Candela

Candela er den grunnleggende SI-enheten for måling av lysstyrke og angis med symbolet cd. Navnet kommer fra det latinske ordet 
for stearinlys.

Én candela er lysstyrken i en gitt retning til en lyskilde som sender ut monokromatisk lys med frekvens 540 THz, og med strålingsstyrke i den gitte retningen lik 1/683 watt per steradian. Denne definisjonen ble vedtatt i en resolusjon på den 16. generalkonferansen for mål og vekt i 1979. BIPM, The International System of Units, definisjon av SI-enheter (2019).

Referansefrekvensen tilsvarer elektromagnetisk stråling med en bølgelengde på 555 nm i luft ved standard trykk og temperatur. Den oppfattes som grønt lys av det menneskelige øyet som har den høyeste følsomheten i dagslys ved denne bølgelengden.

Enheten candela er forbundet med flere andre enheter som benyttes innen fotometrien. Lysfluks er et mål for den totale elektromagnetisk energien som blir sendt ut per sekund og opptrer som synlig lys. Den blir målt i enheter av lumen (lm) som er definert slik at 1 cd  = 1 lm/steradian. Derimot er belysningsstyrke målt i lux (lx) hvor 1 lx = 1 lm/kvadratmeter og uttrykker hvor mye av dette lyset som treffer en gitt flate.S.J. Williamson and H.Z. Cummins, Light and Color in Nature and Art, J. Wiley & Sons, New York (1983). ISBN 0-471-08374-7. 

Bakgrunn

Dagens enighet om en felles måleenhet for lysstyrke stammer fra 1979. Før den tid hadde det eksistert mange forskjellige definisjoner avhengig av hvilket land man befandt seg i og hvilken teknologi som var tilgjengelig. Fra midten av 1800-tallet ble det foreslått å benytte ulike lamper basert på brennende olje eller gass. NIST, Candela: Past, Present and Future, (2019). 

Bedre stabilitet viste det seg at man oppnådde fra platina som ble oppvarmet til smeltepunktet 1769 °C ved elektrisk strøm. En standard enhet kunne da defineres ved lyset som blir sendt ut vinkelrett fra 1 cm2 av dette glødende metallet.N.R. Greene, Shedding Light on the Candela, The Physics Teacher 41, 409-414 (2009).

I Tyskland og Skandinavia ble en såkalt «Hefner-lampe» benyttet til dette formål. Den inneholdt et brennende vokslys. Når flammen ble innstilt til å være 4.5 cm høy, ble det observert i horisontal retning og definert å ha en lysstyrke på 1 hefnerlys. Det tilsvarer omtrent 0.9 candela med dagens enhet. Gyldendals Store Konversasjonsleksikon, Hefnerlys, Gyldendal Norsk Forlag, Oslo (1965).

Ved århundreskiftet innså man at en nøyaktigere enhet kunne baseres på lys fra et sort legeme. Når dette blir varmet opp til en tilstrekkelig høy temperatur, vil det sende ut varmestråling som er bestemt av temperaturen alene. Igjen ble det vedtatt å benytte platina ved smeltepunktet omsluttet av annet materiale. I 1948  ble det dermed  internasjonal enighet om å definere en ny enhet med navnet candela (cd) ved at det vinkelrett fra 1 cm2 av et slikt glødende legeme blir det sendt ut 60 cd.

Den totale, elektromagnetiske utstrålingen fra et sort legeme er gitt ved Plancks strålingslov. Ved å kombinere den med øyets følsomhet V(λ) for lys ved forskjellige bølgelengder λ, kan man beregne hvor mange lumen som er inneholdt i hver Watt av strålingen. Resultatet er da tett opp til verdien Km = 683 lm/W som inngår i dagens definisjon av enheten candela.C. Tannous, Light production metrics of radiation sources, arXiv:1311.3504 (2013).

 Referanser 

Eksterne lenker

 YouTube, The Candela, National Physics Laboratory
 HyperPhysics, The Candela og andre enheter

Kategori: Grunnleggende SI-enheter
Kategori: Fotometri