’da 2700 K sıcak ışık sevilir, Asya’da soğuk gün ışığı, ve çevirilerdeki öneriler yerel uygulamayı gözetir.