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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Weitere Bedeutungen sind unter Candela Begriffsklarung aufgefuhrt Physikalische EinheitEinheitenname CandelaEinheitenzeichen c d displaystyle mathrm cd Physikalische Grosse LichtstarkeFormelzeichen I v displaystyle I mathrm v Dimension J displaystyle mathsf J System Internationales EinheitensystemIn SI Einheiten 1 c d 1 l m s r displaystyle mathrm 1 cd 1 tfrac lm sr Benannt nach lateinisch candela Kerze Die Candela lateinisch fur Kerze Betonung auf der zweiten Silbe 1 kanˈdeːla ist die SI Einheit der Lichtstarke also des auf den Raumwinkel bezogenen Lichtstroms Die Lichtstarke ist eine photometrische Grosse die auch die Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges einbezieht Der Wert der Einheit wurde so gewahlt dass eine Haushaltskerze eine Lichtstarke von etwa 1 cd hat Daher ruhrt auch der aus der lateinischen Bezeichnung fur Kerze abgeleitete Name Candela Diese Bezeichnung wurde 1948 eingefuhrt 2 3 Sie ersetzte ab 1967 vollstandig den zuvor verwendeten Namen Neue Kerze 4 Inhaltsverzeichnis 1 Definition 1 1 Zusammenhang mit dem Lumen 1 2 Anbindung an das Watt 1 3 Photometrischer Hintergrund 1 4 Wahl der Wellenlange 2 Candela als Basiseinheit 3 Geschichte 4 Siehe auch 5 Literatur 6 Weblinks 7 Anmerkungen 8 EinzelnachweiseDefinition BearbeitenZusammenhang mit dem Lumen Bearbeiten Die Lichtstarke I v displaystyle I text v nbsp in einer bestimmten Richtung ist der Quotient aus dem von der Lichtquelle in diese Richtung ausgesandten Lichtstrom F v displaystyle Phi mathrm v nbsp gemessen in der Einheit Lumen lm und dem durchstrahlten Raumwinkel W displaystyle Omega nbsp gemessen in Steradiant sr 5 Anm 1 Fur die Einheit gilt daher 1 c d 1 l m s r displaystyle mathrm 1 cd 1 frac lm sr nbsp Eine Lichtquelle die einen Lichtstrom von 1 lm displaystyle 1 text lm nbsp erzeugt und dieses Licht in alle Richtungen W 4 p s r displaystyle Omega 4 pi mathrm sr nbsp mit gleichmassiger Lichtstarke abstrahlt hat in alle Richtungen die Lichtstarke I v 1 lm 4 p sr 1 4 p cd textstyle I text v frac 1 text lm 4 pi text sr frac 1 4 pi text cd nbsp Anbindung an das Watt Bearbeiten Die Candela ist dadurch definiert dass fur Licht einer bestimmten Frequenz der Strahlungsfluss gemessen in Watt durch einen festen Faktor in den Lichtstrom gemessen in Lumen umgerechnet wird Die Definition lautet Die Candela Einheitenzeichen cd ist die SI Einheit der Lichtstarke in einer bestimmten Richtung Sie ist definiert indem fur das photometrische Strahlungsaquivalent Kcd der monochromatischen Strahlung der Frequenz 540 1012 Hz der Zahlenwert 683 festgelegt wird ausgedruckt in der Einheit lm W 1 die gleich cd sr W 1 oder cd sr kg 1 m 2 s3 ist wobei das Kilogramm der Meter und die Sekunde mittels h c und DnCs definiert sind 6 7 Dies entspricht der Formel 1 cd 1 l m s r 1 683 W sr displaystyle 1 text cd 1 frac mathrm lm mathrm sr widehat frac 1 683 frac text W text sr nbsp fur n 540 THz Diese Definition wurde 1979 beschlossen 8 und gilt seitdem unverandert Nur der Wortlaut wurde 2019 im Rahmen der Revision des Internationalen Einheitensystems angepasst 9 Die genannte Frequenz von 540 THz entspricht grunem Licht mit der Wellenlange 555 nm Photometrischer Hintergrund Bearbeiten Licht ist vom Auge wahrnehmbare elektromagnetische Strahlung Das Auge ist jedoch fur unterschiedliche Wellenlangen verschieden empfindlich Um den von einer gegebenen Strahlung auf das Auge ausgeubten Lichtreiz zu ermitteln muss fur jede