Tuesday, 9 July 2024

แคนเดลาคืออะไร: หน่วย SI ของความเข้มของการส่องสว่าง

แคนเดลาคือ

การทำความเข้าใจแสงและคุณสมบัติต่างๆ ของแสง คำหนึ่งที่มักเกิดขึ้นบ่อยๆ คือ “แคนเดลา Candela” ไม่ว่าคุณจะเกี่ยวข้องกับการออกแบบการจัดแสง การถ่ายภาพ หรือเพียงแค่อยากรู้เกี่ยวกับศาสตร์แห่งแสง การทำ

ความเข้าใจว่าแคนเดลาหมายถึงอะไรและนำไปใช้อย่างไรสามารถให้ความกระจ่างได้อย่างเหลือเชื่อ ในบทความนี้เราจะเจาะลึกแนวคิดของแคนเดลา ความสำคัญ และการประยุกต์

แคนเดลา (Candela) คืออะไร?

แคนเดลา (Candela สัญลักษณ์: cd) คือหน่วย SI (International System of Units) คือความเข้มของการส่องสว่าง โดยจะวัดปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาในทิศทางใดทิศทางหนึ่งจากแหล่งกำเนิดแสง

ความเข้มของการส่องสว่างนั้นคล้ายคลึงกับความเข้มของการแผ่รังสี แต่จะมีส่วนร่วมของทุกความยาวคลื่นของแสงในสเปกตรัมของแหล่งกำเนิด ความยาวคลื่นแต่ละอันจะถูกถ่วงน้ำหนักด้วยฟังก์ชันประสิทธิภาพการส่องสว่าง ซึ่งเป็นแบบจำลองของความไวของสายตามนุษย์ต่อความแตกต่าง ความยาวคลื่นที่ได้มาตรฐานโดย CIE และ ISO

เทียนขี้ผึ้งทั่วไปจะปล่อยแสงที่มีความเข้มส่องสว่างประมาณ 1 Candela หากการแผ่รังสีในบางทิศทางถูกกั้นด้วยสิ่งกีดขวางทึบแสง การแผ่รังสีจะยังคงอยู่ที่ประมาณ 1 Candela ในทิศทางที่ไม่บดบัง

แคนเดลาต่างจากลักซ์ซึ่งวัดความสว่าง (ปริมาณแสงที่ตกกระทบพื้นผิว) โดยแคนเดลาจะวัดแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิด โดยเน้นไปที่ความเข้มของลำแสงในทิศทางที่เฉพาะเจาะจง

คำว่า candela เป็นภาษาลาติน แปลว่าเทียน บางครั้งชื่อเก่า “เทียน” ยังคงใช้อยู่เช่นเดียวกับใน foot-candle และคำจำกัดความสมัยใหม่ของพลังเทียน

ผลกระทบของแคนเดลา

ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดแสงไม่ส่งผลต่อปริมาณของแคนเดลา

มุมเปิด (ลำแสงกว้าง/เล็ก) มีผลกระทบต่อปริมาณแคนเดลา สมมติว่าคุณมีแหล่งกำเนิดแสง 300 ลูเมน หากแหล่งกำเนิดแสงขนาด 300 ลูเมนนี้รวมกันอยู่ในมุมเปิดที่ 10°

ปริมาณของแคนเดลาจะมีมากกว่าเมื่อแหล่งกำเนิดแสงแผ่รังสีในมุม 50° ในกรณีหลังนี้ แสงจะต้องกระจายออกไปในมุมเปิดที่กว้างกว่า แคนเดลาคือปริมาณแสง (ลูเมน) ต่อสเตอเรเดียน

หน่วยการวัดแสงชนิดอื่นๆ

ในขณะที่แคนเดลาวัดความเข้มของการส่องสว่าง ลูเมนจะวัดปริมาณแสงทั้งหมด และลักซ์จะวัดความสว่าง นี่เป็นการเปรียบเทียบโดยย่อ:

  • แคนเดลา (cd): วัดความเข้มของแสงที่ปล่อยออกมาในทิศทางเฉพาะ
  • ลูเมน (Lumen): วัดปริมาณแสงที่มองเห็นทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิด
  • ลักซ์ Lux (lx): วัดปริมาณแสงที่ตกกระทบพื้นผิว (1 ลักซ์ = 1 ลูเมนต่อตารางเมตร)

การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบและประเมินระบบแสงสว่างอย่างมีประสิทธิภาพ

หลักการ

วิทยาศาสตร์เบื้องหลัง

Candela ถูกกำหนดโดยอาศัยแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดในทิศทางที่กำหนด มีรากฐานมาจากคุณสมบัติทางกายภาพของแสงและการรับรู้ของมนุษย์ 1 แคนเดลามีค่าประมาณเท่ากับความเข้มของการส่องสว่างที่ปล่อยออกมาจากเทียนขี้ผึ้งทั่วไป

หน่วยนี้เป็นส่วนหนึ่งของระบบโฟโตเมตริกที่กว้างขึ้น ซึ่งช่วยให้เราเข้าใจและวัดปริมาณแสงในลักษณะที่สอดคล้องกับการมองเห็นของมนุษย์

ความสำคัญของแคนเดลา

การทำความเข้าใจและการวัดความเข้มของการส่องสว่างในแคนเดลาเป็นสิ่งสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ:

  1. การออกแบบแสงสว่าง: ในการออกแบบระบบแสงสว่างสำหรับบ้าน สำนักงาน และพื้นที่สาธารณะ การทราบค่าแคนเดลาของโคมไฟช่วยในการกระจายแสงและความเข้มตามที่ต้องการ
  2. มาตรฐานความปลอดภัย: ในระบบไฟส่องสว่างยานยนต์ โคมไฟถนน และการใช้งานด้านความปลอดภัยสาธารณะอื่นๆ การวัดแคนเดลาทำให้มั่นใจได้ว่าไฟจะตรงตามข้อกำหนดความเข้มเฉพาะเพื่อให้ทัศนวิสัยและความปลอดภัยที่เพียงพอ
  3. การผลิตและการควบคุมคุณภาพ: ในการผลิตไฟ LED หลอดไฟ และอุปกรณ์ให้แสงสว่างอื่นๆ ผู้ผลิตใช้การวัดแคนเดลาเพื่อรักษาความสม่ำเสมอและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ของตน
  4. ดาราศาสตร์และการวิจัย: นอกจากนี้ แคนเดลายังใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาต่างๆ เช่น ดาราศาสตร์ ซึ่งการทำความเข้าใจความเข้มของแสงจากดวงดาวและเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ถือเป็นสิ่งสำคัญ

การตรวจวัดแคนเดลา

หากต้องการวัดความเข้มของการส่องสว่างในแคนเดลา คุณต้องมีโฟโตมิเตอร์ โฟโตมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อวัดความเข้มของแสง โดยทั่วไปกระบวนการจะเกี่ยวข้องกับ:

  • การปรับเทียบอุปกรณ์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโฟโตมิเตอร์ได้รับการปรับเทียบตามขั้นตอนมาตรฐานเพื่อให้ได้การวัดที่แม่นยำ
  • การวางตำแหน่งแหล่งกำเนิดแสง: วางแหล่งกำเนิดแสงที่ระยะห่างที่กำหนดจากโฟโตมิเตอร์
  • การวัดความเข้ม: จากนั้นโฟโตมิเตอร์จะวัดความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางที่สนใจ โดยอ่านค่าเป็นแคนเดลา

 

บทสรุป

Candela เป็นหน่วยพื้นฐานในศาสตร์แห่งแสง ซึ่งเป็นหน่วยวัดความเข้มของการส่องสว่างซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานหลายอย่าง ตั้งแต่การรับรองความปลอดภัยในพื้นที่สาธารณะไปจนถึงการสร้างแสงที่สมบูรณ์แบบในการถ่ายภาพ

การทำความเข้าใจและการใช้แคนเดลาสามารถปรับปรุงปฏิสัมพันธ์ของเรากับแสงได้อย่างมาก ไม่ว่าคุณจะเป็นมืออาชีพในอุตสาหกรรมแสงสว่างหรือเพียงผู้ที่สนใจในความซับซ้อนของแสง การชื่นชมบทบาทของแคนเดลาจะทำให้ความรู้และการประยุกต์ใช้แสงของคุณสดใสขึ้น