Lichtintensität Einheitenumrechner
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Lichtintensitäts-Einheiten
Von der Architekturgestaltung bis zur Fotografie — Lichtintensitätseinheiten beleuchten unser Verständnis davon, wie wir Helligkeit wahrnehmen und ermöglichen es Wissenschaftlern, Ingenieuren und Designern, Umgebungen zu schaffen, die sowohl funktional als auch optisch ansprechend sind.
Gängige Lichtintensitäts-Einheiten
Verschiedene Aspekte der Lichtmessung verwenden spezialisierte Einheiten zur Quantifizierung von Helligkeit, Beleuchtung und Lichtleistung:
Lichtstärke- und Lichtstrom-Einheiten
- Candela (cd): Die SI-Basiseinheit der Lichtstärke, die die Helligkeit einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung misst. Eine Candela entspricht ungefähr der Lichtstärke einer gewöhnlichen Kerze. Wird verwendet, um gerichtete Lichtquellen wie Scheinwerfer und LEDs zu messen.
- Lumen (lm): Die SI-Einheit des Lichtstroms, die die gesamte Menge des sichtbaren Lichts misst, das von einer Quelle in alle Richtungen ausgestrahlt wird. Eine Standard-60W-Glühbirne produziert etwa 800 Lumen. Wird häufig auf Glühbirnenverpackungen angegeben, um die Helligkeit anzuzeigen.
- Candlepower (cp): Eine historische Einheit der Lichtstärke, die vor der Candela existierte und auf dem Licht basierte, das von einer Standardkerze erzeugt wurde. Obwohl sie in wissenschaftlichen Kontexten weitgehend durch die Candela ersetzt wurde, erscheint sie noch in einigen Beleuchtungsspezifikationen.
- Millicandela (mcd): Gleich 1/1000 einer Candela, häufig verwendet zur Messung der Intensität von LEDs und kleinen Anzeigelichtern in elektronischen Geräten, wo präzise Messungen schwacher Lichtquellen erforderlich sind.
Beleuchtungsstärke-Einheiten
- Lux (lx): Die SI-Einheit der Beleuchtungsstärke, die die Menge des Lichts misst, das auf eine Oberfläche fällt. Ein Lux entspricht einem Lumen pro Quadratmeter. Wird in der Architekturbeleuchtung, bei Arbeitsplatzsicherheitsstandards und in der Fotografie verwendet, um angemessene Beleuchtungsstärken zu gewährleisten.
- Foot-candle (fc): Die imperiale Einheit der Beleuchtungsstärke, gleich einem Lumen pro Quadratfuß oder etwa 10,76 Lux. Wird in Nordamerika noch häufig für Beleuchtungsspezifikationen im Bauwesen und in der Theaterbeleuchtung verwendet.
- Phot (ph): Eine ältere CGS-Einheit der Beleuchtungsstärke, gleich 10.000 Lux (ein Lumen pro Quadratzentimeter). Wird heute selten verwendet, außer in einigen spezialisierten wissenschaftlichen Publikationen und historischen Kontexten.
- Nox: Eine Einheit, die sehr niedrige Beleuchtungsstärken (0,001 Lux) darstellt, manchmal in der Astronomie und bei Nachtsichtanwendungen verwendet, um die minimalen Lichtstärken zu quantifizieren, die das menschliche Auge wahrnehmen kann.
Geschichte der Lichtmessung
Unsere Reise zur Quantifizierung und Standardisierung der Lichtmessung spiegelt die dauerhafte Beziehung der Menschheit zur Beleuchtung wider:
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Kerzenstandards: Die ersten Versuche, die Lichtmessung zu standardisieren, begannen im 19. Jahrhundert mit der "Standardkerze", die aus spezifischen Materialien wie Walrat (Walöl) hergestellt wurde. Verschiedene Länder entwickelten ihre eigenen Standards – die englische Candlepower basierte auf einer Walratkerze, die mit einer Rate von 120 Grains pro Stunde brannte, während Deutschland die Hefnerkerze verwendete, die auf einem spezifischen Lampendesign basierte.