Wellenlange des vorliegenden Wellenlangengemischs die Strahlungsleistung mit einem wellenlangenabhangigen Umrechnungsfaktor dem photometrischen Strahlungsaquivalent multipliziert werden Auf diese Weise ergibt sich aus der radiometrischen Grosse Strahlungsleistung gemessen in Watt die zugehorige photometrische Grosse Lichtstrom gemessen in Lumen Einer in Watt durch Steradiant gemessenen Strahlstarke entspricht eine in Lumen durch Steradiant also Candela gemessene Lichtstarke Der Verlauf der fur die Umrechnung benotigten Kurve der spektralen Wahrnehmungsfahigkeit des menschlichen Auges ist durch Normung festgesetzt Die Definition der Candela bestimmt den Massstabsfaktor fur diese Kurve indem sie fur einen Punkt auf der Kurve den oben genannten Zahlenwert festlegt Wahl der Wellenlange Bearbeiten Die Definition gibt die Frequenz der Referenzstrahlung an nicht ihre Wellenlange Auf diese Weise erubrigt es sich einen Brechungsindex fur das umgebende Medium zu spezifizieren 10 11 nbsp Spektrales photometrisches Strahlungsaquivalent fur Tagsehen K l und fur Nachtsehen K l In Luft unter Normalbedingungen entspricht der genannten Frequenz von 540 1012 Hertz die Wellenlange 555 nm grunes Licht Anm 2 Auf dieser Wellenlange hat das menschliche Auge bei Tagsehen die hochste Empfindlichkeit Zufalligerweise schneiden sich in unmittelbarer Nahe dieser Wellenlange namlich bei ca 555 80 nm die Empfindlichkeitskurven des Auges fur Tag und Nachtsehen K l und K l 10 Die Definition ist daher laut SI 11 und DIN 5 sowohl fur Tag als auch fur Dammerung und Nachtsehen gultig Candela als Basiseinheit BearbeitenDie Wahl der Lichtstarke als photometrische Basisgrosse und damit der Candela als Basiseinheit 12 erscheint zunachst wenig nachvollziehbar da der Lichtstrom durch seine Verknupfung mit der Strahlungsleistung als die fundamentalere Grosse anzusehen ist Zur Anfangszeit der Photometrie jedoch als der visuelle Vergleich von Lichtquellen im Vordergrund stand war die Lichtstarke diejenige Eigenschaft der Quellen die am einfachsten einem Vergleich zuganglich war und die daher als die fundamentale photometrische Grosse eingefuhrt wurde 10 Die Internationale Beleuchtungskommission und das beratende Komitee Comite Consultatif de Photometrie et Radiometrie CCPR des Internationalen Buros fur Mass und Gewicht BIPM sprachen sich bei der Formulierung der neuen Definition 1979 dafur aus dass das Lumen die Candela als Basiseinheit ablosen sollte Dies wurde aber abgelehnt weil man zu viele Anderungen befurchtete 11 Geschichte Bearbeiten nbsp Hohlraumstrahler zur Realisie rung der Candela bis 1979 schematisch 1 Rohr aus hoch schmelzen dem Thoriumoxid als Hohlraum strahler 2 Behalter aus Thorium oxid 3 Erstarren des Platin als Temperatur referenz 13 Ursprunglich wurden Masseinheiten fur die Lichtstarke uber standardisierte Referenzlichtquellen definiert wie die Hefnerkerze Mit deren Flammen konnte eine zu messende Lichtquelle als heller oder weniger hell verglichen werden Auf dem ersten internationalen Elektrizitatskongress 1881 schlug Jules Violle ein Eichmass auf der Basis eines planckschen Strahlers Schwarzer Korper vor 14 Nachdem das beratende Komitee fur Photometrie bereits 1937 eine entsprechende Resolution beschlossen hatte 15 wurde die Candela 1946 eingefuhrt 16 17 vor der Ratifizierung durch die CGPM 1948 2 noch als Neue Kerze bezeichnet und war bis 1979 wie folgt definiert offizielle deutsche Ubersetzung des ab 1967 18 gultigen Wortlauts Die Basiseinheit 1 Candela ist die Lichtstarke mit der 1 600 000 