A potência num caminho é medida em watts: potência visível em lúmenes
A potência no caminho de aquecimento por radiação é medida em watts. Isso é simples e é muitas vezes chamado a potência radiante. Mais complexo é pensar no fluxo ou fluxo através de uma determinada área – o número de watts por metro quadrado. A isto chama-se fluxo radiante.
No entanto, nenhum destes leva em conta a sensibilidade do olho a diferentes frequências, pelo que não podem realmente ser medidas de luminosidade. Tanto a potência radiante como o fluxo radiante podem ser muito elevados, e mesmo assim não se pode ver nada, porque todas as frequências estão fora do alcance visível. A energia deslocada pelos fotões no feixe não corresponde à energia necessária para desencadear os processos no seu olho que lhe permitem ver.
Há uma gama de medidas (utilizadas na fotometria) que estão sintonizadas com o olho padrão com o qual se pode deparar. Esta é uma área complexa, e uma selecção saliente é tratada aqui.
A potência da luz detectada pelo olho humano é um bom ponto de partida, e é o análogo da potência radiante, ajustada para o olho humano. É medida em lúmenes. Ao comprar uma lâmpada, seria bem aconselhável procurar o maior número de lúmenes por watt que se possa encontrar, e assim maximizar a proporção de fotões visíveis: fotões invisíveis. Ou, tal como coberto pelo SPT: Tópico energia e electricidade, a maior parte da energia estará na via de iluminação e apenas um pouco na via de aquecimento.
O lux é uma unidade que mede o brilho detectável
O lúmen não lhe informa sobre o brilho, porque o brilho é sobre o fluxo de fotões detectável por unidade de área, e existe um equivalente fotométrico do fluxo radiante (wattmetre2) ou 1 W m-2) para desempenhar esta função. Este é o lux. Um lux é 1 lúmen metro-2. Talvez seja mais provável que se encontre em especificações para a sensibilidade dos dispositivos electrónicos de imagem (tais como câmaras de vídeo).
p>Sensores altamente sensíveis necessitam apenas de alguns lux para funcionar, reunindo apenas alguns fotões. Um sensor menos sensível pode compensar aumentando a sua área, como faz a pupila do seu olho quando a luz cresce fraca.
Os lumens são o equivalente moderno da potência da vela
Há aqui mais um passo de interesse. Tal como a potência é de maior interesse para os humanos em situações práticas (lembre-se da potência unitária, para mostrar quantos cavalos um motor a vapor novinho em folha poderia substituir), também a iluminação é de maior interesse quando a pomos a funcionar. A potência da vela desempenhou a mesma função que a potência do cavalo durante muitos anos como a unidade de intensidade de luz. Pegar numa vela padrão – de tamanho e constituintes fixos – e comparar a sua potência com a fonte que precisa de ser calibrada. A intensidade luminosa de uma fonte depende da potência emitida numa determinada direcção, uma vez que estamos normalmente interessados em iluminar algo, não apenas a iluminação.
A unidade moderna é a candela. Se uma fonte é de 1 candela, uniformemente em todas as direcções, então emite uma potência luminosa de 4PI lumens. A candela é agora uma das seis unidades de base SI, com as quais todas as outras estão relacionadas, por isso escavou-se até à base operacionalmente definida sobre a qual todo o sistema de unidades é construído. Este parece ser um bom local para parar – antes que as coisas se tornem demasiado complicadas.
Estas são as unidades de base:
| quantity | unit | symbol |
|---|---|---|
| length | metre | m |
| mass | kilograma | kg |
| time | second | s |
| corrente eléctrica | ampere | A |
| temperatura termodinâmica | kelvin | K |
| quantidade de substância | mole | mol |
| intensidade luminosa | candela | cd |
A candela é utilizada para definir o lúmen, e o lúmen para definir o lux.
Velas não foram completamente banidas – os astrónomos ainda se referem a velas padrão. Estes são objectos de brilho conhecido. A partir disto e da intensidade detectada na Terra, podem calcular a distância a que estes objectos estão, seguindo a rota das velas-lumens-lux.