User:PlasticStylus/sandbox
One lux is equal to one lumen per square metre:
The illuminance provided by a light source on a surface perpendicular to the direction to the source is a measure of the strength of that source as perceived from that location. For instance, a star of apparent magnitude 0 provides 2.08 microlux (μlx) at the Earth's surface.[1] A barely perceptible magnitude 6 star provides 8 nanolux (nlx).[2] The unobscured Sun provides an illumination of up to 100 kilolux (klx) on the Earth's surface, the exact value depending on time of year and atmospheric conditions. This direct normal illuminance is related to the solar illuminance constant Esc, equal to Template:Val (see Sunlight and Solar constant).
The illuminance on a surface depends on how the surface is tilted with respect to the source. For example, a pocket flashlight aimed at a wall will produce a given level of illumination if aimed perpendicular to the wall, but if the flashlight is aimed at increasing angles to the perpendicular (maintaining the same distance), the illuminated spot becomes larger and so is less highly illuminated. When a surface is tilted at an angle to a source, the illumination provided on the surface is reduced because the tilted surface subtends a smaller solid angle from the source, and therefore it receives less light. For a point source, the illumination on the tilted surface is reduced by a factor equal to the cosine of the angle between a ray coming from the source and the normal to the surface.[3] In practical lighting problems, given information on the way light is emitted from each source and the distance and geometry of the lighted area, a numerical calculation can be made of the illumination on a surface by adding the contributions of every point on every light source.
Relationship between illuminance and irradiance
[edit]Like all photometric units, the lux has a corresponding "radiometric" unit. The difference between any photometric unit and its corresponding radiometric unit is that radiometric units are based on physical power, with all wavelengths being weighted equally, while photometric units take into account the fact that the human eye's image-forming visual system is more sensitive to some wavelengths than others, and accordingly every wavelength is given a different weight. The weighting factor is known as the luminosity function.
The lux is one lumen per square metre (lm/m2), and the corresponding radiometric unit, which measures irradiance, is the watt per square metre (W/m2). There is no single conversion factor between lux and W/m2; there is a different conversion factor for every wavelength, and it is not possible to make a conversion unless one knows the spectral composition of the light.
The peak of the luminosity function is at 555 nm (green); the eye's image-forming visual system is more sensitive to light of this wavelength than any other. For monochromatic light of this wavelength, the amount of illuminance for a given amount of irradiance is maximum: 683.002 lx per 1 W/m2; the irradiance needed to make 1 lx at this wavelength is about 1.464 mW/m2. Other wavelengths of visible light produce fewer lux per watt-per-meter-squared. The luminosity function falls to zero for wavelengths outside the visible spectrum.
For a light source with mixed wavelengths, the number of lumens per watt can be calculated by means of the luminosity function. In order to appear reasonably "white", a light source cannot consist solely of the green light to which the eye's image-forming visual photoreceptors are most sensitive, but must include a generous mixture of red and blue wavelengths, to which they are much less sensitive.
This means that white (or whitish) light sources produce far fewer lumens per watt than the theoretical maximum of 683.002 lm/W. The ratio between the actual number of lumens per watt and the theoretical maximum is expressed as a percentage known as the luminous efficiency. For example, a typical incandescent light bulb has a luminous efficiency of only about 2%.
In reality, individual eyes vary slightly in their luminosity functions. However, photometric units are precisely defined and precisely measurable. They are based on an agreed-upon standard luminosity function based on measurements of the spectral characteristics of image-forming visual photoreception in many individual human eyes.
In astronomy, apparent magnitude is a measure of the illuminance of a star on the Earth's atmosphere. A star with apparent magnitude 0 is 2.54 microlux outside the earth's atmosphere, and 82% of that (2.08 microlux) under clear skies.[1] A magnitude 6 star (just barely visible under good conditions) would be 8.3 nanolux. A standard candle (one candela) a kilometre away would provide an illuminance of 1 microlux—about the same as a magnitude 1 star.
Legacy Unicode symbol
[edit]Unicode includes a symbol for "lx": Template:Unichar. It is a legacy code to accommodate old code pages in some Asian languages. Use of this code is not recommended in new documents.
SI photometry units
[edit]See also
[edit]References
[edit]- 1 2 Schlyter, Section 7.
- ↑ Schlyter, Section 14.
- ↑ Jack L. Lindsey, Applied Illumination Engineering, The Fairmont Press, Inc., 1997 Template:ISBN page 218
- Einführung und Bestimmung des Lichtäquivalents. In: Springer-Verlag (Hrsg.): Zeitschrift für Physik. 125, Nr. 1–3, Braunschweig, Germany, January 1948, ISSN 0044-3328, S. 133–158. Bibcode: 1948ZPhy..125..133L. Script error: No such module "Vorlage:Handle"..
- Westphal, Wilhelm Heinrich (1952). "Nox, Dunkelleuchtdichte, Skot". In Westphal, Wilhelm H. (ed.). Physikalisches Wörterbuch (in German) (1 ed.). Berlin / Göttingen / Heidelberg, Germany: Springer-Verlag OHG. pp. 125, 271, 389. doi:10.1007/978-3-662-12706-3. ISBN 978-3-662-12707-0. Retrieved 2023-03-16.