Quadratmeter der Oberflache eines Schwarzen Strahlers bei der Temperatur des beim Druck 101 325 Newton durch Quadratmeter erstarrenden Platins senkrecht zu seiner Oberflache leuchtet 19 Diese Definition stellte einen Zusammenhang zwischen der radiometrischen Strahlstarke und der entsprechenden photometrischen Lichtstarke eines Schwarzen Strahlers bei einer Temperatur 2045 K her Bei dieser Temperatur hat die spektrale Strahldichte ihr Maximum bei l 1 4 mm d h im nahen Infrarot Die experimentelle Realisierung dieser Definition war nur mit grossem Aufwand zu erreichen Sie erforderte Platin das eine hohe Reinheit aufwies und wahrend der Messung behielt einheitlich gleiche Temperatur genaue Messung von Raumwinkel und Einfluss der Linsenoptik sowie die genaue Berucksichtigung von Absorption durch Luft und Dampf Nur wenige Laboratorien verfugten uber entsprechende Messapparaturen und die Ergebnisse waren nur zu ca 1 reproduzierbar 11 20 Uberdies wiesen die meisten kommerziellen Lichtquellen deutlich hohere Farbtemperaturen auf als erstarrendes Platin 20 Eine Verbesserung dieser Situation war nicht zu erwarten Radiometrische Messungen also direkte Messungen der Strahlungsleistung konnten hingegen immer genauer durchgefuhrt werden Daher wurde 1979 die neue Definition vorgenommen Durch die Wahl der genannten Frequenz und des Zahlenwertes 683 lm W fur das photometrische Strahlungsaquivalent bei dieser Frequenz schliesst die neue Definition von 1979 unmittelbar an die vorhergehende Definition an Sie ist aber nun nicht mehr von der schwierigen Realisierung eines Schwarzen Strahlers bei einer hohen Temperatur abhangig 1 Zudem tragt sie durch die Beschrankung auf monochromatische Strahlung den modernen Moglichkeiten zur Messung der optischen Strahlungsleistung Rechnung 1 und fuhrt ausserdem die Messaufgabe auf den wesentlich fundamentaleren Fall monochromatischer Strahlung zuruck 10 Die neue Definition ist auch allgemeiner Sie erlaubt jetzt beispielsweise die Empfindlichkeitskurven des Auges unmittelbar zu messen wahrend sie fruher implizit in ihrem gesamten Verlauf Bestandteil der Definition waren 10 Die vorherige Definition lieferte einen exakten photometrischen Wert nur fur einen Spezialfall mit einer komplexen breitbandigen Wellenlangenverteilung 10 Siehe auch BearbeitenPhotometrische Grossen und Einheiten nbsp Wiktionary Candela Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme UbersetzungenLiteratur BearbeitenA Sperling G Sauter Lichtstarke Die SI Basiseinheit Candela In PTB Mitteilungen 1 2012 S 83 91 online Weblinks BearbeitenFotometrie Applet Veranschaulichung fotometrischer Grossen photometric units BIPM abgerufen am 2 August 2019 englisch Wortlaut der Definition der Candela Definition und Realisierung photometrischer Einheiten Physikalisch Technische Bundesanstalt Berechnung von Lichtstrom Lichtstarke oder Beleuchtungsstarke pur led Candela Lumen Umrechnung weiterer Online Rechner Candela in Lux umrechnen weiterer Online RechnerAnmerkungen Bearbeiten Diese vereinfachte Definition setzt voraus dass die Lichtstarke uber den betrachteten Raumwinkel hinweg konstant ist Fur die allgemeine Definition siehe den Artikel Lichtstarke Im Vakuum entspricht die Frequenz 540 THz einer Wellenlange l c n 555 171 nm in Luft gilt l 555 015 nm Die maximale Empfindlichkeit des Auges ist laut genormter Hellempfindlichkeitskurve bei exakt 555 nm Einzelnachweise Bearbeiten a b c Das Internationale Einheitensystem SI Deutsche Ubersetzung der BIPM Broschure Le Systeme international d unites The