Fotometriske størrelser med symboler og enheder

Fotometriske størrelser beskriver lys, som det menneskelige øje opfatter det: stråling vægtet med lysfølsomhedsfunktionen V(λ) i det synlige spektrum fra ca. 380 til 780 nm. De fire grundlæggende størrelser er lysstrøm Φ i lumen, belysningsstyrke E i lux, luminans L og lysstyrke I. Fagområdet kaldes fotometri; de energetiske modstykker er de radiometriske størrelser.

Belysningsteknik og fotometriske størrelser udgør grundlaget for forståelsen og anvendelsen af lys og UV-stråling i videnskabelige, industrielle og hverdagsmæssige sammenhænge.

Lys er den synlige form af elektromagnetisk stråling, som ligger i det synlige spektrum fra omkring 380 til 780 nanometer.

Belysningsteknik beskæftiger sig med generering, fordeling og anvendelse af lys for at opnå bestemte visuelle effekter, udnytte energi effektivt og forbedre livskvaliteten. Disse størrelser kaldes også fotometriske størrelser. Fagområdet kaldes fotometri.

Følgende diagram viser de fire fotometriske størrelser. Tabellen indeholder en visuel repræsentation, matematisk definition, enhed og kort forklaring for hver størrelse.

1. Lysstrøm Φ
2. Belysningsstyrke E
3. Luminans L
4. Lysstyrke I

Tabel til download: Fotometriske størrelser og enheder (XLSX) – med omregningsfaktorer, symboler og rumvinklen. De energetiske modstykker er anført under radiometriske størrelser, de farverelaterede under kolorimetriske størrelser. Alle størrelser samlet – med symbol, enhed og den tilhørende beregner – findes i ordliste over optiske størrelser.

Lystæthed H_v – belysningsstyrke gange tid – er den eneste af de fem størrelser uden sit eget afsnit på denne side: den forekommer først og fremmest ved fotostabilitetstest, hvor ICH Q1B kræver 1,2 millioner lux·h. Definition og afgrænsning findes i ordliste over optiske størrelser.

Lysstrøm

Lysstrøm er en fotometrisk størrelse, der beskriver den samlede synlige lysmængde, som en lyskilde udsender i alle retninger. Den måles i lumen (lm). Lysstrømmen angiver, hvor meget lysenergi en kilde udsender pr. tidsenhed, og er et mål for lyskildens lysstyrke.

• Formeltegn: Φ
• Enhed: lumen, lm
• Definition: Den V(lambda)-vægtede strålingseffekt.

Lysstrømmen er den samlede mængde synligt lys, som en lyskilde udsender. Den tager højde for alle retninger, hvori lyset udsendes, og er derfor et mål for lyskildens samlede lysstyrke.

Eksempel:

En almindelig glødepære med et effektforbrug på 60 W har en lysstrøm på ca. 900 lumen. Det betyder, at lampen udsender i alt 900 lumen synligt lys i alle retninger. En LED-lampe, der også har en lysstrøm på 900 lumen, forbruger derimod kun ca. 10 W. 

Lysstrømmen måles med en integrerende kugle.

Belysningsstyrke

Belysningsstyrke (E) er en fotometrisk størrelse, der beskriver den lysstrøm, som falder på en flade. Den er defineret som lysstrømmen pr. arealenhed og måles i lux (lx). Én lux svarer til én lumen pr. kvadratmeter (lm/m²).

• Formeltegn: E
• Enhed: lm/m², lux, lx
• Definition: Kvotienten af den indfaldende lysstrøm og arealets størrelse.

Belysningsstyrken angiver, hvor meget lysstrøm der falder på en given flade, og beskriver dermed den lysstyrke, der opfattes på denne flade. Det er en vigtig parameter inden for belysningsdesign og -teknik.

Eksempel:

På en solrig dag kan belysningsstyrken udendørs være omkring 100.000 lux. Dette er et meget højt niveau af belysningsstyrke og sikrer lyse, velbelyste forhold.

På et typisk kontor er den anbefalede belysningsstyrke omkring 500 lux for at skabe et behageligt og produktivt arbejdsmiljø. Dette opnås ofte med lysarmaturer i loftet og bordlamper.
 

Luminans

Luminans er en fotometrisk størrelse, der beskriver det indtryk af lysstyrke, som en lyskilde giver det menneskelige øje, når den betragtes fra en given retning. Den er defineret som lysstrømmen pr. arealenhed af kilden og pr. rumvinkelenhed. Enheden for luminans er candela pr. kvadratmeter (cd/m²).

• Formeltegn: L
• Enhed: lm/(sr m²), cd/m²
• Definition: Kvotienten af den udsendte lysstrøm og produktet af fladeelementet og rumvinklen.

Luminansen angiver, hvor lys en lyskilde fremstår, når den betragtes fra et bestemt punkt. Den tager højde for lyskildens retning og areal og er et mål for den opfattede lysstyrke.

Eksempel:

En computerskærm kan have en typisk luminans på omkring 300 cd/m². Det betyder, at skærmen giver en behagelig og tilstrækkelig lysstyrke til normal brug.

Lysstyrke

Lysstyrke er en fotometrisk størrelse, der beskriver den lysstrøm, som en lyskilde udsender i en bestemt retning inden for en rumvinkel. Den måles i candela (cd), hvor én candela svarer til én lumen pr. steradian (lm/sr).

• Formeltegn: I
• Enhed: lm/sr, cd
• Definition: Kvotienten af den lysstrøm, der udsendes i en given retning, og rumvinkelelementet.

Lysstyrken angiver, hvor meget lysstrøm der udsendes fra en lyskilde i en bestemt retning. Den er særligt nyttig til at beskrive lysets retningsbestemte fordeling.

Eksempel:

En kraftig LED-lommelygte kan have en lysstyrke på 1.000 candela for at producere en fokuseret lysstråle, der når langt.