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Die Violle: Im Jahr 1884 schlug der französische Physiker Jules Violle einen wissenschaftlicheren Standard vor, der auf dem Licht basierte, das ein Quadratzentimeter Platin an seinem Schmelzpunkt ausstrahlte. Diese Einheit, genannt die "Violle", entsprach ungefähr 60 englischen Candlepower und stellte einen der ersten Versuche dar, einen reproduzierbaren Standard unabhängig von der Kerzenzusammensetzung zu schaffen.
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Die Geburt der Candela: Nach Jahrzehnten wissenschaftlicher Verfeinerung wurde 1937 die "neue Kerze" vorgeschlagen und 1948 offiziell als Candela übernommen. Sie wurde zunächst auf der Grundlage eines Schwarzkörperstrahlers bei der Temperatur von erstarrendem Platin definiert. Dies markierte den Übergang zu einem wirklich wissenschaftlichen Ansatz bei der Lichtmessung, der auf physikalischen Prinzipien und nicht auf Referenzartefakten basierte.
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Moderne Definition: Im Jahr 1979 wurde die Candela aufgrund von Schwierigkeiten bei der Realisierung eines platinbasierten Standards in Bezug auf die Strahlungsleistung bei einer bestimmten Frequenz neu definiert. Die aktuelle Definition, die 2019 im Rahmen der Überarbeitung des SI-Systems festgelegt wurde, definiert die Candela unter Verwendung grundlegender physikalischer Konstanten und schafft damit einen stabilen und universell reproduzierbaren Standard für die Lichtmessung.
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Entwicklung der Photometrie: Die Wissenschaft der Photometrie entwickelte sich parallel zu diesen Standards, mit der Entwicklung von Instrumenten wie Bunsens Fettfleck-Photometer in den 1840er Jahren und später dem Lummer-Brodhun-Photometer in den 1880er Jahren. Diese Werkzeuge ermöglichten den praktischen Vergleich von Lichtquellen und ebneten den Weg für moderne digitale Lichtmessgeräte und Spektrophotometer.
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Beleuchtungsstandards: Als elektrische Beleuchtung im 20. Jahrhundert weit verbreitet wurde, entwickelten sich Standards für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen und öffentlichen Räumen. Die ersten formellen Empfehlungen für Beleuchtungsstärken wurden in den 1930er Jahren veröffentlicht und entwickelten sich zu den heutigen umfassenden Standards, die geeignete Beleuchtungsstärken für alles von Operationssälen bis hin zu Museumsausstellungen spezifizieren.
Lichtintensität in unserer Welt
- Direktes Sonnenlicht an einem klaren Tag liefert etwa 100.000 Lux auf die Erdoberfläche — mehr als 200-mal heller als ein gut beleuchteter Büroraum, der typischerweise 400-500 Lux aufrechterhält.
- Ein Vollmond an einer klaren Nacht bietet nur etwa 0,1-0,3 Lux Beleuchtung — dennoch reicht dies aus, damit die Stäbchenzellen des menschlichen Auges Formen und Bewegungen wahrnehmen können, was unsere bemerkenswerte visuelle Anpassung an verschiedene Lichtstärken demonstriert.
- Das menschliche Auge kann Licht über einen außergewöhnlichen Intensitätsbereich wahrnehmen, von 0,000001 Lux, die nach vollständiger Dunkeladaption erkennbar sind, bis hin zu direktem Sonnenlicht, das 10 Milliarden Mal heller ist, was einen der weitesten dynamischen Bereiche aller Sensorsysteme darstellt.
- Moderne LED-Scheinwerfer können bei Fernlicht über 100.000 Candela abgeben und ihr Licht eng fokussieren, um Objekte in Hunderten von Metern Entfernung zu beleuchten, während sie nur 25-60 Watt Leistung verbrauchen — was die bemerkenswerte Effizienz fokussierter Lichtquellen demonstriert.
- Richtig gestaltete Beleuchtung für Krankenhaus-Operationssäle muss 1.000-2.000 Lux schattenfreie Beleuchtung bieten — zehnmal so viel wie ein typisches Wohnzimmer — um sicherzustellen, dass Chirurgen präzise Eingriffe sicher durchführen können.