Nox, abgek[ürzt] nx, Einheit der Dunkelbeleuchtungsstärke (Dunkelleuchtdichte), welche für zahlenmäßige Angaben und zum Anschluß der Dunkelbeleuchtungsstärke an die normale Beleuchtungsstärke 1940 von der Deutsch (de) geschaffen wurde. Bezüglich der Farbtemperatur der Strahlung und des Anschlusses von Zahlenwerten der Beleuchtungsstärke E und der Dunkelbeleuchtungsstärke E gelten analog die gleichen Festlegungen wie bei der Dunkelleuchtdichte und dem Skot (sk). Für eine Strahlung der Farbtemperatur T1 = 2360 K gilt: 1 nx = 10−3 lx (Lux). Für eine beliebige Strahlung bekannter spektraler Strahlungsleistung S1 lautet die Verknüpfungsbeziehung zwischen in 10−3 lx gemessenem Zahlenwert {E} der Beleuchtungsstärke und in nx gemessenem Zahlenwert {E} der Dunkelbeleuchtungsstärke: {E}nx = (2,161 ± 0,001) · {E}10−3 lx · ∫ Sλ Vλ,W dλ / ∫ Sλ Vλ dλ, wobei Vλ die relative spektrale Hellempfindlichkeit und Vλ,W die relative spektrale Dämmerungsempfindlichkeit des menschlichen Auges nach WeaverTemplate:Citeref bedeuten. [...] Dunkelleuchtdichte. [...] Ist das Auge dunkeladaptiert, d.h. einer Leuchtdichte von weniger als 0,01 asb ausgesetzt, so gilt infolge des Purkinje-Phänomens eine von der spektralen Hellempfindlichkeitskurve abweichende, nach dem kurzwelligen Ende des Spektrums hin verschobene Empfindlichkeitskurve des Auges, die Stäbchenkurve des Dämmerungssehens. Unter Zugrundelegung dieser Empfindlichkeitskurve hat man 1940 in Deutschland die Dunkelleuchtdichte mit der Einheit Skot (sk) so festgesetzt, daß bei einem Licht der Farbtemperatur 2360 °K 1 sk = 10−3 asb gilt. 1948 ist von der Internationalen Beleuchtungskommission (IBK) die Bezugstemperatur auf 2046 K, die Erstarrungstemperatur des Platins, festgesetzt worden. Die Bezeichnung Skot wurde von der IBK nicht übernommen, dafür soll "skotopisches Stilb" gesagt werden. Als höchstzulässiger Grenzwert für die Dunkelleuchtdichte ist in Deutschland 10 Skot festgesetzt worden, um eine Verwendung der Dunkelleuchtdichte im Gebiet des gemischten Zapfen- und Stäbchensehens zu vermeiden, da in diesem Bereich die photometrischen Maßgrößen wegen der allmählich gleitenden Augenempfindlichkeitskurve ihren Sinn verlieren.
Unknown parameter|quote-pages=ignored (help) - Grimsehl, Ernst; Schallreuter, Walter (1988). "1. Licht: 1.4. Photometrie: 1.4.1. Grundbegriffe". In Haferkorn, Heinz (ed.). Lehrbuch der Physik: Optik (in German). 3 (19 ed.). Leipzig, Germany: BSB BG Teubner Verlagsgesellschaft. pp. 33–38 [37–38]. doi:10.1007/978-3-322-96431-1. ISBN 978-3-322-96432-8. Order No. 6666211, VLN 294-375/84/88, LSV 1164. Retrieved 2023-03-16.
Dunkelsehen [...] Für das Dunkelsehen, bei dem nur die Stäbchen angeregt werden, definiert man die Dunkelleuchtdichte mit der Einheit Skot (sk) und die Dunkelbeleuchtungsstärke mit der Einheit Nox (nx). Die Umrechnungsfaktoren zwischen den Hell- und Dunkelgrößen hängen von der spektralen Zusammensetzung des Lichtes ab. Sie werden deshalb für die Farbtemperatur 2042 K (früher 2360 K) festgelegt. Bei dieser ist 1 sk = 10−3 asb und 1 nx = 10−3 lx.
Unknown parameter|orig-date=ignored (help); Unknown parameter|quote-pages=ignored (help) - Keplinger, Thomas (2021-03-29). "1939 bis 1945 – Im Keller glüht das Lumogen". Worte im Dunkel (in German). Vienna, Austria. Archived from the original on 2023-03-16. Retrieved 2023-03-16.
Skot und Nox [...] Interessant ist in diesem Zusammenhang die Einführung neuer Messeinheiten. Die Voraussetzungen der Forschung beziehungsweise die Erfordernisse an die Leuchtfarben unterschieden sich so stark von allen bis dahin erforschten Gebieten, dass die Deutsch (de) 1940 eigene Einheiten ins Leben rief: Die Dunkelleuchtdichte wurde in Skot und die Dunkelbeleuchtungsstärke in Nox gemessen.Template:Citeref Diese Einheiten grenzten an die bereits bestehenden Größen der Leuchtdichte und Beleuchtungsstärke an und dienten der zahlenmäßigen Erfassung geringster Lichtwerte. So entsprach etwa ein Nox 10−3 Lux.
External links
[edit]- Radiometry and photometry FAQ Professor Jim Palmer's Radiometry FAQ page (University of Arizona).