International System of Units 8e edition 2006 In PTB Mitteilungen Band 117 Nr 2 2007 S 22 Online Version PDF Datei 1 4 MB Memento vom 20 Marz 2015 im Internet Archive Das Internationale Einheitensystem SI Memento vom 20 Marz 2015 im Internet Archive a b Protokoll der 9 Generalkonferenz fur Mass und Gewicht 1948 Seite 54 abgerufen am 4 Juni 2020 franzosisch Resolution 7 of the 9th CGPM Writing and printing of unit symbols and of numbers Bureau International des Poids et Mesures 1948 abgerufen am 12 April 2021 englisch Resolution 7 of the 13th CGPM Abrogation of earlier decisions micron new candle Bureau International des Poids et Mesures 1967 abgerufen am 12 April 2021 englisch a b DIN 5031 Teil 3 Strahlungsphysik im optischen Bereich Grossen Formelzeichen und Einheiten der Lichttechnik Beuth Verlag 1982 Neue Definitionen im Internationalen Einheitensystem SI pdf PTB September 2019 abgerufen am 28 September 2019 Richtlinie EU 2019 1258 der Kommission vom 23 Juli 2019 zur Anderung des Anhangs der Richtlinie 80 181 EWG des Rates hinsichtlich der Definitionen der SI Basiseinheiten zwecks ihrer Anpassung an den technischen Fortschritt offizielle deutsche Ubersetzung der Definition aus der SI Broschure von 2019 9 Auflage Resolution 3 of the 16th CGPM SI unit of luminous intensity candela Bureau International des Poids et Mesures 1979 abgerufen am 12 April 2021 englisch Resolution 1 of the 26th CGPM On the revision of the International System of Units SI Bureau International des Poids et Mesures 2018 abgerufen am 12 April 2021 englisch a b c d e f W R Blevin B Steiner Redefinition of the Candela and the Lumen In Metrologia 11 1975 S 97 104 doi 10 1088 0026 1394 11 3 001 a b c d Protokoll der 16 Generalkonferenz fur Mass und Gewicht 1979 Seite 57 58 abgerufen am 11 Nov 2019 franzosisch Resolution 12 of the 11th CGPM Systeme International d Unites Bureau International des Poids et Mesures 1960 abgerufen am 12 April 2021 englisch I E Cottington Platinum and the Standard of Light In Platinum Metals Rev 30 2 1986 S 84 95 PDF 890 kB Tagungsbericht des 1 Congres international des electriciens Paris 1881 Seite 354 franzosisch Zugriff am 31 Juli 2022 Comite Consultatif de Photometrie Seance de 1937 Seite 235 abgerufen am 12 Marz 2021 franzosisch Resolution 1 of the 41st CIPM 1946 In bipm org Bureau International des Poids et Mesures abgerufen am 1 August 2022 englisch Comite International des Poids et Mesures Proces verbaux des seances 2e serie XX serie 1947 S 121 122 franzosisch bipm org PDF abgerufen am 28 Juli 2022 Der Wortlaut befindet sich auf Seite 127 des PDF Dokuments Resolution 5 of the 13th CGPM SI unit of luminous intensity candela Bureau International des Poids et Mesures 1967 abgerufen am 12 April 2021 englisch Gesetz zur Anderung des Gesetzes uber Einheiten im Messwesen vom 6 Juli 1973 BGBl I S 720 a b Protokoll der 13 Generalkonferenz fur Mass und Gewicht 1967 S 76 abgerufen am 15 Januar 2022 franzosischSI EinheitenSI Basiseinheiten Sekunde Meter Kilogramm Ampere Kelvin Mol CandelaAbgeleitete SI Einheitenmit besonderem Namen Radiant Steradiant Hertz Newton Pascal Joule Watt Coulomb Volt Farad Ohm Siemens Weber Tesla Henry Grad Celsius Lumen Lux Becquerel Gray Sievert KatalZum Gebrauch mit dem SIzugelassene Einheiten Minute Stunde Tag Astronomische Einheit Winkelgrad Winkelminute Winkelsekunde Hektar Liter Tonne Atomare Masseneinheit Elektronenvolt Neper Bel Dezibel Normdaten Sachbegriff GND 1025833252 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Candela amp oldid 237171414