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Lichtintensität Einheitenumrechner
Lichtintensitäts-Einheiten
Von der Architekturgestaltung bis zur Fotografie — Lichtintensitätseinheiten beleuchten unser Verständnis davon, wie wir Helligkeit wahrnehmen und ermöglichen es Wissenschaftlern, Ingenieuren und Designern, Umgebungen zu schaffen, die sowohl funktional als auch optisch ansprechend sind.
Gängige Lichtintensitäts-Einheiten
Verschiedene Aspekte der Lichtmessung verwenden spezialisierte Einheiten zur Quantifizierung von Helligkeit, Beleuchtung und Lichtleistung:
Lichtstärke- und Lichtstrom-Einheiten
- Candela (cd): Die SI-Basiseinheit der Lichtstärke, die die Helligkeit einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung misst. Eine Candela entspricht ungefähr der Lichtstärke einer gewöhnlichen Kerze. Wird verwendet, um gerichtete Lichtquellen wie Scheinwerfer und LEDs zu messen.
- Lumen (lm): Die SI-Einheit des Lichtstroms, die die gesamte Menge des sichtbaren Lichts misst, das von einer Quelle in alle Richtungen ausgestrahlt wird. Eine Standard-60W-Glühbirne produziert etwa 800 Lumen. Wird häufig auf Glühbirnenverpackungen angegeben, um die Helligkeit anzuzeigen.
- Candlepower (cp): Eine historische Einheit der Lichtstärke, die vor der Candela existierte und auf dem Licht basierte, das von einer Standardkerze erzeugt wurde. Obwohl sie in wissenschaftlichen Kontexten weitgehend durch die Candela ersetzt wurde, erscheint sie noch in einigen Beleuchtungsspezifikationen.
- Millicandela (mcd): Gleich 1/1000 einer Candela, häufig verwendet zur Messung der Intensität von LEDs und kleinen Anzeigelichtern in elektronischen Geräten, wo präzise Messungen schwacher Lichtquellen erforderlich sind.
Beleuchtungsstärke-Einheiten
- Lux (lx): Die SI-Einheit der Beleuchtungsstärke, die die Menge des Lichts misst, das auf eine Oberfläche fällt. Ein Lux entspricht einem Lumen pro Quadratmeter. Wird in der Architekturbeleuchtung, bei Arbeitsplatzsicherheitsstandards und in der Fotografie verwendet, um angemessene Beleuchtungsstärken zu gewährleisten.
- Foot-candle (fc): Die imperiale Einheit der Beleuchtungsstärke, gleich einem Lumen pro Quadratfuß oder etwa 10,76 Lux. Wird in Nordamerika noch häufig für Beleuchtungsspezifikationen im Bauwesen und in der Theaterbeleuchtung verwendet.
- Phot (ph): Eine ältere CGS-Einheit der Beleuchtungsstärke, gleich 10.000 Lux (ein Lumen pro Quadratzentimeter). Wird heute selten verwendet, außer in einigen spezialisierten wissenschaftlichen Publikationen und historischen Kontexten.
- Nox: Eine Einheit, die sehr niedrige Beleuchtungsstärken (0,001 Lux) darstellt, manchmal in der Astronomie und bei Nachtsichtanwendungen verwendet, um die minimalen Lichtstärken zu quantifizieren, die das menschliche Auge wahrnehmen kann.
Geschichte der Lichtmessung
Unsere Reise zur Quantifizierung und Standardisierung der Lichtmessung spiegelt die dauerhafte Beziehung der Menschheit zur Beleuchtung wider:
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Kerzenstandards: Die ersten Versuche, die Lichtmessung zu standardisieren, begannen im 19. Jahrhundert mit der "Standardkerze", die aus spezifischen Materialien wie Walrat (Walöl) hergestellt wurde. Verschiedene Länder entwickelten ihre eigenen Standards – die englische Candlepower basierte auf einer Walratkerze, die mit einer Rate von 120 Grains pro Stunde brannte, während Deutschland die Hefnerkerze verwendete, die auf einem spezifischen Lampendesign basierte.
