カンデラ(cd)— 光度のSI基本単位
カンデラ(記号 cd)は、特定の方向における光度を表すSI基本単位です。人間の明所視感度に基づき、放射測定上のパワーと知覚される明るさを結び付けます。
概要
カンデラ(記号 cd)は、特定の方向に光源が放つ可視光の量、すなわち光度を表す国際単位系(SI)の基本単位です。生のエネルギー量ではなく知覚される明るさを定量化し、光の物理学と人間の視覚を結び付けます。SI基本単位として、メートルや秒などの単位と並ぶものです。現代の計量体系における位置付けについてはSI基本単位および他の基本単位を、より広い科学の文脈については関連項目を参照してください。
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2 画像定義と基礎
現行の定義では、明るい環境での視覚(明所視)において平均的な人間の目が最も高い感度を示す波長に近い単色放射を基準に、カンデラを定めています。この感度は約555ナノメートル(緑色光)で最大となり、周波数では約540×1012ヘルツに相当します。慣例により、この周波数の単色放射を放射強度1/683ワット毎ステラジアンで放出する光源の光度は1 cdです。この選択により、物理的なパワーと知覚される明るさとの関係が固定され、緑色光が測光標準の中心となる理由が示されます。分光感度については、約555 nmにおける公称ピーク波長も参照してください。
他の測光単位との関係
カンデラはある方向における強度を測る単位です。関連する測光量には光束および照度があります。主な関係は次のとおりです。
- ルーメン(lm):全光束。1ルーメンは、1 cdの光源が1ステラジアンの立体角に放出する光束です。
- ルクス(lx):照度。1 lx=1 lm/m2であり、表面に到達する単位面積当たりの光束を表します。
- ステラジアン(sr):光度(cd)を全光束(lm)へ換算する際に用いる立体角の単位です。
用途、例、重要性
カンデラは、照明設計、ディスプレイや車両用ランプの仕様、可視光を測定する計器の校正に用いられます。実用例としては、懐中電灯、ヘッドライト、表示灯の方向ごとの明るさの比較が挙げられます。同じ方向で比較した場合、太陽や高出力ランプの光度は家庭用電球よりはるかに大きくなります。製造業者は、設計者が安全性および性能の基準を満たせるよう、ビームやLEDについて光度を示すことがよくあります。
歴史と用語
古い用語には「candle」や「candlepower」があります。これらの名称は、ろうそくの燃焼を基準とした歴史的な光の標準を反映しています。現代のカンデラは以前の実用的な標準に代わるものであり、測光を放射パワーの物理的測定と結び付けるため、国際的な合意を通じて改良されてきました。日常的な用法では「candle」という語も残っており、歴史的な注記はcandleを参照してください。
測定と区別
光度の測定には、人間の目の分光感度(明所視応答)を反映する標準に対して校正された測光機器が必要です。カンデラのように分光パワーを人間の感度で重み付けする測光量と、知覚に基づく重み付けをせず物理的パワーを測る放射測定量とを区別することが重要です。より技術的な参照資料や標準については、公的な計量機関の資料、太陽と光の比較に関する案内、ならびにSI基本単位および科学にある機器校正の注記を参照してください。
関連項目
著者
AlegsaOnline.com カンデラ(cd)— 光度のSI基本単位 Leandro Alegsa
URL: https://ja.alegsaonline.com/art/16512