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
วิทยาศาสตร์เบื้องหลัง
Candela ถูกกำหนดโดยอาศัยแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดในทิศทางที่กำหนด มีรากฐานมาจากคุณสมบัติทางกายภาพของแสงและการรับรู้ของมนุษย์ 1 แคนเดลามีค่าประมาณเท่ากับความเข้มของการส่องสว่างที่ปล่อยออกมาจากเทียนขี้ผึ้งทั่วไป
หน่วยนี้เป็นส่วนหนึ่งของระบบโฟโตเมตริกที่กว้างขึ้น ซึ่งช่วยให้เราเข้าใจและวัดปริมาณแสงในลักษณะที่สอดคล้องกับการมองเห็นของมนุษย์
ความสำคัญของแคนเดลา
การทำความเข้าใจและการวัดความเข้มของการส่องสว่างในแคนเดลาเป็นสิ่งสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ:
- การออกแบบแสงสว่าง: ในการออกแบบระบบแสงสว่างสำหรับบ้าน สำนักงาน และพื้นที่สาธารณะ การทราบค่าแคนเดลาของโคมไฟช่วยในการกระจายแสงและความเข้มตามที่ต้องการ
- มาตรฐานความปลอดภัย: ในระบบไฟส่องสว่างยานยนต์ โคมไฟถนน และการใช้งานด้านความปลอดภัยสาธารณะอื่นๆ การวัดแคนเดลาทำให้มั่นใจได้ว่าไฟจะตรงตามข้อกำหนดความเข้มเฉพาะเพื่อให้ทัศนวิสัยและความปลอดภัยที่เพียงพอ
- การผลิตและการควบคุมคุณภาพ: ในการผลิตไฟ LED หลอดไฟ และอุปกรณ์ให้แสงสว่างอื่นๆ ผู้ผลิตใช้การวัดแคนเดลาเพื่อรักษาความสม่ำเสมอและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ของตน
- 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