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Die Violle: Im Jahr 1884 schlug der französische Physiker Jules Violle einen wissenschaftlicheren Standard vor, der auf dem Licht basierte, das ein Quadratzentimeter Platin an seinem Schmelzpunkt ausstrahlte. Diese Einheit, genannt die "Violle", entsprach ungefähr 60 englischen Candlepower und stellte einen der ersten Versuche dar, einen reproduzierbaren Standard unabhängig von der Kerzenzusammensetzung zu schaffen.
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Die Geburt der Candela: Nach Jahrzehnten wissenschaftlicher Verfeinerung wurde 1937 die "neue Kerze" vorgeschlagen und 1948 offiziell als Candela übernommen. Sie wurde zunächst auf der Grundlage eines Schwarzkörperstrahlers bei der Temperatur von erstarrendem Platin definiert. Dies markierte den Übergang zu einem wirklich wissenschaftlichen Ansatz bei der Lichtmessung, der auf physikalischen Prinzipien und nicht auf Referenzartefakten basierte.
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Moderne Definition: Im Jahr 1979 wurde die Candela aufgrund von Schwierigkeiten bei der Realisierung eines platinbasierten Standards in Bezug auf die Strahlungsleistung bei einer bestimmten Frequenz neu definiert. Die aktuelle Definition, die 2019 im Rahmen der Überarbeitung des SI-Systems festgelegt wurde, definiert die Candela unter Verwendung grundlegender physikalischer Konstanten und schafft damit einen stabilen und universell reproduzierbaren Standard für die Lichtmessung.
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Entwicklung der Photometrie: Die Wissenschaft der Photometrie entwickelte sich parallel zu diesen Standards, mit der Entwicklung von Instrumenten wie Bunsens Fettfleck-Photometer in den 1840er Jahren und später dem Lummer-Brodhun-Photometer in den 1880er Jahren. Diese Werkzeuge ermöglichten den praktischen Vergleich von Lichtquellen und ebneten den Weg für moderne digitale Lichtmessgeräte und Spektrophotometer.
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Beleuchtungsstandards: Als elektrische Beleuchtung im 20. Jahrhundert weit verbreitet wurde, entwickelten sich Standards für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen und öffentlichen Räumen. Die ersten formellen Empfehlungen für Beleuchtungsstärken wurden in den 1930er Jahren veröffentlicht und entwickelten sich zu den heutigen umfassenden Standards, die geeignete Beleuchtungsstärken für alles von Operationssälen bis hin zu Museumsausstellungen spezifizieren.
Lichtintensität in unserer Welt
- Direktes Sonnenlicht an einem klaren Tag liefert etwa 100.000 Lux auf die Erdoberfläche — mehr als 200-mal heller als ein gut beleuchteter Büroraum, der typischerweise 400-500 Lux aufrechterhält.
- Ein Vollmond an einer klaren Nacht bietet nur etwa 0,1-0,3 Lux Beleuchtung — dennoch reicht dies aus, damit die Stäbchenzellen des menschlichen Auges Formen und Bewegungen wahrnehmen können, was unsere bemerkenswerte visuelle Anpassung an verschiedene Lichtstärken demonstriert.
- Das menschliche Auge kann Licht über einen außergewöhnlichen Intensitätsbereich wahrnehmen, von 0,000001 Lux, die nach vollständiger Dunkeladaption erkennbar sind, bis hin zu direktem Sonnenlicht, das 10 Milliarden Mal heller ist, was einen der weitesten dynamischen Bereiche aller Sensorsysteme darstellt.
- Moderne LED-Scheinwerfer können bei Fernlicht über 100.000 Candela abgeben und ihr Licht eng fokussieren, um Objekte in Hunderten von Metern Entfernung zu beleuchten, während sie nur 25-60 Watt Leistung verbrauchen — was die bemerkenswerte Effizienz fokussierter Lichtquellen demonstriert.
- Richtig gestaltete Beleuchtung für Krankenhaus-Operationssäle muss 1.000-2.000 Lux schattenfreie Beleuchtung bieten — zehnmal so viel wie ein typisches Wohnzimmer — um sicherzustellen, dass Chirurgen präzise Eingriffe sicher durchführen können.