Jasność

Jednostką jasności jest kandela. Obrazowo mówiąc, określa ona gęstość światła emitowanego przez źródło światła. Im światło jest gęstsze, tym wydaje się jaśniejsze i bardziej intensywne, a im rzadsze, tym wydaje się słabsze. Jednostką strumienia świetlnego jest lumen, określający całkowitą ilość światła emitowanego przez źródło światła. Jednostką oświetlenia jest luks, który określa „gęstość” światła padającego na powierzchnię oświetlaną przez źródło światła.

Im więcej całkowitej ilości światła (lm) skierujemy w węższy stożek, tym światło będzie „gęstsze”, co zwiększy jego jasność (cd) i tym samym zwiększy się oświetlenie (lx). Jednak powierzchnia oświetlona będzie się zmniejszać. Przykładem mogą być reflektory samochodowe, gdzie całkowita ilość światła (lm) jest skierowana w wąski stożek, aby osiągnąć wysoką jasność (cd) i tym samym zwiększyć odległość dla wymaganego oświetlenia (lx).

Szczerze mówiąc, jeśli chcesz wybrać żarówkę do domu, nie jest to tak istotne. Ważniejsze jest zrozumienie relacji między tymi wielkościami, aby móc porównać na przykład dwa produkty pod kątem ich przeznaczenia i mieć podstawową orientację, co jest przedstawione na opakowaniach.

Kilka przykładów

• najważniejszą wielkością jest często strumień świetlny (lm). Znajdziesz go na wszystkich żarówkach LED i powie ci, jak bardzo żarówka będzie świecić. Im wyższa wartość, tym więcej światła będzie emitować.
• kolejnym kryterium jest kąt emisji. Jeśli na przykład chcemy oświetlić stół jadalny, żarówki o węższym kącie emisji zapewnią nam wyższe oświetlenie (lx) stołu. Żarówka o szerszym kącie będzie świecić bardziej na boki i stół nie będzie tak dobrze oświetlony, lub światło będzie musiało odbijać się od abażuru, co spowoduje spadek oświetlenia. Taka żarówka jest bardziej odpowiednia do oświetlenia całego pomieszczenia, na przykład światłem sufitowym.
• w przypadku niektórych wąsko skierowanych źródeł światła (np. latarki ręczne lub lampy dla rowerzystów) znajdziemy jako główny parametr jednostkę intensywności (cd). Jest to podane, ponieważ nie interesuje nas tak bardzo całkowity strumień świetlny (lm), ale jak bardzo światło będzie „ostre”. To lepiej wyraża, jak daleko latarka będzie świecić, czyli jak intensywne będzie oświetlenie (lx) odległego przedmiotu.
• czasami można znaleźć również informację o oświetleniu (lx). Nie mówi nam ona jednak zbyt wiele o żarówce, jeżeli nie ma dołączonej informacji o odległości, jak daleko żarówka jest od źródła światła, ponieważ oświetlenie maleje wraz ze wzrostem odległości. Jednak bez informacji o kącie emisji nie można ocenić, jaki jest całkowity strumień świetlny (lm), można tylko wnioskować o jasności (cd). Ta jednostka jest używana raczej do określania, czy na przykład miejsce pracy jest wystarczająco oświetlone, w zależności od rodzaju wykonywanej pracy. Określenie można przeprowadzić poprzez obliczenia, ale w praktyce najczęściej przeprowadza się pomiary bezpośrednio na miejscu przy użyciu luksomierza.

Jedna kandela to jasność źródła światła, które w danym kierunku emituje promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540×1012 herców i którego promieniowanie w tym kierunku wynosi 1/683 watów na jeden steradian.

Jeden lumen to strumień świetlny emitowany w kąt przestrzenny 1 steradiana przez punktowe źródło, którego jasność we wszystkich kierunkach wynosi 1 kandela.

Oświetlenie jednego luksu powoduje strumień świetlny jednego lumena, padający na powierzchnię 1 m².

Można też wspomnieć o temperaturze barwowej. Służy ona do określania odcienia barwy emitowanego przez żarówkę. Wyraża się ją w stopniach Kelvina (K), tak samo jak rzeczywistą temperaturę, ponieważ ten sam odcień barwy miałoby absolutnie czarne ciało nagrzane do tej temperatury. (Analogię można zobaczyć, gdy nagrzeje się na przykład żelazo. Zimne jest ciemne, po podgrzaniu staje się czerwone, a wraz z rosnącą temperaturą bieleje. Używana u nas skala Celsjusza ma tę samą wielkość stopni jak skala Kelvina, ale jest przesunięta o 273,16 stopnia w górę. 0 stopni Celsjusza to więc 273,16 stopnia Kelvina, a 100 stopni Celsjusza to 373,16 stopnia Kelvina.)

Dla ludzkiego oka widzialne temperatury barwowe wynoszą od około 800K do 18 000K. Im wyższa temperatura barwowa, tym bardziej odcień barwy zmienia się od czerwonego do niebieskiego. Przykładem jest klasyczna żarówka, która emituje światło przez rozżarzenie włókna wolframowego do wysokiej temperatury. Przy niskiej temperaturze żarzy się najpierw na czerwono, a przy wyższych temperaturach ten kolor przechodzi przez żółty do białego. Tam kończą się jej możliwości, ponieważ przy wyższej temperaturze włókno żarówki by się roztopiło.

Nowoczesne źródła światła, takie jak świetlówki i żarówki LED, działają na innych zasadach fizycznych niż ogrzewanie włókna, dlatego mogą osiągać wyższe temperatury barwowe niż klasyczne żarówki, bez osiągania rzeczywistych temperatur żadnej ich części. W przypadku żarówek LED można nawet bez przesady mówić o tzw. zimnym świetle, kiedy chip produkujący światło jest zazwyczaj tylko o kilka stopni cieplejszy niż temperatura otoczenia.

Ludzkie oko jest doskonałym narzędziem do porównywania odcieni barw. Bezproblemowo rozpozna różnicę między dwoma odcieniami, które się od siebie różnią. Dlatego jeśli wybierasz żarówki do jednego pomieszczenia i chcesz, aby ogólny efekt po włączeniu wszystkich źródeł światła był spójny, to z łatwością rozpoznasz, czy używane są żarówki o tej samej temperaturze barwowej. Może się wydawać, że na przykład różnica między 2700K a 3000K nie jest duża, że jest to "w zasadzie bez znaczenia" i nie będzie zauważalna. Nic bardziej mylnego, natychmiast zauważysz, że to "nie jest bez znaczenia". Dlatego warto zastanowić się, jaki odcień żarówki pasuje do danego celu i czy "skoki" w temperaturze barwowej nie będą drażniące.